Ters Osmosla Sertlik Giderimi

İÇİNDEKİLER

1. GİRİŞ
2. TERS OSMOS CİHAZININ GELİŞMESİNİ
DESTEKLEYEN NEDENLER

2.1 Sanayi'nin ihtiyacı için SU Kalitesi'nin
Yükseltilmesi

3. TERS OSMOS SİSTEMİNİN ÇALIŞMA PRENSİBİ

4. TO CİHAZININ TASARIM KRİTERLERİ

4.1 Ters Osmos Cihazı
Tasarımı

5. TO İŞLETME ŞEKLİ VE İŞLETMECİNİN GÖREVLERİ

6. TO İLE İLGİLİ YANLIŞ BİLGİLERİ DOĞRULARI İLE DEĞİŞTİRELİM
7.
TERS OSMOS (T.O.) SİSTEMİ TATBİKATLARI
8. TERS OSMOSU AÇIKLAYICI
ŞEMALAR
9. SONUÇ

KAYNAKLAR

1. GİRİŞ

Ters
Osmos Sistemi bugün ülkemizde enerji santrallarından tekstil
boyahanelerine, meşrubat üretiminden sofra suyu üretimine kadar bir çok
yerde karşımıza çıkıyor. Teknolojinin bugün ulaştığı noktada, “SU için
en mükemmel mineral filtresi” olarak nitelendireceğimiz TERS OSMOS
sistemini her teknik kişinin yakından tanımasında yarar vardır. Dünyada
30 yıldır kullanılan Ters Osmos teknolojisine, “yeni teknoloji” ve
“pahalı teknoloji” ön fikri ile uzak duranlar ve Ters Osmos
teknolojisinin işletmelere getirdiği kazancı mühendisçe hesaplamayanlar
hizmet verdikleri işletmeleri zarara sokuyor olabilirler.

Birçok
literatürde İngilizce adı ile, "Reverse Osmosis - RO" şeklinde
adlandırılan Ters Osmos (TO) tekniği günümüzde hızlıca ilerleyen
teknolojilerden biridir. 30 yılı geçmiş tarihi olan Ters Osmos tekniği
yeni buluşlar ile gelişiyor. Su içindeki mineralleri (iyonları), mekanik
olarak, yalnızca su basıncı ile %95 - %99 kadar ayıran Ters Osmos
tekniğinin ülkemizde tatbikat sahası çok geniştir. Araştırma
yapmayanların “Pahalıdır” ön fikri ile fiyat dahi almadıkları Ters Osmos
sistemi yatırımı bazı sanayi kuruluşlarında 12 ay gibi kısa sürelerde
amorti edilebilmektedir.

Bu yazı dizisi içinde çok kullanılacak
olan teknik kelimeler:

İyon: suda çözünürken elektron almış veya
elektron vermiş tabii bir mineral. Örnek, sofra tuzu (NaCl) suda
çözündüğünde (Na +) ve (Cl -) ionları oluşur.

Demineralize =
Deiyonize : Su içinde bulunan mineralleri ve iyonları sudan ayırmak..
“Deiyonize su” veya “Demineralize su” minerallerden arınmış saf su.

Rejenerasyon:
Kimyasal bir işlem yaparak iyon değiştirici reçineleri ilk durumuna
getirmek, “yenilemek”.

İletkenlik: suyun elektrik iletme
kabiliyetidir. Çok kullanılan ölçü birimi "mikrosiemens/cm" ( S/cm) ve
micromho. Su içinde çözünmüş mineral miktarı arttıkça suyun iletkenliği
artar. Misal: su içinde yalnızca 100 mg/lt NaCl tuz varsa ve başkaca hiç
bir çözünmüş madde yoksa bu suyun iletkenliği 212 mikrosiemens/cm'dir.

Toplam
Çözünmüş Madde Miktarı: su içinde çözünmüş halde bulunan minerallerin
ağırlıklarının toplamıdır, mg/litre cinsinden ölçülür. Su içindeki
çözünmüş madde miktarı çoğaldıkça suyun iletkenliği yükselir.

Toplam
Sertlik: su içinde çözünmüş halde bulunan Kalsiyum (Ca) ve Magnezyum
(Mg) bileşiklerinin toplamıdır. Sertlik ülkemizde üç değişik birim ile
ifade edilir: CaCO3 (kalsiyum karbonat) cinsinden mg/lt; Fransız
sertliği (= 10 mg/lt CaCO3); Alman Sertliği (= 17,9 mg/lt CaCO3).

Toplam
Alkalinite: suyun asidi nötralize etme kabiliyetidir. Su içinde bulunan
CO3, HCO3, ve OH ionlarının toplamıdır. Toplam Alkalinite mg/lt CaCO3
cinsinden ifade edilir.

pH: suyun asidik olma durumunu ifade
eder. pH değeri 0 ile 14 sayıları arasında olur. pH=7 nötr bir suyun
sayısal değeridir. pH 0 ile 6,5 değeri arasında ise su “asidik”, pH
değeri 8 ile 14 arasında ise su “bazik” veya “alkali” olarak
nitelendirilir.

Çözünmüş Karbondioksit: su içinde çözünmüş halde
bulunan CO2 gazının mg/lt cinsinden miktarını belirler.

Mambran:
Tabiattaki canlılarda “zar” olarak adlandırılan, yarı geçirgen iki
boyutlu biyolojik organın Ters Osmos sistemi içinde görevini yapan
“sentetik zar”. Ters Osmos tekniğinin literatürdeki diğer adı “Mambran
Tekniği”dir.,

2. TERS OSMOS CİHAZININ GELİŞMESİNİ DESTEKLEYEN
NEDENLER

Her gün yeni buluşlar yapılıyor ve patentler alınıyor.
Ancak bu yeni buluşların hepsi de piyasada tutunmuyor. Ters Osmos ile Su
Saflaştırma tekniğinin dünya piyasasında tutunması ve hızlıca
gelişmesinin en önemli sebepleri:

“SU Kalitesi”nin sanayide önem
kazanması; Zenginleşen insanların tabiat şartlarını zorlayıp yeterli
suyu olmayan deniz kenarlarında yaşamak ve bu yerlerde tatil yapmak
istemeleri, Deniz kenarlarında yerleşik olup da “Tatlı Su” kaynağı
kısıtlı olan kentler ve oteller Deniz Suyu'ndan içme ve kullanma suyu
üretmek için TO sistemleri kuruyorlar. Bu sistemlerin sayısı gittikçe
artmaktadır.

2.1 Sanayi'nin ihtiyacı için SU Kalitesi'nin
Yükseltilmesi :

SU'yun kimyasal kalitesinin iyileştirilmesi,
yani, su içinde çözünmüş halde bulunan minerallerin sudan alınması için
çok yıllar önce “İyon Değiştirici Reçine Tekniği” geliştirilmiş. Bu
teknik sayesinde, yalnız sanayi değil, yüksek basınçlı buhar kazanları
ile çalışan eski gemilerin gelişmesi de sağlanmış. Bugün, bir çok
tatbikatta reçineli iyon değiştirici yerine Ters Osmos (TO) tekniği
tercih ediliyor, çünkü TO, reçineli sistemlere kıyasla daha ekonomik ve
daha çevrecidir.

İyon Değiştirici Reçinelerin Çalışma Prensibi :

Bugün
her sanayi tesisinde bulunan ve “Su Yumuşatma Cihazı” olarak
adlandırdığımız cihazlar da birer “İyon Değiştirici”dir. Bu cihazlar
içinde de İyon Değiştirici Reçine bulunur. Sofra Tuzu, yani “NaCl” ile
Rejenere edilen bu reçineler su içinde bulunan ve sertlik tabir edilen
Kalsiyum (Ca) ve Magnezyum (Mg) iyonlarını sudan alır, bunların yerine,
suya NaCl tuzu içindeki Sodyum (Na) iyonunu verir. Sonuçta, sudaki
sertlik alınmış olur, fakat suyun Sodyum içeriği artmış olur, yani su
saflaşmaz, suyun mineral miktarı değişmez ve suyun iletkenliği de
değişmez, hatta bir miktar artar.

Dış görünüşü ile su yumuşatma
cihazına benzeyen, fakat içinde başkaca reçineler bulunan,
“Demineralize” veya “Deiyonize” cihazı olarak adlandırılan cihazlar ile
suyun minerallerinden arındırılması mümkündür. Bu teknikte birbirinden
çok farklı iki tür “iyon değiştirici” reçine kullanılır. “Katyonik
Reçine” ile sudaki (+) yüklü iyonlar alınır ve yerine Asit (HCl) içinde
bulunan (H+) iyonu verilir. “Anyonik Reçine” ile sudaki (-) yüklü
iyonlar alınır ve yerine Kostik (NaOH) içinde bulunan (OH-) iyonu
verilir. Bu işlem sonunda suya yüklenmiş olan (H+) ve (OH-) iyonlar
kendi aralarında birleşip H2O , yani SU molekülünü oluşturduklarından,
sonuçta su minerallerden arınmış olur ve saf hale gelir.

İyon
Değiştirici Reçineler ile çalışan sistemler halen kullanılmakla beraber
bazı işletme sorunları vardır:

1. Uzun süren rejenerasyon
süresi dolayısı ile, saf suyu sürekli elde etmek için her bir reçine
tankından (yedekli olarak) iki adet kullanmak gerekir. Ayrıca, bu
reçinelerin rejenerasyonu sırasında gereken asit ve kostik için sistemde
ayrıca geniş hacimli tanklar bulundurulur. Bu tanklara ilave olarak,
rejenerasyon sırasında çıkan atık suların toplanması için de geniş
hacimli bir tank daha gerekir. Bu tankta toplanan atık suların pH
nötralizasyonu gene bu tank içinde yapıldıktan sonra sular deşarj
edilir. Bu nedenler ile Reçineli Demineralize sistemi çok hantaldır ve
çok geniş yer tutar. Örneğin, gemilerde yer sıkıntısı olduğundan, gemi
inşa kuruluşları reçineli sistem yerine daha az yer kaplayan TO
sistemlerini tercih ederler.
2. Reçinelerin her rejenerasyonundan
sonra, belli bir süre üretim suyu kalitesi bozulabilir. Bu da reçineli
sistemlerin bir zayıflığıdır.
3. Reçinelerin rejenerasyonu için
çok miktarda Asit ve Kostik kullanılır. İşte en büyük işletme sorunu bu
kimyasallar ile yaşanır. Çünkü bu iki kimyasal insan ve çevre için çok
zararlıdır. Bu iki kimyasalın satın alınması, satın alınırken
kalitelerinin kontrolu, depolanması, işletmecilerin üzerine sıçraması
ile meydana gelen deri yanmaları riski (bir dozaj pompasının kontrolu
sırasında benim elim de asit ile yandı) bir çok işletme sorununu
beraberinde getirir.
4. Çevre sorunu: reçinelerin rejenerasyonu
sırasında tonlarla asitli ve kostikli sular çıkar. Bu suları değil
kanala, atık arıtma tesisine dahi gönderilmesi mümkün değildir. Bu
suların önce bir pH dengeleme tankında toplanması, burada pH
nötralizasyonu yapılması ve daha sonra atık arıtma tesisine gönderilmesi
gerekir. Bu da sistemi hantallaştıran, çok yer tutmasına neden olan ve
saf su üretim maliyetini yükselten bir sebeptir. Ayrıca, pH
nötralizasyon tankının işletmesinde de dozaj sistemleri ve otomasyon
bulunur, bunların da bakımları sırasında işletmecinin deri yanığı riski
gene mevcuttur.
5. İş Kanunlarının ve Sağlık kurallarının iyi
çalıştığı ülkelerde asit ve kostik kullanılan iş yerlerinin Sigorta
riskleri yüksek olmakta ve bu tür iş yerleri sigortaşirketlerine daha
çok sigorta primi ödemektedirler.

Yukarıda değinilen işletme
sorunları nedeni ile Ters Osmos (TO) cihazının icadından sonra başta
A.B.D. olmak üzere, sanayi ülkelerinde tercih edilmiştir. Tabii ki, ilk
icat edildiğinde TO cihazlarının fiyatları yüksek idi. Bu nedenle, bugün
için negatif görünen yukarıdaki işletme sorunları TO'nun yüksek fiyatı
ile karşılaştığında “idare edilir” sorunlar olarak kabul ediliyordu.
Ancak, TO cihazları 1990 yılından bu yana ucuzladı, gelişen mambran
teknikleri ile TO ile üretilen suyun maliyeti de çok azaldı (içinde en
çok 2000 mg/litre çözünmüş mineral bulunan bir kuyu suyundan TO ile elde
edilen bir ton suyun maliyeti 0,20 - 0,30 Dolar mertebesindedir) . TO
cihazlarının bugünkü fiyatları ve işletme maliyetleri çok düşüktür ve bu
nedenle işletme riskleri ve işletme zorlukları olan reçineli sistemler
yerine TO tercih ediliyor