22 Haziran 2016 | SU DÃœNYASI 94. Sayı (Mayıs 2016)

ENÄ°S BURKUT enis@burkut.com.tr

Ham su özelliklerine ve istenen iyi su kalitesine göre seçilen Ters Ozmoz mambranı, kendisine gelen suda mambrana zarar verici maddeler olmadığı sürece görevini yapar. Mambrandan istenen görevi mambranın yapabilmesi için “Ön Şartlandırma” yaparak onu zararlılardan korumak doğru olur.  

TO-Ters Ozmoz işleticileri ve TO’ya servis veren kuruluşlar, TO ön şartlandırmanın önemini çok iyi bilirler. Biz de bu yazımızda TO ön şartlandırmanın önemini vurgulamaya çalışacağız. Her TO sistemi için ne tür “Ön Şartlandırma” yapılması gerektiğini yazmayacağız; çünkü her ham su özelliğine göre ve bu sudan TO ile ne kalitede su elde etmek istendiğine göre TO ön şartlandırma sistemi farklı farklı tasarlanır.
Önce “terim” üzerinde duralım...
Neden “Ön Arıtım” değil de “Ön Şartlandırma”?..
Çünkü bazı ham suların yalnız pH seviyesini düşürmekle veya suya yalnızca “Taş Önler-Antiskalant” dozlamakla “Ön Şartlandırma” yapılabilir. Bu sebeple, TO mambranlarının korunması için “Ön Arıtım” yerine “Ön Şartlandırma” terimi daha uygun olur görüşündeyiz.
Ön şartlandırmada maksat, TO mambranlarına zarar verebilecek maddelerin ham sudan alınması veya miktarının azaltılması veya özelliklerinin değiştirildikten sonra TO’ya ulaşmasının sağlanmasıdır. Bu durumda TO mambranına zarar verecek nitelikte olan su özelliklerine ve zararlı maddelere bir göz atalım:

-    Yüksek su sıcaklığı
-    Çok yüksek veya çok düşük pH
-    Suda çözünmeyen katıların miktarı ve irilikleri
-    Suda bulunan mikroplar/canlılar
-    Suda bulunan oksitleyici maddeler
-    Suda bulunan metal iyonlarının miktarı
-    Suda bulunan ve TO içinde konsantrasyonu artarken kristalleşen maddelerin türü ve miktarı.

İşte, yukarıda tarif edilen su özellikleri ve maddeler TO mambranına zarar vermeyecek şekle sokulursa, “Ön Şartlandırma” başarılı olur ve bunun sonucunda TO’dan arzu edilen kalitede iyi su elde edilir, TO bakımı azalır ve TO mambran ömrü çok uzar.
Atık su geri kazanımında TO kullanıldığında, TO mambranına zarar verebilecek petrol yağı ve başkaca birçok madde de ham su içinde bulunabilir. Bu yazımızda atık sudan gelebilecek maddelere değinmeyeceğiz.
Ön şartlandırmanın önemini anlatabildiğimiz işletmelere kurmuş olduğumuz TO sistemlerinin mambranlarının daha uzun süre görev yaptığına şahit oluyoruz. 
TO’ya zarar veren su özelliklerinin ve maddelerin zararını azaltıcı “Ön Şartlandırma” konularını biraz daha açıklayalım:

A.    Su Sıcaklığı: Ülkemizin bazı bölgeleri “jeotermal bölge” olarak adlandırılır ve bu bölgelerdeki kuyu suyu sıcaklıkları yüksek olur. Örneğin İzmir Aliağa bölgesindeki bazı kuyu suyu sıcaklıkları 45°C üzerindedir. Oysa, piyasada bulunan normal TO mambranlarının su sıcaklığı için su sıcaklığı garanti sınırı 50 °C’dir.  Dolayısıyla bu bölgelerde su sıcaklığının çok iyi kontrol edilmesi ve gerekirse sıcaklığın düşürüldükten sonra suyun TO’ya verilmesi önerilir.

B.    Su pH Derecesi: Piyasada bulunan normal TO mambranları için kataloglarda yazan pH sınırları 4,0-11,0’dır. Mambran yıkaması için verilen pH sınırları ise 2.0-11,5’tur. Bu sebeple ham suyun pH derecesi katalog değerlerine getirildikten sonra suyun TO’ya verilmesi doğru olur.

C.    Katılar: Suda çözünmeyen katıların sınırlı boyuta ve sınırlı miktara getirilmesi şarttır. Suda çözünmeyen katıların çoğunluğu su filtreleri ile sudan alınır. TO mambran üreticileri sudaki katıları iki şekilde sınırlamamızı ister (Resim 1):


Resim 1. Çok katı içeren ham sulardaki katıların çöktürülmesi için Lamella Sistemi

-    Katı madde boyutu olarak sınır 1 mikrondur: TO mambranı öncesi su 1 mikronluk kartuş filtreden geçirilerek bu önlem alınır. Su arıtım sisteminde Ultra Filtrasyon sistemi bulunduğunda su zaten 0,1 mikron seviyesi altına filtrelenmiş olduğu için katı madde boyutu sorun yaratmaz.
-    Katı miktarı sınırı için mg/Litre cinsi bir rakam yerine suyun SDI değeri (Silt Density Index) önemsenir. Mambran üreticilerinin vermiş olduğu katalog değeri “SDI < 3”tür. Suyu 1 mikron seviyesine kadar süzsek dahi, 1 mikrondan daha küçük olan katıların miktarı çoksa, bunlar mambran katmanları arasına çöker ve mambran basınç kaybını artırır, üretim suyu debisi düşer. Bu sebeple doğru filtreler ve yöntemler kullanılarak sudaki katı miktarı azaltılmalı ve SDI değeri 3 altına düşürülmelidir. TO öncesi ultra filtrasyon kullanıldığında SDI değeri zaten 3 sınırının altına düşer (Resim 2).


Resim 2. TO öncesi kum filtresi ve Ultra Filtrasyon

D.    Mikroplar: Bilindiği gibi, mikrobiyolojik canlıların üreme hızı çok yüksektir ve su hızının düşük olduğu yerlerde bir adet canlı mikrop birkaç gün içinde milyonlarca rakama ulaşabilir. Mambran katmanları içindeki su hızı çok düşüktür ve mikrobiyolojik üremeye uygundur. Bu üreme sonucunda TO mambranı içindeki basınç kaybı çok yükselir, üretim suyu miktarı azalır. Çoğalan mikroplar TO üretim suyuna da geçebilir (Resim 3). TO yıkamaları her zaman başarılı olmayabilir. Bu sebeplerden dolayı TO cihazına mikropların gelmemesi için kesin önlemler alınmalıdır. Bu önlemlerin en basiti, ham suyun işletme sınırına geldiği yerden başlayarak suyu klor (hipoklorit) baskısı altında tutmaktır. Daha iyi bir önlem, TO öncesi suyu ultra filtrasyondan geçirmektir. Sorunlu TO mambranları için yapılan otopsi araştırmalarında görülen sonuç, çoğu zaman mikrobiyolojik madde sorunudur. 


Resim 3. Ham suyun hassas klor ölçümü ile klorlanması için dozaj sistemi

Çok önemli bir noktaya değinmek isteriz: Ham su TO öncesi ultrafiltrasyondan geçmiş olsa dahi bu su, TO öncesi bir depoda bekletiliyorsa ve bu depoya havadaki canlılar girebiliyorsa, havadan gelen mikroplar, mayalar, küfler bu depoda ürer ve TO mambranlarında mikrobiyolojik tıkanma sorunları yaşanır. Onun için TO öncesi su depolarında üremenin giderilmesi için etkili önlemler alınmasını öneririz.

E.    Suda bulunan oksitleyici maddeler: Yukarıda anlattığımız gibi, su içinde mikrobiyolojik üremeye karşı klor (hipoklorit) gibi oksitleyici maddeler kullanılır. Bu maddeler TO öncesi suda bulunmalı ancak TO mambranına gelmemelidir; çünkü oksitleyici maddeler bugün kullandığımız mambranları “kalıcı” olarak bozar.

F.    Suda bulunan metal iyonları: Tabii sularda bulunan Demir, Mangan gibi metal iyonları, ayrıca, geri kazanılacak olan kullanılmış sularda, işletmeden suya karışmış olan metal iyonları, mambran üreticilerinin belirlediği sınır değerleri üzerinde olduğunda, bu metal iyonlarının miktarı azaltılmadan ham su TO’ya verilmemelidir. Aksi durumda TO mambranlarında “kalıcı” bozulmalar olabilir. Bu sebeple, ön şartlandırma teknikleri ile metal iyonlarının azaltılması sağlanmalıdır.

G.    Suda bulunan ve TO içinde konsantrasyonu artarken kristalleşen maddeler: Bu maddeler genellikle Kalsiyum, Magnezyum ve Silikat bileşikleridir. Su TO’ya gelmeden önce, suya dozlanan “Taş Önler-Antiskalant” kimyasalları sayesinde bu  maddelerin TO mambranı içinde kristalleşmesi engellenir (Resim 4). Antiskalant üreticilerinin hazırlamış olduğu bilgisayar programlarına ham suyun kimyasal özellikleri yazılır, bu program ile hangi kimyasaldan ne miktar dozlanırsa ham sudan ne oranda iyi su elde edileceği belirlenir ve uygulanır.


Resim  4. Oksitleyicinin ve kireçlenmenin giderilmesi için yapılan dozajlar

Özet olarak, TO mambranı ancak kendisine uygun kimyasal ve fiziksel şartlarda su verildiğinde görevini doğru yapar. Bu şartlar sağlanmadığı durumlarda TO mambranı görevini tam yapamaz; tasarım debisine kıyasla daha az miktarda ve daha kötü kalitede sular üretmeye başlar. TO mambranının tekrar doğru görev yapması için mambranlara kimyasal yıkamalar uygulansa da, bu yıkamalar her zaman istenen sonucu vermez. Yıkama işe yarasa dahi her kimyasal yıkama TO mambran ömrünü biraz azaltır. Bu sebeple, TO’dan tam olarak yararlanmak istiyorsak “Ön Şartlandırma”ya önem vermeye mecburuz.

 

---

R E K L A M