Ters Osmosla Sertlik Giderimi

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

21 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:
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
Reçinelerin her rejenerasyonundan sonra, belli bir süre üretim suyu kalitesi bozulabilir Bu da reçineli sistemlerin bir zayıflığıdır
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
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
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 ABD 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