Şebeke Suyu Arıtımı

03.12.2015
Yazar:Hakki Demirtas
(0) Yorum
1655

Hakkı Demirtaş Kimya Yük Müh 3/ 12/ 2015

İnsan elinden uzakta kirlenmemiş bir kaynak bulduğumuzda tek yapacağımız ağzımızı dayayıp doya doya içmek. Ne var ki birçok illeri dolaşıp gelmiş bir nehirden üstelik de her türlü kirliliklerimizi attığımız bir suyu kullanabilmek bile mümkün değildir. Özellikleri ne olursa olsun herhangi bir suyu arıtarak içilebilir hale getirmek teknolojik olarak mümkündür. Körfez ülkelerinde Avusturalya’ da deniz suyu kitlesel ölçekte arıtılarak kullanılabilmektedir.

Hangi teknoloji ile ne ölçüde arıtma yapılacağı, mevcut olan ham su alternatiflerine, harcanabilecek enerji ve diğer hammadde kaynaklarına ve arıtma tesisinin atıklarıyla baş edebilme olanaklarına bağlıdır. Tüketilecek su, bu faktörlerin optimizasyonu sonunda elde edilmektedir. Tipik bir içme suyu arıtma tesisinde askıda bulunan katı maddeler, suda çözünmüş halde bulunan ağır metal tuzları (metal tuzunun kimyasal bileşimine bağlı olarak), pH ayarlamaları (asitlik ayarlaması), yükseltgeme, çöktürme işlemleri ile kuramsal olarak sudan ayrıştırılabilir. Ancak, uygulamada işlemin başarılı olması doğal olarak proses değişkenlerinin yakından kontrolüne ve hassas olarak ayarlanmasına bağlıdır. Ne ölçüde bir arıtım gerçekleşeceğini işletme şartları belirleyeceğinden bu parametrelerin arıtılmış suda sürekli izlenmesi gerekmektedir. Örnek bir arıtım tesisi akış diyagramını vermek için ilk kuruluş yıllarında bir kısmının devreye alınma aşamasında ilgilenmiş olduğum İvedik tesislerinden söz etmek istedim.

İvedik tesisleri 564.000 m3/gün kapasiteli 4 eşit kademede toplam 2.256.000 m3 günlük su arıtım kapasitesiyle projelendirilmiştir. Girişte su Kurtboğazı Barajından 44 km uzunluğunda 2,2 m çapındaki borularla getirilmiştir. Diğer giriş ise Çamlıdere hattına ait olup, toplam 3 boru bağlantısı için imkan bırakılmıştır. Sistemde durultucular, filtreler, klorlama binası, kimya binası gibi tesisler bulunmaktadır. Bu tesiste yukarıda söz edilen arıtımlar yapılabilmektedir. Temel prensip havalandırma, oksitleme ve çöktürmedir. Örnek olarak getirdiğimiz bir yüzeysel suya alüminyum sülfat, polielektrolit ve içerisine daha önce bizim koymuş olduğumuz 25 mikrogram/litre arseniği de arıtmak için demir.III.klorür çözeltileri ilave edeceğiz. Oluşacak çökmeden sonra mevcut enjektör ucu 0,45 mikronluk membran filtreden süzerek arıtım işlemini tamamlayacağız. Arsenik miktarı da 25 µgr/L den 1,5 µgr/L ye düşmüş olacaktır. Uygulanacak dozajlar ham suyun özelliğine göre verildiğinde hassas çalışan bir arıtım sistemidir. Bu tür sistemlerde tam bir arıtım sağlansa bile suda dozlanan alüminyum sülfat, demir 3 klorür gibi kimyasalların çöktürüp, filtrasyondan sonra kalıp kalmadığıdır. Bu nedenle çıkışta alüminyum miktarındaki artış sistemin arıtım yüzdesi için bir kıstas olmaktadır. Bu tür tesislerde gerek oksitleme gerekse de mikrobiyolojik arıtım için klor kullanılmaktadır. Tüm Avrupa ülkelerinde oksitleme yapmak için ön klorlama yerini ozonlamaya bırakmaktadır. Çünkü klor kullanıldığında suda oluşan trihalometanlar tamamen kanserojenik maddeler olup en az ağır metal kirliliği kadar önemlidir. Trihalometan (THM) oluşumunu etkileyen faktörler;

a) Toplam organik karbon miktarı
b) Suyun pH değeri
c) Suya verilen klor miktarı
d) Dezenfektan maddenin cinsi
e) İşlem sırasında suyun sıcaklığı’ dır.

Yapılan epidemiyolojik çalışmalarda toplam THM miktarı ile mide kanseri ve kalın bağırsak kanseri arasında istatistiksel olarak önemli bir ilişkinin varlığı ortaya konmuştur. Trihalometanların oluşumuna bağlı olarak meydana gelen sağlık sorunlarının giderilmesi için alınması gereken önlemler üç ana bölüm altında toplanabilmektedir.

a) Alternatif dezenfeksiyon yöntemlerinin kullanılması (ozonlama, klordioksit)
b) THM oluşumunu arttıran faktörlerin denetim altında tutulması
c) THM oluşumundan sonra giderilmesi (aktif karbon kullanılması)

Örnek olarak sunulan İvedik Su Arıtma Tesisleri ve benzeri tesisler yukarıda anlatılan kompleksleştirilen ve çökeltilebilen AKM ve ağır metaller dışında suyun sertliğini sodyum, klorür, sülfat gibi iyonları arıtabilme özelliğine sahip değildir. Bu tür iyonlar katyonik, anyonik veya karışık yatak iyon değiştiricilerinde tutularak ya da ters osmoz filtrelerden geçirilerek tutulabilmektedirler. Ya da sorunsuz suyunuz olduğunda paçal yaparak azaltılabilmektedir. Ters osmoz membranlar deniz suyunu bile arıtabilmektedir. Ancak arıtılan her 4 ton su için 1 ton, kirliliği ve tuzluluğu yaklaşık 5 kat artmış suyun atılması, bertaraf edilmesi gerekmektedir. Günümüzde oldukça geniş kullanım alanı bulan bu cihazlar çok yakın gelecekte büyük problem yaratacaklardır. Arıtım bölümünü bitirmeden suda sadece AKM bulunması halinde kullanılabilecek başka hiçbir kimyasal madde gerektirmeyen ve önümüzdeki 5 yılda birçok küçük yerleşimlerde kullanılacak filtrelerden söz etmek istiyorum. Su içerisinde olabilecek bazı partikül ve canlı büyüklükleri ile bunları tutabilecek filtre isimleri ve çapları aşağıda bir arada görülmektedir.

Bu tür filtrelerin içerisinde spagetti makarnaya benzer 1-2 mm çapında uzun borular bulunmaktadır. Filtre edilecek su bu boruların dışına dolmakta içine doğru süzülmekte ve süzülen su içinden çıkarak kullanılmaktadır. Mikrofiltrasyon ve ultrafiltrasyonda suyun içerisinde bulunan sadece AKM’ ler tutulmaktadır. Hiçbir iyon tutulmamaktadır. Aynı zamanda en küçüğü 0,5 mikron olan bakterilerde tutulmaktadır.

Nanofiltrasyonda ise sadece +2 değerlikli iyonlarda tutulmaktadır. Suya sertlik veren Ca+2; Mg+2 de tutulduğu için sertlik de giderilmektedir. Ters osmoz filtrasyonda ise artık gözenekler Angstrom seviyesine indiği için iyonların hemen hemen tümü %90- %98 oranlarında tutulmaktadır. (Bor’da bu oran %30-50 seviyelerindedir.) Özellikle mikro ve ultrafiltreler sadece suyu süzdüğü ve mikrobiyolojik arıtım yaptığı, su ne kadar bulanık olursa olsun önemli olmadığı, filtrasyon için hiçbir kimyasal maddeye gerek duymadığı için, kendini kendi arıttığı su ile ters akımda yıkanabildiği ve çok geç tıkandığı için şebeke suyu arıtımlarında büyük kullanım alanı bulacaktır.