Su arıtma yöntemleri

Su arıtma yöntemlerini iki farklı grup için sınıflandırmak gerekir. Bunlardan birincisi içme suyu arıtma ikincisi ise atıksu arıtmadır.

İçme suyu arıtma yöntemleri barajlardan, göllerden, akarsular gibi yüzeysel sulardan elde edilen suları arıtma ile yeraltı sularından elde edilen suları arıtma olarak sınıflandırabiliriz. Her iki durumda da su arıtma işlemine başlanmadan önce suların detaylı bir analizinin yapılması ve bu analiz sonuçlarına göre ekonomik bir su arıtma sisteminin tasarlanması yoluna gidilmelidir. Belli başlı içme suyu arıtma yöntemlerini şöyle gruplandırabiliriz.

1. Filtrasyon

a.Mikrofiltrasyon: Mikrofiltrasyon yönteminde su moleküleri içerisindeki yabancı partiküller mikron dediğimiz milimetrenin binde biri büyüklüğüne kadar olabilen partikülleri sudan ayrıştırma işlemidir. Bu filtrasyon hızlı, yavaş, basınçlı kum filtreleri ile gerçekleştirildiği gibi hammaddesi elyaf ya da iplik olan kartuş tipindeki filtrelerle de gerçekleştirilmektedir. Kartuş filtreler 80 mikron 25 mikron, 10 mikron, 5 mikron ve 1 mikron gibi süzme kapasitesine sahip olabilmektedir.

b.Ultrafiltrasyon: Tanecik boyutu 0,02 mikron seviyesine kadar olan partiküller bu filtrasyon tekniği ile tutulabilmektedir. Bu maddeler arasında bakteri ve virüsleri de saymamız mümkündür. Uygun maliyeti sebebiyle büyük ölçekte endüstriyel  ve şehir şebekeleri için yaygın bir şekilde kullanım alanı bulmuştur. 

c.Nanofiltrasyon: 1 milimetrenin milyonda bir boyutu olarak nanometre ifade edilmektedir. Nanofiltrasyon tekniği ile sudaki birçok zararlı madde tutulabilmektedir. Minerallerin çoğunluğu iyon şeklindeki yapılarından nanofiltrelerden geçebilmektedir. Bu kadar küçük gözeneklere sahip membranlar özel teknikle üretilmektedir. Rakibi olan reverse osmosis sistemlere karşı daha düşük basınçlarda çalışabilme ve gözenek yapısının büyüklüğünden dolayı daha geç sürede tıkanma avantajlarına sahiptir. Nanofiltrasyon yönteminde oluşan atıksu da reverse osmosis sitemlere kıyasla oldukça düşüktür. Ancak bu filtrasyon yöntemi denizsuyu arıtımında ve TDS değeri yüksek olan sularda uygulanabilir değildir.

d.Reverse osmosis(RO): Türkçe ters osmoz olarak adlandırılan bu filtrasyon tekniği ile sudaki bütün yabancı maddeler ayrıştırılabilmektedir. Bu teknoloji membranlarında sadece su moleküllerinin geçebileceği büyüklükte delikler bulunmaktadır. 1 milimetrenin 10 milyonda biri büyüklüğüne angstrom adı verilmektedir. Membran gözenekleri 5 angstrom büyüklüğüne sahiptir. Yüksek basınç altında su molekülleri osmoz istikametinin tersine hareket ederek yabancı maddelerinden arınır.

2.İyon değiştirme:

a.Su yumuşatma: Sudaki +2 değerlikli iyonlar suda çözünerek sertlik problemini oluşturur. Reçine sudaki +2 değerlikli iyonları yakalama kapasitesine sahiptir. Yalnız reçinenin doygunluğa ulaştıktan sonra yakaladığı bu iyonları geri bıraktırarak atıksu ile sistemden uzaklaştırması istenir. Böylelikle sistemde sürekli bir kalsiyum, magnezyum gibi +2 değerlikli iyonların yakalanma işlemi devam edebilecektir. Doygunluğa ulaştıktan sonra bu iyonları bırakma işi iyonların yer değiştirme prensibi ile gerçekleştirilir. Tuzda ki sodyum iyonları reçinedeki +2 değerlikli iyonlar ile yer değiştirirek reçinenin tekrar +2 değerlikli iyonları tutma yeteneği gelişir. Bu işleme rejenerasyon denilmektedir. Reçinenin kapasitesi hesaplanarak uygun su arıtma cihazı seçimi ile su yumuşatma işlemi gerçekleştirilir.

b.Demineralizasyon: Anyon ve katyon tutucu reçineler sırasıyla işleme tabi tutulup sudaki tüm iyonların bu reçineler vasıtası ile tutulması sağlanır. Burada rejenerasyon işlemi asit ve baz ile yapılmaktadır. Endüstriyel olarak uygulama sahası geniştir. Saf su istenilen proseslerde kullanılmaktadır.

c.Mix-bed demineralizasyon: Karışık yataklı reçine olarak adlandırılan mix-bed reçine aynı anda hem anyonları hem katyonları tutma kapasitesine sahiptir. Rejenerasyon işlemi genelde yapılmamaktadır, kullan-at şeklinde kullanımı yaygındır.

3.Aktif karbon: Sudaki tat, koku, organik bileşikler, klor bazı ağır metallerin gideriminde kullanılır. Aktif karbon zerreceikler çok büyük yüzey alanlarına sahiptir ve bu aktif karbona mükemmel bir absorblama kapasitesi sağlamıştır. Sistemin rejenerasyonu yoktur, ters yıkama işlemi aktif karbon zerreciklerini hareket ettirmek için yapılmaktadır. Aktif karbon kömür ve hindistan cevizi kabuğu (coconut) bazlı olarak üretilmektedir. Coconut aktif karbonların içme suyu arıtımında kullanımı yaygındır.

4.Demir-mangan filtreleri: Sudaki demir ve mangan ön arıtım proseslerine zarar verebilmektedir. Bu bakımdan giderilmesi gerekir. Birm denilen bir mineralin demir mangan tutma özelliği keşfedilmiştir. Demir mangan klorla reaksiyona sokularak birm adlı mineralin tutabileceği kıvama getirilmektedir. 

Su Arıtma Cihazlarının Faydaları

       Doğru kullanıldığı vakit su arıtma cihazlarının faydalarını saymakla bitiremeyiz. Öncelikle bir su arıtma cihazının bu bir su yumuşatma sistemi olabilir veya içme amaçlı olarak kullanılan tezgahaltı reverse osmosiscihazlarından birisi olabilir optimum faydalı olabilmesi için suyumuzun özelliklerini bilmeli ve buna göre cihaz tercihinde bulunmalıyız. Suyumuz ne kadar kaliteli olursa olsun şebeke borularından gelebilecek kirliklere karşı tesisat tipi kartuş filtrelerle önlem almalıyız. Tortu, kir, kum, çamur gibi bileşenleri tutan sediment filtreleri gözlemleyerek düzenli periyotlarla değişimini sağlamalıyız. Çoğu şebeke sularımızda kireç oluşturan kasiyum, magnezyum gibi +2 değerlikli iyonlar oldukça fazla bulunmaktadır. Bunların bir su yumuşatma sistemi ile sudan alınması vücudumuz için olduğu kadar tesisatlarımız ve çamaşır makinesi, bulaşık makinesi, şofben, kombi gibi makinelerimiz için de oldukça faydalı olup cihazların ömürlerini uzatacaktır. Isı üreten makinelerde kireçlenme oluşmayacağı için ısı kaybı dolayısıyla enerji kayıpları yaşanmayacak ve buda yüksek miktarlarda tasarruf olarak bütçenize geri dönecektir. Aktif karbon elementi ile kloru alınmış ve reçineli sistemle kireci alınmış su cilt için son derece faydalı olup duş alırken, el yüz yıkarken dişlerimizi fırçalarken vücudumuza uygun sağlıklı bir su kullanmanın faydasını yaş ilerledikçe görmemek mümkün değildir.

 



Su Yumuşatma Sistemleri

Su yumuşatma cihazları ham suda bulunan kalsiyum ve magnezyumu sudan uzaklaştırır. sonuçta bu işlemi yapan mineral tankında bulunan katyonik reçinedir. Basit iyon değişim prensibi ile çalışan bu reçineler, sularda bulunan Ca ve Mg iyonlarını yakalar ve bunların yerine reçine yapısındaki Na iyonlarını bırakır. Reçinenin doyması dediğimiz; Na iyonlarının tükenmesi durumunda ise sistem tuzlu su ile rejenere edilerek tekrar servise alınır. Su yumuşatma sistemleri aynı zamanda 1 mg/L ‘den fazla demir ve manganezi de yakalar. Fe ve Mn ‘ın 1 mg/L ‘den fazla olduğu sularda, yumuşatıcı ünitenin sağlıklı çalışabilmesi için ön arıtım yapılması gerekmektedir.

Sert sudan kaynaklanan problemler ;

Sert su, daha fazla endüstride sorunlara yol açar. En büyük sorun ise kazanlarda kireç tabakaları oluşturarak, ısı kayıplarına neden olmasıdır. Başka bir sorunda sert suların proseste (ürünlerde) kullanılmasıdır. Sudaki kireç oranı, ürünün kalitesini bozmakta yada istenen kaliteye ulaşmak için daha fazla kimyasal harcanmasına neden olmaktadır. Evsel kullanımlarda ise; sert su ile yıkanan giysiler, zamanla, solar ve sertleşir. Sabun köpürmez. Ev aletleri de sert sudan etkilenirler. Isıtıldıklarında kalsiyum karbonat ve magnezyum karbonat sudan ayrılır ve ısıtıcılar içinde birikirler. Zamanla cihaz, aynı ısıya ulaşabilmek için daha çok enerji harcar ve ömrü kısalır. Aynı zamanda sert su kullanılan malzemeleri aşındırır ve tıkar.Yumuşatma sistemi dizaynında dikkat edilmesi gereken hususlar;

Kullanılacak olan mineralin adsorbe katsayısı ve buna bağlı olarak gerekli mineral miktarı,
Mineral tankının büyüklüğü,
Otomasyon sistemi (Tekli sistem, dublex sistem, triplex sistem, zaman kontrollü vb.)

Günümüzde en çok kullanılan su yumuşatma yöntemi; kuvvetli katyonik reçinelerle yapılır. Rejenerasyonu Na (sodyum) iyonu ile yapılan bu sistemde ham suyun reçine yatağından geçişinde Ca (Kalsiyum) ve Mg (Magnezyum) iyonları Na iyonları ile yer değiştirir. Genel Rejenerasyonda 100 gr NaCl /lt. reçine kullanıldığında 1 ppm CaCO3 sertlik kaçağı olur. 200 gr NaCl /lt. reçine kullanıldığında 0,5 ppm CaCO3 sertlik kaçağı olur. 250 gr NaCl /lt. reçine kullanıldığında 0,35 ppm CaCO3 sertlik kaçağı olur. Bu sistemler de; tekli, dublex ve triplex olmak üzere üçe ayrılır, aşağıda bu cihazlara ait teknik özellikleri görebilirsiniz. Sistemlerde hamsu sertliği, saatlik ve günlük debiler çok önemlidir. Sistem ihtiyaca göre dizayn edilirken hangi sistemin daha ekonomik olduğu kontrol edilmelidir.

Su yumuşatma sistemlerinde de diğer sistemlerde olduğu gibi PE gövdeli tanklar yada epoksi kaplı çelik tanklar kullanılmaktadır. Sistemlerde değişen tek nokta ise otomasyon sistemlerinin çalışma prensipleridir. Zaman kontrollü, hacim kontrollü, elektronik panel kontrollü (mikroprosesör), pnömatik yada manuel olabilen bu sistemler her iki tank modelinde de kullanılabilmektedir.

Su Yumuşatma Sistemleri Teknik Özellikleri:

 

Tekli Sistemler ; Bir otomasyon valfi ve bir gövdeden oluşan bu sistemde birde tuz tankı bulunmaktadır. Genel olarak sertliği 30 Fr değerinin altında olan sularda yada su kullanımın az olduğu noktalarda tercih edilir. Dublex Sistemler ; Bir otomasyon valfi ve iki gövdeden oluşan bu sistemde birde tuz tankı bulunmaktadır. Daha yüksek debi ihtiyaçlarında ise, sistem iki otomasyon valfi, iki gövdeden oluşur ve iki tuz tankı bulunur. Bir cihaz serviste yumuşak su verirken diğer cihaz geri yıkama (rejenerasyon) yapmaktadır. Genel olarak sertliği 30 Fr değerinin üzerinde olan sularda yada saatlik tüketimin yüksek olduğu sularda tercih edilir. Triplex Sistemler ; Üç otomasyon valfi ve üç gövdeden oluşan bu sistemlerde; iki cihaz serviste iken bir cihaz geri yıkama yapmaktadır. Sertliğin ve debinin çok yüksek olduğu noktalarda yada saatlik debinin iki dublex sistemle karşılandığında ekonomik olmadığı noktalarda tercih edilir. 

Su Arıtma Cihazları

Su arıtma cihazlarını sınıflandıracak olursak piaysada tezgahaltı ve tezgahüstü olmak üzere 2 grupta sınıflandırabiliriz. Niteliklerine göre de su yumuşatma, reverse osmosis (ters osmoz), mikrofiltrasyon, ultrafiltrasyon, nanofiltrasyon, alkali su arıtma olarak sınıflandırma yapabiliriz.

su arıtma cihazları sınıflandırması

Su yumuşatma sistemleri genel olarak kullanma amaçlı sular için tasarlanmış olup içme sularına yönelik uygun cihazlar değillerdir. İçme suları için ekstra özellikleri olan cihazların kullanılması gerekmektedir. Özellikle su yumuşatma kullanılan sistemlerde içme suyu eldesi için revers osmosis sistemler ve sonrasında alkali suların kullanımı önerilmektedir. Su yumuşatma cihazından sonra kullanılacak ultrafiltrasyon sistemi bakteri ve virüs dezenfeksiyonu açısından mükemmel ve ekonomik bir sistem olmakla birlikte içme suyuna yönelik uygun bir sistem olmamaktadır. İçilebilir nitelikteki sular için ön arıtım filtreleri ile beraber ultrafiltrasyon sistemi mineralleri kaybetmemesi özelliği ile mükemmel bir arıtma tekniği olmaktadır. İçme suyu amacına yönelik evsel ultrafiltrasyon sistemlerinde su kaybı olmamaktadır. Cihaz suyu filtrasyondan geçirdikten sonra olduğu gibi iletmektedir. Nanofiltrasyon sistemlerinde ise kullanılan teknolojiye bağlı olarak ters yıkama var olan sistemlerde az da olsa su kaybı yaşanabilmektedir. Evsel reverse osmosis cihazlarında ise %70’e yakın su kaybı yaşanmaktadır. İçme suyu şebekemiz çok kirli değilse ve özellikle arsenik, kurşun, kadmiyum, brom, bor, civa, aliminyum, bakır, kalay, krom, platin gibi ağır metaller su içerisinde yer almıyorsa reverse osmosis (ters osmoz) sistemlerinin kullanılmasının hiçbir anlamı yoktur. Bu sistemler yerine su kirlilik derecelerine bağlı olarak az kirliden çok kirliye doğru sırasıyla mikrofiltrasyon, ultrafiltrasyon, nanofiltrasyon ürünleri tercih edilebilir. Evimizde kullanma amaçlı olarak su yumuşatma sistemleri kullanılabilir ancak içme suyu için mikrofiltrasyon, ultrafiltrasyon, nanofiltrasyon teknolojilerinden birini kullanacaksak ayrı bir hattan cihaza su almamız faydalı olacaktır. Buna imkan yoksa su içerisindeki tuz iyonları yoğunluğu bakımından ters osmoz sistemlerinin tercih edilmesi gerekir. Ultrafiltrasyon ve nanofiltrasyon cihazları ülkemiz için çok uygun olmasına karşın ne yazıkki piyasada aynı sıklıkla bulunamamaktadır.

 

Piyasada su arıtma cihazlarını ost, ihlas, waterlife, espring, comtech, naturel, waterbox, aqualine, spring water, türksu, aquatürk, ocean, dinamik, rainbow, rainsoft, bmb, bms gibi markalarla bulabilirsiniz