Su Yumuşatma

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. 

Mix-bed Demineralizasyon

Mixbed Demineralizasyon 

MİXBED DEMİNERALİZASYON SİSTEMLERİ 

Arıtılmış suyun iletkenliğinin çok düşük olmasının (0.1 us/cm) gerekli olduğu hallerde Mixbed Demineralizasyon (Karışık Yataklı) Sistemleri kullanılmaktadır. Bu sistemler özellikle kondens geri dönüşlerinde tek başlarına kullanıldıkları gibi anyon ve katyon kolonlarından oluşan reçineli sistemlerde veya Reverse Osmosis sistemlerinden sonra ultra saf su istenildiği durumlarda kullanılabilmektedir. 

Nanofiltrasyon

NANOFİLTRASYON ( NF )
Ortalama 1 nanometre ( 10 Angstrom ) ölçüsünde olan partiküllerin atılması için özel dizayn edilmiş membrandan oluşmuş proses, nanofiltrasyon olarak adlandırılır. Nanofiltrasyon membranların süzme kapasiteleri, ihtiyaç duyduğu basınç v.b.. özellikler açısından ultrafiltrasyon ve reverse osmosis proseslerin arasında yer alır.Moleküler ağırlığı 200-400'den büyük organik moleküller nanofiltrasyon sisteminde membrandan geçemez ve atığı oluşturur.

Çözünmüş tuzlar %20 -%98 arasındaki oranlarda atılır.Tek değerlikli anyon içeren tuzların (sodyum klorür ve kalsiyum klorür) % 20 - % 80 aralığında dışarı atılabilirliği vardır.
Buna rağmen iki değerlikli anyon içeren tuzların (magnezyum sülfat gibi), dışa atılabilirliği %90 - % 98 olacak şekilde yüksektir.

Yüzey sularından toplam organik karbon ve renk giderilmesi, kuyu sularından radyum ve sertlik giderilmesi, toplam çözünmüş katıların redüksiyonları, özel yiyecekler içinbe bulunan inorganik maddeden organik kısmının ayrılması ve özel atık su arıtımları nanofiltrasyonun tipik uygulamalarını oluşturur. Membran geçiş basıncı genellikle 3.5 - 16 bar (50-225 PSI)dır.

Demineralizasyon

Demineralizasyon 

Demineralizasyon (çoğunlukla deiyonizasyon olarak bilinir) iyon değiştirici reçineler vasıtasıyla sudan çözünmüş tuzların uzaklaştırılarak saf suyun elde edildiği bir prosestir. İyon değişim prosesi veya benzer bir yöntemle, bütün mineralleri alınmış suya demineralize (deiyonize) su denir. Demineralize ünitesi en az iki kolondan oluşmaktadır. Birinci kolonda katyonik reçine bulunmakta ve normal yumuşatma prosesinde olduğu gibi pozitif yüklü metal iyonlarını uzaklaştırır . Ancak yumuşatma prosesinden farklı olarak sistem rejenerasyonunu tuz yerine asitle yapmakta ve reçineyi sodyum yerine hidrojen iyonları ile yenilemektedir.. Yüklü iyonlar, değişim materyaline yapıştıklarında yükleri kadar hidrojen iyonu bırakılır. Hidrojen iyonlarının artması yüzünden çözeltideki asit miktarı artar. Bu noktada de iyonizasyon prosesinin yarısı tamamlanmıştır. Pozitif yüklü metal iyonları arıtılmakla birlikte çözeltide, hidrojen iyonları ve anyonlar bulunmaktadır. İkinci kolonda ise anyonik reçine bulunmaktadır ve çözeltideki negatif iyonları absorbe etmektedir. Reçine doyduğunda ise (çıkış suyundaki iletkenlik değerinden hemen anlaşılabilir) rejenerasyon işlemi baz ile yapılmaktadır.

Burada da rejenerasyon sonucunda hidroksit reçineye bırakılır. Bu durumda çözeltide birinci aşamadan kalan H+ ve ikinci aşamada ortaya çıkan OH- iyonları bulunmaktadır. Bunlar birleşerek su molekülü oluştururlar. sonuç olarak, bu proses sonunda mineralsiz bir su elde edilir. Deiyonize su genel olarak korozyonu önlemek amacı ile kullanılır. Bunun dışınga günümüzde bir çok sektör iletkenlik değeri çok düşük sularla üretim yapmaktadır. Dolayısıyla, günümüzde deiyonize sistemlerin önemi artmıştır. Ancak bu konudaki en büyük rakibi ro ile sürekli kıyaslanarak kullanılmaktadır. Deiyonize tamamen demineralizasyon anlamına gelmez. Deiyenizasyon, iyonik formdaki çözünmüş maddelerin uzaklaştırılmasıdır. Bunun yanında, Distilasyon ve ro gibi su arıtım yöntemleride çözünmüş katıları sudan uzaklaştırır. Bunlar sadece iyonik formdaki çözünmüş maddeleri suda uzaklaştırmakla kalmaz, aynı zamanda iyon formunda olmayan şeker ve diğer organik maddeleri de uzaklaştırır. İyon formundaki çözünmüş maddeler suyun elektrik iletkenliğini artırır. Bu yüzden bunların ölçümü iletkenlikle yapılır. Suyun ne kadar saf olduğunu ölçmek için iletkenlik ölçülür. 


Anyon: Solusyondaki negatif yüklü iyondur. Cl - gibi yüklü tek bir atomdan veya SO4-2 (sülfat) gibi yüklü atom gruplarından olabilir. 
Katyon: Solusyondaki pozitif yüklü iyondur. Ca ++ gibi yüklü tek bir atomdan veya NH 4+ gibi yüklü atom gruplarından oluşabilir. 


Basit iyon örn : Na + 
Komplex iyon örn : OH – 


demineralizasyon üniteleri de diğer tüm arıtma sistemlerinde olduğu gibi otomatik olarak çalışmaktadır. Bu filtrelerin otomasyonunu ise farklı yollar ve ekipmanlarla sağlayabiliriz. Ülkemizde bu sistemler için en çok kullanılan otomasyon yöntemi; Sieta vb otomasyon valfleridir. Ancak, özellikle saatlik debiler yükseldiğinde pnömatik sistemler alternatif oluşturmaktadır. Sistemler için kullanılan mineral tankların yapısı ise; karbon çelik, paslanmaz çelik, polyglass, FRP, kompozit, vb olmaktadır.

Ultrafiltrasyon

ULTRAFİLTRASYON ( UF ) 
20-1000 Angstrom ( 0.1 mikrona kadar ) aralığındaki partiküller için makromoleküler ayırma sağlar. Bütün çözünmüş tuzlar ve çok küçük boyuttaki moleküller membrandan geçer.
Membranın geçmesine izin vermediği maddeler; kolloidler, proteinler, mikrobiyolojik kirleticiler ve iri organik moleküller olarak belirlenmiştir. Membran basıncı genellikle 1-7 bar ( 15-100 PSI )dır.