Aktif Karbon Nedir? Çalışma Prensibi Nasıldır?
Dönüşüm Tabloları
Filtrasyon Nedir?
FİLTRASYON NEDİR?
Filtrasyon; bulanıklığı, koloidal maddeleri, tat ve rengi, demir ve mangan ile arsenik ve krom gibi ağır metalleri sudan uzaklaştıran, istenmeyen kokuları absorbe eden veya suyun asitliğini nötralize eden bir prosestir. Tüm bu saydığımız işlemler uygun bir filtrasyon sistemi ile başarıya ulaşabilir ki çoğu zaman filtrasyon prosesi oksidasyon ve/veya koagülasyon prosesleri ile birlikte kullanıldığında daha üstün gelmektedir.
Basit gibi görünsede , filtrasyon gerçekte en karmaşık su arıtma işlemlerinden bir tanesidir; her zaman kimyasal reaksiyonlarla tam olarak doğrulanamayan filtrasyon prosesi, sistem dizaynında yapılan yanlışlıklarla düzgün işletilememektedir.
Sonuçta filtrasyonda ,kalite ile filtre edilen su miktarı arasında bir bağlantı vardır. Mükemmel filitre dizaynının amacı yukarıda belirtilen iki ihtiyaç arasında bir dengeye ulaşabilmek ve doğru filtrasyon minerallerini seçebilmek ve de tank dizaynlarını iyi yapmakta yatmaktadır. Birçok firmada standart verilen filtrasyon sistemleri sadece debiye bağlı olarak düşünüldüğünde hatalara sebep olmaktadır. Bu sebeple filtrasyon sistemlerinde su analizleri önem arz etmektedir. Su analizlerinin doğruluğu ve mevsimsel değişiklikler gibi birçok etken düşünülerek projeler oluşturulmalıdır.
BASINÇLI KUM FİLTRELERİ
Çok katmanlı mineral filtreleri iyi dizayn edildiğinde 10 micron mertebesine kadar filtrasyon yapabilmektedir. Bu amaçla kum filtresi quartz kumları kademeli olarak ( 0,5 -1 : 1-3 : 3-5 : 5-8 : 8-12 : 12-15 ) seçilmeli ve su kirliliğine göre kademeler seçilmelidir. İyi bir filtrasyonda quartz kum üzerine konulan antrasit mineralide önemlidir. Bulanıklığın çok olduğu kuyu veya yüzeysel sularda basınçlı kum filtreleri öncesinde mutlaka mekanik ( seperatör filtre , betonarme savak .. ) filtre sistemleri olmalıdır. Aksi halde basınçlı kum filtrelerinde kısa sürede tıkanmalar ve dolayısıyla debilerde düşmeler olacaktır.
Fleck Kontrol Valfleri Kurulum Verileri
Hamsuyun Taşıması Gereken Özellikler
KULLANILACAK HAMSUYUN TAŞIMASI GEREKEN ÖZELLİKLER
Kullanılacak olan hamsuyun genel olarak tortusuz 7-7,5 pH aralığında yağ süspansiyonu içermeyen yapıda kimyasal olarak silika, demir oksit varlığını minimum ölçüde içerecek yapıda ve tasfiye işlemleri sırasında ekonomiklik sağlayacak şekilde az sert ya da orta sert yapıda olması arzu edilir.
Korozif Yapısı:
Ham suyun korozif yapısını direkt olarak etkileyecek olan etken alkalinite varlığıdır. OH,HCO3,CO3 iyonları arasındaki dengelerden alkalinite (Alkalilik özelliği) büyüklüğü meydana gelir. Alkalinite içerisindeki iyon dengeleri suya değişik şartlarda korozif özellik kazandırırlar.
Alkalinite içerisindeki OH ve CO3 iyonları fenol ftalein (ff) indikatörlüğünde tayin edilerek pAlkalilikolarak bilinir. Toplam alkalinite ise metil oranj (no) indikatörlüğünde tayin edilip, içerisinde OH,CO3 iyonlarının yanı sıra HCO3 iyonu da içerir. Toplam alakalinite mAlk olarak bilinir.
Bunların sonucunda p ve m alkalilil arasındaki oran ve büyüklük farklılıkları suyun yapısındaki OH,CO3,HCO3 konsantrasyonları hakkında bilgi verir.
HCO3 iyonunun diğer iyonlara göre fazlalığında HCO3 bir tane serbest H iyonu taşımasında dolayı suyun zayıf asidik yapıda olması ortaya çıkar.
ÖRNEK 1: Analiz edilen 100 ml’lik numune sudaki p ve m alkalinite ölçümleri pAlk;50 ppm mAlk;175 ppm’dir. Buna göre yukarıdaki tablodan p<1/2 oranı kullanılarak
OH CO3 HCO3
0 2p m-2p
(0 ppm) (100 ppm) (75 ppm)
Ortaya çıkan sonuçta su içerisindeki HCO3’ün OH’a göre fazlalığı suyun korozif yapısını gösterir.
Soğutma Sistemleri ile ilgili Genel Bilgiler
Endüstride soğutma sistemleri günümüzde gün geçtikçe yaygınlaşmakta ve kullanım suyu karakteristikleri proseslerin sağlıklı yürümesi açısından önem taşımaktadır.
Açık ve kapalı soğutma suyu sirkülason sistemlerinde suyun neden olduğu üç ana problem; korozyon , deposit (çaş ve çamur) oluşumu ve mikrobiyolojik kirliliklerdir.
1.1 KOROZYON
Suda çözünen korozif gazların, su içerisindeki çözünmüş tuzların, sistem şartlarının ve mikroorganizmaların etkisi ile korozyon oluşur. Deposit ve birikintiler korozyonu artıran faktörlerdir.
Sistemlerde korozyona neden olan faktörler şu şekilde sıralanabilir:
→ suyun iletkenliğindeki farklılıklar: genelde yüksek iletkenlik korozyonu artırır. Ayrıca buna bağlı olarak yükselen agresif klorür konsantrasyonu ve sülfat iyonları korozyonu hızlandırıcı etkenlerdir.
→ sistemdeki farklılıklar: sistemde farklı metal yapısı, aynı metalde farklı metalürjik yapıda bölgeler, debideki salınımların neden olduğu türbülansların, çökeltileri dispers etmesi.
→ havalandırma farklılıkları: sistemin ve suyun karakteri, deposit ve askıda katı madde etkileri ile çeşitli bölgelerde farklı konsantrasyonlarda çözünmüş korozif gazların bulunması.
→ bakteri korozyonuna neden olan su da çözünmüş toplam oksijen (TDO) ve organik madde konsantrasyonlarındaki farklılıklar.
→ sistemin değişik bölgelerinde sıcaklık farklılıkları. Yüksek sıcaklık suyun viskozitesini azalttığından oksijenin difüzyon hızı artar, iletkenlik yükselir; ayrıca yüksek sıcaklıkta olan bölge anot olur ve bu nedenlerle korozyon hızlanır.
→ soğutma suyu sitemlerinde farklı akış hızları ve 1,5 m/sn nin altında kalan akış hızı.
→ sistemde dolaşan suda; sertlik, toplam alkalinite, klorür, ve sülfat farklılıkları; konsantrasyon faktörüne ve yapılan şartlandırma işlemlerine bağlı değişimler; pH ayarı, yumuşatma gibi.
→ dış atmosfer değişikliğinden gelen kirlilikler; suyun orijininde olan mevsimsel değişiklikler ve kirlilikler.
→ sistemin eski olması ve daha önce yapılan şartlandırma sonucu yüzeydeki deposit miktarı ve yapısındaki farklılıklar.
→ sistemin şartlandırılmasında kullanılan şartlandırma kimyasallarının hatalı seçiminden kaynaklanır.
→ şartlandırma kimyasalları satan firmaların uzmanlık seviyesindeki ve teknik servis kapasitesindeki farklılıklar.
→ işletme şartlarının devamlılığı ve takibindeki farklılıklar; işletmeci ve şartlandırma kimyasalları satıcısı arasındaki koordinasyon ve bilgi akışındaki farklılıklar.
1.2 DEPOSİT:
Soğutma suyu sistemlerinde depositlerin oluşumunun iki kaynağı vardır.
→ besi suyu ile taşınan kalsiyum ve magnezyumun karbonatları, sülfatları, fosfat ve silikat tuzları, demir oksit ve hidroksitleri, çamur, kum, kil, mil, biolojik maddeler, organik kimyasallar, yağ v.s.
→ kule yolu ile çevreden taşınanlar: kum, kil, bakteriler ve çevreden kaynaklanan organik ve anorganik madde tozları.
1.3 BİYOLOJİK KİRLENME:
Mikroorganizmalar sudan ve atmosferden sisteme girerler. İzole edilmiş tek hücreler etkili değildir, ancak koloni kurmaları sistemde korozyon ve birikinti yapmalarına neden olur. Soğutma sisteminde uygun sıcaklık ve pH nedeniyle gelişmeleri hızlıdır. Ayrıca mineral tuzlar, organik maddeler ve güneş ışığı hızı artırıcı etkenlerdir.
Soğutma sistemlerindeki mikroorganizmalar; bakteri,küf,yosun,mantar ve yapışkan sümüksü canlılardır.
Mikroorganizmalar, korozyon ve depositin önlenmesinde önemli sorunlar yaratırlar.
Korozyonun Etkileri:
→ hidrojen üretenler: katotda depolarizasyon nedeniyle korozyon,
→ oksijen üretenler: oksijen korozyonu,
→ birikinti yapanlar: deposit altı korozyona,
→ hidrojensülfür ve sülfürik asit üretenler: düşük pH korozyonuna,
→ amonyak üretenler: bakır korozyonuna neden olurlar.
ÖRNEK 2 : Analiz edilen 100 ml’lik numunedeki sudaki p ve m alkalinite ölçümleri pAlk ; 150 ppm mAlk ; 250 ppm’dir. Buna göre yukarıdaki tablodan p>1/2m oranı kullanılarak;
OH CO3 HCO3
2p-m 2(m-p) 0
(50 ppm) (200 ppm) (0 ppm)
Ortaya çıkan sonuçta su içerisindeki OH iyonlarının HCO3 iyonlarına göre fazlalığı suyun bazik yapısını gösterir. Bu durum korozif özellik taşımaz.
a) Taşlaşma Yapıcı Özellikleri:
Suyun doğal yapısında çözünmüş olarak bulunan alkali ve toprak alkali minerallerin varlığı suya taşlaşma yapıcı (scale) özellik kazandırır. Bu mineral iyonlarının, suya kazandıracağı scale özelliğini en aza indirmek için çeşitli yöntemler uygulanır. Bu yöntemler çoklukla tasfiye sistemleri olmak üzere magnetik olarakta uygulanmaktadır.
Tasfiye sistemlerinde (eğer demiralize istenmiyorsa) ana amaç olarak geçici sertlik veren Ca, Mg, Ba gibi toprak alkali metal iyonları su içerisinde tutularak ayrılır. Ancak bu tutma işlemi öngörüldüğü şekilde %100 teorik oranda olmadığından su içerisinde tutulmadan kalan belli bir derişim her zaman için mevcuttur.
Su içerisinde bulunan silika,toprak alkali ve alkali metal iyonlarının haricinde suya scale özellik kazandırırlar. Tasfiye işlemi sonucu sistem içerisinde var olan Ca,Mg,Ba ve silis iyonları su içerisindeki SO4, OH, HC03, PO4 v.b. iyonları ile uygun pH ve TDS (Toplam Çözünmüş Madde Miktarı) aralıklarına bağlı olarak CaSO4, CaCO3, Na2SİO3 v.b. bileşimleri şeklinde yapışkan ve suda az çözünür özelliğe sahip olarak çökerler.
b) Tortu ve Süspanse Durumu:
Hamsuyun özelliğini etkileyen diğer bir etkende suyun tortulu ve süspansiyon içeriri bir yapıda olmasıdır. Bu yapıdaki sular öncelikle tasfiye sistemlerinde olmak üzere, buhar kazanı yada soğutma suyu sistemlerinde de sorunlara yol açabilecek yapıdadır. Bu nedenle bu tür özelliğe sahip suların durultma ve filtrasyon ön işlemlerinden sonra tasfiye işlemine tabi tutulması gereklidir.
Hamsuyu İyileştirme Yöntemleri
Hamsuyu iyileştirme işlemlerinde öncelikli sırayı durultma ve filtrasyon alır. Bu işlemi eğer gerekiyorsa pH ayarlaması ve daha sonra da tasfiye işlemi takip eder.
Hamsuyun tortulu olması halinde durultma havuzlarında bekletilerek tortunun su içerisinden ayrılması sağlanır. Eğer su içerisinde yağ süspansiyonu mevcutsa bu yağı su içerisinden ayırmak için durultma esnasında yağ karıcı emilgatörler kullanılır. Sonuçta tortusuz bir su elde edilemiyorsa filtre edilir. Filtrasyon da durultma ile çöktürülmeyen veya yüksek debi ile sürüklenen tanecikler tutulur.
Filtrasyon işleminden sonra elde edilen tortusuz ve berrak su kimyasal olarak yumuşatma işlemine tabi tutulmalıdır. Bu işlemde bilindiği gibi suyun tasfiye yöntemidir.
Suyun tasfiyesinde sağlıklı bir verim ve sonuç için kurulacak olan sistemin büyüklüğü ile doğru olmalı ve ekonomik olarak en az maliyete sahip olmalıdır. Bu amaçla sistem kurulmadan hamsu ayrıntılı analiz edilip daha sonra hesaplamaya geçilmelidir.
ÖRNEK : 100 C 1 lt su içerisinde 1.36 gr. CaCI2, 2.40 gr. MgSO4 içeren bir suyun kaynama noktasındaki yükselme şöyledir.
B.KİMYASAL DEĞİŞİKLİKLER
Su içerisinde çözünmüş halde bulunan bileşikler kendi özelliklerine bağlı olarak belli bir pH aralığında ve sınır konsantrasyonundan sonra büyük yapılı moleküller halinde çökerler. Çökelmeyi gerçekleştiren başlıca etken su içerisinde bulunan ve sudaki çözünürlüğü düşük olan bileşiklerin iyonlarını içeren yapıların birbirleri ile karşılaştırma ihtimallerinin yükselmesidir.
Şematik olarak inceleyecek olursak:
Yukarıda şematik olarak görüldüğü gibi düşük pH ve düşük TDS durumlarında anyon ve ktyaon birleşme ilgileri azdır. Yükselen pH ve TDS durumlarında karşı karşıya gelen anyon ve katyon oranları artacağından bu ilgi artacaktır. Sudaki çökelmeleri doğal olarak önleyebilmek için pH’ı max. 8.2’de TDS’de max. 3200 ppm’den az tutmak gereklidir.
Bu durum ise buhar kazanlarında mümkün olamayacağından suda az çözünen bileşiklerin çökelmeleri kaçınılmazdır. Özellikle kalsiyum, magnezyum, ve silisyum metalleri: fosfat, sülfat, bikarbonat, hidroksit tuzları şeklinde çökerler.
Su içerisinde çökebilecek katı maddelere ait çözünürlüğü gösteren tablo aşağıdadır.
Çökelmeler sonucu meydana gelecek olan scale (taş) tabakaları bilindiği gibi buhar kazanının ani ısı değişikliklerinin ya da ısı iletiminin gerçekleştiği bölgelerde metalin ısı iletkenlik katsayısını düşüreceklerinden direkt bir enerji kaybı meydana geleceği gibi kazanın buhar verimini de azaltacaktır.
Kimyasal değişikliklerin bir diğer istenmeyen etkisi kazan içi korozif ortamın oluşmasıdır. Genel olarak pratikte bilindiği gibi kazan içinde ya taşlama yapıcı yada korozyon yapıcı ortam mevcuttur. Açıklanması önyargıdan ileri gidememektedir. Buhar kazanlarında taşlaşma gerçekleşirken aynı zamanda korozyonda mevcut olabilir. Teorikte ve pratikte taşlaşma 8.2 pH’ın üzerinde gerçekleştiğinden bu tür durumlarda alkanitenin korozyona sebep olması pek mümkün değildir. Ancak su içerisinde çözünmüş olarak bulunan ve derişimleri hakkında kesin bilgi edinilemeyen O2 VE CO2 gazları korozyona başlıca sebeptir.
Bilindiği gibi 100 Co altındaki sıcaklıklarda O2 ve CO2 su içerisinde çözünmüş olarak bulunur. Çözünmüş olarak bulunan bu gazlar metallere yükseltgen etkide bulunarak iyon haline gelmelerine sebep olurlar.
3 Fe + 2 O2 →FeO Fe203→Fe3O4(Pas) denklemi gereği O2(Çözünmüş gaz) Fe’i (demir) yükseltgeyerek pas haline geçirirler. Bu tür demir korozyonunda Fe(+2), Fe (3+) derişimini ölçmek ve analiz etmek pas teşekkülünden dolayı mümkün değildir.
CO2 (Çözünmüş gaz) korozyonunda ise bu durum biraz daha farklıdır.
CO2 + H2O →CO3 + 2H→H2CO3 (Karbonik asit)
Denklemi sonucu CO2 suya kazandırdığı asitlikten dolayı demire yükseltgen etkide bulunur.
2H + Fe→Fe2+ + H2
Tepkimesinde de görüldüğü gibi oluşan Fe2+ iyonu su içerisindeki X anyonları ile Fen X 2 yapısındaki bileşikler halinde su içerisinde taşınır.
Buhar Kazanlarında Uygulanacak Islah Yöntemleri
Korozif Değişiklere Karşı Uygulanacak Islah Yöntemleri;
Korozif etkilerin giderilmesinde iki ana yol her zaman mevcuttur, sisteme bunlardan biri tatbik edilebileceği gibi ikisi de aynı anda tatbik edilebilir. Bu yollardan biri korozyona sebep olan büyüklüğün kontrollü bir şekilde yok edilmesi ya da korozyona tabi olan, büyüklüğün korunmasıdır.
I.Korozyona sebep olan büyüklükler genellikle çözünmüş olarak bulunan O2 ve CO2 gazlarıdır. Bu gazlar her an indirgenmeye hazır olarak bulunduğundan bunları tereli derişimde yükseltgen maddelerle karşı karşıya bırakmak korozif etkilerini önlemek için yeterlidir. En çok bilinen antikorozyon maddeler sülfit, film yapıcı ürünler ,DEHA,i bazik ortamda yükseltgen özellikler gösteren bileşiklerdir.
∆Tb = R.To22M1’.m
1000∆Hb
Kb = R.To22M1’
1000∆Hb
∆Tb = Kb m
(6) bağıntısı genel olarak şu şekilde yazılabilir:
∆Tb = 1000 Kb 9 1
G M
Yukarıdaki bağıntılarda kullanılan kısaltma ve işaretler aşağıdaki tabloda belirtilmiştir.
SU İÇİN KULLANILAN SABİT DEĞERLER
100 C de Kb = 0.512
100 C de ∆ Hb = 539.70 cal.
100 C de M1 = 18.02
Su içerisinde çözünmüş halde bulunabilecek muhtemel bileşiklere ait mol tartıları:
Kazan Kondens Sistemi Genel Bilgi
A ) SU
- Su Safsızlıkları ve Kimyası
- Ham Suyun Arıtılması
B ) KAZAN VE KONDENSE SİSTEMLERİ
- Kazan ve Kondense Sistemlerinin Genel Tanımı ve İşleyişi
- Kazan ve Kondense Sisteminde Sudan Kaynaklanan Problemler
- Kimyasal Islah Metotları ve Uygulamaları
C ) SU ARITIMINDA REVERSE OSMOSİS
A ) SU
1 ) SU SAFSIZLIKLARI VE KİMYASI
GENEL AÇIKLAMA :
Su bileşiminde Hidrojen ve Oksijen bulunan kararlı bir moleküldür.
H2 + 1/2 O2>>>>>>>>→ H2O
Su moleküllerinin dipol özelliğinden dolayı kuvvetli bir çözücü olması sebebiyle de doğada saf olarak bulunması çok zordur.Örneğin yağmur suyunda, yeryüzüne düşerken atmosferden çözerek aldığı Oksijen , Azot , Karbondioksit , Hidrojen Sülfür vs. gibi gazları bulunmaktadır.Dünyadaki su kaynaklarını iki başlık altında toplaya biliriz , Yer altı ve Yüzey suları.
Yer altı sularında (kuyu ,artezyen ) yerküre katmanında bulunan çeşitli maddeler bulunmaktadır ( Kalsiyum, magnezyum, Demir, silis vs. ) yer altı suları bulundukları bölgenin jeolojik yapısına, yer altı katmanının durumuna ve kaynağın derinliğine bağlı olarak değişik nitelikler gösterirler.
Yüzey suları da (nehir, göl ) aynı şekilde bulundukları bölgenin jeolojik yapısına bağlı olarak değişik nitelikler gösterirler.
Yer altı sularının yüzey sularına göre en büyük avantajları çevre kirliliğinden daha az etkilenmeleri ve bünyelerinde daha az miktarda askıda katı madde ihtiva etmelidir.
SULARIN ÖZELLİĞİ BELİRLEYEN TANIMLAR :
Yer altı ve yüzey sularının özelliklerini içeriklerinde bulunan çözünmüş katı maddeler yani Katyonlar ( Kalsiyum, magnezyum, demir gibi ” +” değerlikli elementler ) ve Anyonlar ( Klorür , Bikarbonat, Karbonat, Silis gibi ” –” değerlikli element ve moleküller. ),
Askıda katı maddeler ( Kil, Çamur vs. ) , Organik Maddeler, Renk ve koku veren maddeler ile çözünmüş gazlar ( Oksijen, Karbon dioksit, Hidrojen sülfür vs. ) belirlemektedir. Suların özelliklerini belirleyen bazı kritik noktalar aşağıda belirtilmiştir.
pH DEĞERİ ; pH suyun içeriğindeki H+ ( Hidrojen ) iyonlarının konsantrasyonunun eksi logaritmasıdır.
pH = log [ 1/ ( H+ ) ]
Diğer bir deyişle suyun pH Değeri suyun asitlik-bazlık özelliğini belirleyen bir kavramdır. Ham suyun pH değerini suyun içeriğindeki bikarbonat, karbonat, hidroksit ve karbon dioksit belirler.
0 7 14
‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾ ‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾
Asidik Nötr Bazik
Yukarıdaki cetvelde de görüleceği üzere pH 0-7 arası asidik ( pH azaldıkça asidik özellik artar ), 7 nötr ( asit yada baz özelliği yok ) 7 – 14 arası bazik ( pH arttıkça bazik özelliği artar ) olarak nitelendirilir.
Hidroklorik asit ( HCI ), Sülfürik asit ( H2SO4 ), ve Karbonik asit ( H2CO3 ) asitlere, Sodyum Hidroksit ( NaOH ), Potasyum Hidroksit ( KOH ) bazlara örnek olarak verilebilir.
İLETKENLİK ( Kondüktivite ) ; İletkenlik bir sıvıdaki iyonların elektrik akımı iletim miktarını ölçerek , sıvı içerisindeki iyon konsantrasyonunu belirtir. Yani sıvının iletkenliği sıvı içindeki toplam çözünmüş katı madde miktarıyla doğru orantılıdır. İletkenlik birimi direnç biriminin tersi olup s / cm dir.
TOPLAM ÇÖZÜNMÜŞ KATI MADDE ( TDS ) ; Sudaki toplam çözünmüş katı madde miktarını belirler . İletkenlik ile arasında aşağıdaki tabloda belirtildiği gibi bir orantı vardır.
SU SERTLİĞİ ; Suyun içerdiği kalsiyum ( Ca ) ve Magnezyum ( Ma ) tuzları , suların sertliğini belirler . Kalsiyum ve Magnezyum sertliklerin toplamına ( Kalıcı ve Geçici sertlik toplamına ) Toplam sertlik denir.
Sularda sertlik ikiye ayrılır; a ) Geçici sertlik
b ) Kalıcı sertlik
a ) GEÇİCİ SERTLİK ; Geçici sertlik sudaki Kalsiyum ve Magnezyum bikarbonat tuzlarının miktarını belirler. Su ısıtıldığında geçici sertlik veren maddeler Karbondioksit vererek ayrışırlar ve Kalsiyumkarbonat ve Magnezyumhidroksit çökerek sudan ayrılırlar . Bu şekilde ısıtılarak giderilen sertliğe Geçici sertlik denir.
Ca ( HCO3 ) 2>>>>>>>>CaCO3 + H2O + CO2
Mg (HCO3 ) 2>>>>>>>>Mg ( OH )2 + 2CO2
b ) KALICI SERTLİK ; Magnezyum ve Kalsiyum Sülfat , Nitrat ve Klorür tuzlarından oluşan sertliğe ise Kalıcı sertlik denir. Kalıcı sertliği oluşturan tuzlar ısı ile ayrışmazlar.
Toplam sertlik değeri çeşitli birimler ile ifade edile bilir. Alman sertliği (dH) , Fransız sertliği (FrH) ve Amerikan sertliği ppm ( CaCO ) . Bu sertlik birimlerinin arasındaki bağıntılar aşağıda verilmektedir
1 dH (Alman sertliği) = 1,78 FrH (Fransız sertliği) = 17,8 ppm CaCO3 Amerikan sertliği
ALKALİNİTE ; Suyun içeriğinde bulunan Hidroksit ( OH ) , Karbonat ( CO3 ) ve Bikarbonatlar ( HCO3 ) suyun alkalitesini oluşturur. Alkalinite , P ( Fenol Alkalinite ) ve
M ( Metil Alkalite ) alkaliniteleri ile belirlenir.
P ( Fenol Alkalinite ) değeri = Hidroksit ( OH ) + 1/2 Karbonat ( CO3 )
M ( Metil Alkalinite ) değeri = Bikarbonat ( HCO3 ) + Hidroksit ( OH ) + Karbonat ( CO3 ) olarak belirtilir.
KLORÜR ( CI – ) ; Suyun içerisindeki Klorür iyonlarının konsantrasyonu gösterir. Kazan ve Soğutma suyu devrelerinde Konsantrasyon sayısının ve blöf miktarlarının belirlenmesinde önemli bir rol oynar.
DEMİR ( Fe ) ; Özellikle yüksek basınçlı derecede ısı olan sistemlerde ( buhar kazanı gibi )
Demir depozitlerinin oluşması açısından dikkat edilmesi gereken demir iyonlarının kaynağı ham suyun kendisi veya sistemlerdeki korozyondan kaynaklanan korozyon ürünleridir. Bu açıdan hem ham suyun ıslahında hem de sistemlerin korozyona karşı korunmasında demir miktarlarına dikkat edilmelidir.
SİLİS ( SiO2 ) ; Özellikle yüksek basınçlı buhar kazanları ve buhar türbin sistemleri olmak üzere , tüm buhar kazanları ve soğutma sistemlerinde kışır oluşumu yapabilecek olan ve suyun doğal içeriğinde bulunan anyonlardan birisidir.
DİĞER KATYON VE ANYONLAR ; Suyun içeriğinde yukarıda belirtilen maddeler haricinde , su kaynağının bulunduğu yerin jeolojik yapısına bağlı olarak suyun içeriğinde katyonlar ( Mangan ( Mn ) , Bakır ( Cu ) vs. ) ve Anyonlar ( Sülfat (SO4 ) , Nitrat ( NO3 ) vs.)
Gibi çeşitli maddeler suyun içerisinde çözünmüş halde bulunmaktadır ve yukarıda belirtildiği gibi Toplam Çözünmüş Katı Maddeler olarak adlandırılmaktadır.
ÇÖZÜNMÜŞ GAZLAR ; Suyun atmosfer ile teması esnasında atmosferde bulunan gazları çözerek bünyesine aldığı Oksijen, Karbon dioksit , Azot vs. gazlardır. Özellikle oksijen ve karbon dioksit bizim açımızdan en önemli gazlar olarak öne çıkmaktadır.
2 ) HAM SUYUN ARITILMASI
Suyun içeriğinde bulunan safsızlıkları yukarıda da belirtildiği gibi üç ana başlık altında toplaya biliriz.
a ) Askıda katı maddeler ( kıl , kum , çamur vs. )
b ) Çözünmüş katı maddeler ( sertlik , alkalinite , silis , demir vs. )
c ) Çözünmüş gazlar ( oksijen , karbon dioksit vs. )
Yukarıda üç ana madde halinde belirtilen safsızlıkların , ham sudan arıtılarak buhar kazanları , sıcak ve kızgın su kazanları , soğutma kule devreleri, kapalı ısıtma ve sogutma devreleri ile klima santrallerinde kullanılabilecek hale getirilmesine ham suyun ön ıslahı ( tasfiyesi ) denilmektedir.
Bu ön ıslah işlemi toplam şartlandırma programının en temel şartlarından biri olup , tüm programın başarılı bir şekilde uygulana bilmesinde çok önemlidir.
Genel itibari ile günümüzde ön ıslah işlemlerinde kullanılan yöntemler aşağıdaki gibi Sıralandırılabilir.
a ) Kum ve mekanik tortu Filtrelere ( sudaki askıda katı maddelerin alınması )
b ) Aktif karbon filtreleri ( sudaki bakiye klor , organik maddeler ile rengin alınması)
c ) Su yumuşatma üniteleri ( reçine ile sertliğin alınması )
d ) Dealkalization ünüteleri ( reçine ile alkalitenin ve sertliğin alınması )
e ) Reverse Osmose Cihazları ( Membran filtreler ile sudaki çözünmüş katı maddelerin
% 80 – 90 oranında alınması )
f ) Demineralization üniteleri ( reçine ile sudaki çözünmüş katı maddelerin % 90 – 95
oranında alınması)
g ) Mixsed-bed üniteleri ( reçine ile sudaki çözünmüş katı maddelerin % 95 – 100
oranında alınması.)
A ) KUM VE MEKANİK TORTU FİLTRELERİ ; Kum ve mekanik tortu filtreleri suyun bünyesinde çözünmemiş halde bulunan kum , kil , çamur gibi askıdaki katı maddelerin alınmasında kullanılır.
Askıda katı maddelerin alınması kum filtrelerinde , suyun filtre içerisine konulan çeşitli çaplardaki kum ve çakıl katmanlarında geçirilmesi ile yapılır. Kum filtrelerinde rejenerasyon işlemi basınç farklarına bağlı olarak cihaz çıkışındaki öngörülen basıncın altına düştüğünde cihaz ters yıkamaya alınarak içerisindeki dolgu maddelerini kirleten maddeler dışarıya atılma sureti ile yapılır. Kum filtreleri daha yüksek su debileri ile çalışılan sistemlerde tercih edilir.
Mekanik filtrelerde ise filtrasyon adındanda anlaşılacağı gibi mekanik filtreler ile yapılmaktadır.Bu filtrelerde de rejenerasyon yine kum filtrelerinde olduğu gibi basınca bağlı olarak filtrelerin ters yıksması , değiştirilmesi gibi çeşitli metotlar ile yapıla bilir.
Her iki filtre türünde de halihazırda hem manuel hemde otamatik ( basınç , debi , hacim, veya zaman kontrollü ) sistemler bulunmaktadır.
B ) AKTİF KARBON FİLTRELERİ ; Aktif karbon filtreleri , amacına ve kullanılan karbon cinsine bağlı olarak sudaki bakiye kloru , organik maddeleri ve ayrıca renk ve koku gibi suyun kalitesini etkileyen safsızlıkları almak amacı ile kullanılır. Aktif karbon filtrelerinin rejenerasyonları çıkış suyu değerlerine bağlı olarak ve kullanım amacına göre ters yıkama , buhar ile aktivasyon veya toz aktif karbon ilavesi ile yapılır.
C ) SU YUMUŞATMA ÜNİTELERİ ; Su yumuşatma üniteleri sudaki toplam sertliğin
( Kalsiyum – Cu ve Magnezyum – Mg ) alınarak yumuşak su ( toplam sertli = 0 ) üretilmesi amacı ile kullanılır . Su yumuşatma suyu çıkışı ( yumuşak su ) ile ham su arasındaki tek
farklılık toplam sertlik değerinde olacağı unutulmamalıdır , çünkü yumuşatma cihazının tek fonksiyonu toplam sertliği sıfırlamasıdır. Su yumuşatma üniteleri , tasfiye cihazı veya permatit diye de adlandırılır .
Su yumuşatmada kullanılan temel madde SODYUM ( Na ) formundaki Kuvvetli Katyonik Reçinedir .Bir su yumuşatma cihazındaki işlem , cihaza verilen ham sudaki ( sert su ) toplam sertliğin ( Kalsiyum – Ca ve Magnezyum – Mg ) reçine tarafından tutulması şeklindedir.
( HCO3 )2 ( HCO3 )
Ca (SO4 ) + Na R >>>>>>>>>>>>> Ca R + Na ( SO4 )
Mg ( CI ) 2 Mg R + ( CI )
Yukarıda görülen bu işlem Reçineye ( R )bağlı olan Sodyum iyonlarının tamamıyla tükenmesine ve cihaz çıkışında tekrar sert su verilmeye başlamasına kadar devam eder.
Yumuşatma cihazından tekrar yumuşak su alınabilmesi için cihazın rejenerasyon ( tuzlama ) işlemine tabi tutulması gerekir. Bir yumuşatma cihazının rejenerasyona alınması için birincil gösterge cihaz çıkışındaki toplam sertlik değerinin yükselmesidir , gerektiğinde cihazdan geçen su miktarı da dikkate alınabilir ( giriş suyu sertliği sabit ise ) ancak cihazın devrede olduğu gün veya saat yanıltıcı olabilir. Rejenerasyon işlemi üç safhada yapılmaktadır.
1 ) Ters yıkama ; Bu bölümde cihaza normal akış yönünün tersinden yani alttan yukarıya doğru su verilerek reçineler üzerinde birikmiş olan kirliliklerin atılması ve reçinenin kabarması sağlanır. ( Ters akışkan yataklar hariç ) Bu işlem zaman zaman mümkün ise hava kullanılarak da yapılmalıdır , bu sayede reçinenin kabarması ve suyun reçine yatağında yol yapması sağlanır.
2 ) Tuz ile rejenerasyon ; su yumuşatma cihazlarında kullanılan reçineler için rejenerant olarak tuz ( NaCI ) kullanılır. Bu sayede reçineye gerekli olan Sodyum ( Na ) takviye edilmiş olur.
Ca R + NaCI >>>>>>>>> Na R + CaCI
Mg R + NaCI >>>>>>>>> Na R + Mgcı
Genel olarak rejenerasyon işleminde 100 – 250 gr NaCI / 1 Lt reçine olarak tuz kullanılır.
3 ) Durulama ; Tuz ile rejenerasyon bittikten sonra cihazdaki normal su akışı yönünde su akışı sağlanarak reçine kolunu içindeki klorür fazlalığı dışarı atılır.
Yukarıda belirtilen tüm bu işlemler bitirildikten sonra cihaz işletmeye alınmadan önce , çıkış suyundaki toplam sertlik , iletkenlik veya klorür miktarı kontrol edilmeli ve sisteme su daha sonra verilmelidir. Bu kontrol sırasında toplam sertlik ‘‘ 0 ’’ , iletkenlik ve klorür değerleri ham su iletkenlik ve klorür değerleri ile eşit olmalıdır.
D ) DEALKALİZATİON ÜNİTELERİ ; Ham su içeriğinde bulunan alkalinitenin alınması için kullanılan reçineli ünitelerdir. Bu üniteler genel itibari ile dealkalizition kolunu , karbondioksit degazörü ve yumuşatma kolonu olmak üzere üç bölümden oluşur.
Dealkalization kolunda sudaki alkaliniteyi oluşturan bikarbonatlar ( HCO3 ) , Hidrojen formundaki katyonik reçine vasıtası ile % 80 - % 90 mertebesinde alınırlar. Bu işlem sonucunda karbonil asit (H2CO3 ) ve karbondioksit ( CO2 ) gazı ortaya çıkar ve su pH değeri 2,5 – 3,5 seviyelerine düşer.
Karbondioksit degazörü vasıtası ile ortaya çıkan karbondioksit ortamdan uzaklaştırılır ve buraya yapılan kostik ( Sodyum hidroksit – NaOH ) ilavesi ile pH 6,5 – 7,5 civarına çıkarılır.
Yumuşatma kolunun vasıtası ile de sudaki toplam sertlik alınarak sisteme yumuşak su verilmesi sağlanır.
Dealkalization ünitesi çıkışında , alkalinite ve alınan alkalinite miktarına bağlı olarak toplam çözünmüş katı ( TDS ) ve iletkenlik değerlerinde ham suya nazaran daha düşük değerler tesbit edilecektir.
E ) REVERSE OSMOSİS ( TERS OSMOZ ) ÜNİTELERİ ; Şayet saf su ile içeriğinde çözünmüş katı madde oranı yüksek olan bir su ( konsantre su ) ortadan yarı geçirgen bir membranla ayrılmış bir kaba konur ise saf su membranı aşarak konsantre su tarafına geçmeye başlar bu geçiş olayına osmoz denir.
Şayet konsantre su tarafından bu geçişi önleyecek ve her iki taraftaki suyu dengeleyecek şekilde bir basınç uygulanır ve geçiş durdurulur ise bu basınca da osmotik basınç adı verilir . Bu basınç saf suyun konsantre suya geçişindeki basınca eşittir.
Konsantre su tarafından bir basınç uygulanır ve konsantre suyun saf su tarafından geçişi sağlanır ise bu olaya ters osmoz denir .
Ters osmoz cihazlarında da yukarıdaki teknik ile ham su membran filtrelerden geçirilerek ham su içeriğindeki toplam çözünmüş katı maddeler % 80 – 90 oranında alına bilir. Reverse osmose sisteminde giriş suyu ham su ise antiscalant ( kireç önleyici ) dozajına özellikle dikkat edilmelidir.Diğer dikkat edilecek nokta ise giriş suyundaki serbest ( bakiye ) klorun , aktif karbon filtre veya kimyasallar ile alınmış olmasıdır . Bu iki nokta membranların ömürleri açısından çok önemlidir . Reverse osmoz ünitesi çıkış su iletkenliği max. 50 s/ cm dir.
F ) DEMİNERALİZATİON ÜNİTELERİ ; Suyun içeriğindeki anyon ve katyonlarının alınarak suyun toplam çözünmüş katı madde yükünü % 90 – 95 oranında azaltabilen reçineli sistemlerdir. Sistem çıkışında elde edilecek suda istenilen niteliklere göre zayıf ve kuvvetli katyon ( Hidrojen- H formu ) zayıf ve kuvvetli anyon reçinelerin ( Hidroksit – OH formu ) çeşitli kombinasyonları ve Karbon dioksit degazöründen oluşur.
Katyonik reçinelerin konulduğu katyon kolonları vasıtası ile sudaki toplam sertlik , Kalsiyun , Magnezyum , Demir gibi katyonlar alınır , Anyonik reçinelerin konulduğu anyon kolonları vasıtası ile sudaki Sülfat , Silis , Klorür gibi anyonlar alınır.
Demineralization sistemlerinde katyon kolonları rejenerasyonda asit ( Hidroklorik veya Sülfirik asit ) anyon kolonların rejenerasyonunda ise kostik kullanılır . Demineralization ünitesi çıkış su iletkenliği max. 5 s / cm dir.
G ) MİXEDBED ÜNİTELERİ ; Suyun içeriğindeki anyon ve katyonların alınarak suyun toplam çözünmüş katı madde yükünü % 95 – 100 oranında azaltabilen katyonik ve anyonik reçinelerin birlikte bulunduğu reçineli sistemlerdir.
Mixedbed ünitesinin içindeki Katyonik reçinelerin vasıtası ile toplam sertlik , Kalsiyum Magnezyum , Demir gibi katyonlar alınır , Anyonik reçinelerin vasıtası ile sudaki Sülfat , Silis , Klorür gibi anyonlar alınır.
Mixedbed sistemleri rejenerasyonunda hem asit ( Hidroklorür veya Sülfirik asit ) hem de kostik kullanılır . Mixedbed ünitesi çıkış su iletkenliği max. 1,0 s / cm dir.
HAM SU VE ÇEŞİTLİ ARITILMIŞ SU ÖZELLİKLERİ
( mg / 1 , diğer şekilde belirtilmemiş ise )
B ) KAZAN VE KONDENSE SİSTEMLERİ
1 ) KAZAN VE KONDENSE SİSTEMİNİN GENEL TANIMI İŞLEYİŞİ
Kazan kondense sistemi aşağıda belirtilen bölümlerden oluşmaktadır.
A ) Su Tasfiye Sistemi ve İlave ( Katma- Make-up ) Su Pompaları
B ) Kondens Tankı ve Kondens Pompaları
C ) Ön Isıtıcıları
D ) Degazör ( Gaz Alıcı ) , Besi Tankı ve Kazan Besi Pompaları
E ) Ekonomizer
F ) Buhar Kazanları (Alev – Duman Borulu , Su Borulu )
G ) Kızdırıcılar
H ) Buhar Hatları ve Ekipmanları
I ) Ara ( Saf ) Kondens Tankları ve Kondens Dönüş Hatları
A ) SU TASFİYE SİSTEMİ ; Bir önceki bölümden hatırlanacağı gibi ham suyun , ilave ( katma ) suyu özelliklerine getirilmesi için çeşitli işlemlere ( filtrasyon , yumuşatma , reverse osmoz vs. ) tabi tutulduğu bölümlerdi.
Bu bölümlerde üretilen su bir depo sonrasında veya direkt olarak , kazan ve kondens sisteminde kaybolan ve / veya kullanılan su miktarlarını karşılamak amacı ile ilave ( katma , make-up ) su pompaları ile kondens takına verilir . Bu işlem genel itibari ile kondens tankındaki seviye kontrol ( şamandıra ) sisteminin otomatik kontrolü ile nadir olarak da manuel kontrol ile yapılır .
B ) KONDENS TANKI VE KONDENS POMPALARI ; Kondens tankı , sistemden geri dönen saf kondens dönüşlerinin ve ilave suyun toplandığı tanktır . Kondens tankı hem su tasfiye sisteminin hem de kondens dönüşlerinin bir aynasıdır. Şöyle ki kondens tankı iki kaynaktan su almaktadır bunlardan birincisi su tasfiye sistemlerinden alınan ilave su , ikincisi ise kondens dönüşlerinden gelen saf kondens dönüşleridir . Bu itibarla kondens tankındaki su özellikleri daimi olarak ilave su ve saf kondens dönüş suyu özelliklerinin arasında olmalıdır ( karışım yüzdesine bağlı olarak ) . Dolayısı ile kondens tankı su özellikleri kontrol edildiğinde su tasfiye sisteminde ve / veya saf kondens dönüşlerinde herhangi bir problem olup olmadığı anlaşılabilir.
İlave su ve saf kondens dönüş yüzdelerine bağlı olmakla beraber , kondens tankındaki su sıcaklığının 60 – 80 oC civarında olması , Degazörün daha rahat şekilde çalıştırılabilmesi açısından önemlidir.
Kondens tankındaki su , kondens pompaları vasıtası ile ön ısıtıcıya ( sistemde var ise ) daha sonrada degazörün üst tepsi kısmına , degazördeki su seviyelerine bağlı olarak basılır.
C ) ÖNISITICILAR ; Kondens tankındaki suyun degazöre girmeden önce biraz daha ısıtılması için k sistemlerdir . Ön ısıtıcılar da ısıtma işlemi genel olarak baca gazı kazan blöf suyu ve diğer atık ısı kaynakla kullanılarak yapılır . Buradaki temel amaç atık ısı ve enerjiden ekonomi sağlamaktır.
D ) DEGAZÖR ( GAZ ALICI ) , BESİ TANKI VE KAZAN BESİ POMPALARI ;
Önceki bölümlerde bahis edildiği gibi suyun içeriğinde Oksijen , Karbondioksit, Azot , Hidrojen Sülfür gibi bazı çözünmüş gazlar bulunmaktadır. Özellikleri Oksijen ve Karbondioksit Kazan ve kondense sistemindeki korozyon kontrolü açısından çok önemlidir. Su tasfiye işlemi esnasında bu gazlar ile ilgili hiç bir uygulama yapılamamaktadır.
Oksijen karbondioksitin ilave sudan mekanik olarak alınması işlemi Degazör cihazları sayesinde yapılmaktadır .Bu sebepten degazör cihazlarının diğer bir ismi de gaz alıcıdır.
Degazörde gazların mekanik olarak atılabilmesi işlemi , gazların sudaki çözünme sıcaklıklarından faydalanılarak ilave suyun ısıtılması işlemi ile yapılmaktadır. Kondens pompaları ile degazörün üst tepsisine verilen su degazör içerisindeki tepsiler ( tepsili tip degazör ) veya püskürtme nozulları ( püskürtmeli tip degazör ) sayesinde taneciklere ayrılır, bu tanecikler tepesinin alt kısmından verilen buhar ile ısıtılmak sureti ile suyun kaynama noktasının üzerine çıkılarak ( 102 – 105 oC ) sudaki çözünmüş Oksijen ve Karbondioksit Mekanik olarak belirli bir miktara kadar atılmış olur Oksijenin ( max. 50 ppm ) ve Karbondioksitin ( max. 10 ppm ) bakiye kalan kısımları kimyasallar ile bertaraf edilecektir , bu konular ileriki bölümlerde anlatılmalıdır.
Degazörün iyi bir şekilde işletilebilmesi için üç ana nokta önemlidir.
1 ) Degazör sıcaklığı 102 – 105 OC civarında olmalıdır
2 ) Degazör çalışma basıncı 0,2 – 0,5 bar civarında olmalıdır.
3 ) Degazörde su ve buharın karşılaşması esnasında yeterli süre sağlanmalıdır . Minimum 20 dakika
4 ) Degazör kazan besi pompalarından 4 – 5 metre yukarda olmalıdır.Pompaların suyu rahat bir şekilde basabilmesi için.
Degazörde gaz atımı işlemi tamamlandıktan sonra , su besi tankına alınır . Besi tankından kazana verilen suya kazan besi suyu , besi suyunun hazır tutulduğu tanka da besi tankı denir. Kazan besi suyunu kazana basan pompalara kazan besi pompaları ( KBS ) denir. Bu pompalar ile besi suyu önce ekonomizere ( sistemde var ise ) oradan da kazana basılır . Kazan besi suyu pompaları , kazan çalışma basıncı , besi suyu debileri ve besi suyu sıcaklıkları göz önüne alınarak seçilmelidirler.
Kazan besi suyunun , kazanın ihtiyacı oranında kazana basılması kazandaki seviye şamandıraları önemlidir , az basılması halinde kazanın üst tarafındaki borularda aşırı ısınmadan kaynaklanan problemler . Çok basılmasında ise buhar sistemine ıslak buhar ve kazan suyu gitmesi gibi problemler meydana gelecektir.
E ) EKONOMİZERLER ; Ekonomizerler de ön ısıtıcılar gibi atık ısı ve enerjide fayda sağlamak amacı ile kurulan sistemdir. Kazan besi tankından kazana gönderilen besi suyu , ekonomizer borularına gitmesi sağlanır . Ekonomizer boruları yatay veya dikey kurulabilir . Baca gazı sıcaklığına , ekonomizer boru adetini , ekonomizerin yapısına ve besi suyu debisine bağlı olarak besi suyu sıcaklığını 10 ile 50 – 60 dereceye kadar yükseltile bilirler .
F ) BUHAR KAZANLARI ; Buhar kazanları çeşitli yakıtlar yakılarak sudan çeşitli sıcaklık ve basınçlarda buhar üretilmesini sağlayan sistemlerdir . Buhar kazanlarında üretilen buhar çeşitli sektörlerde ısıtma , makinelerin çalıştırılması , elektrik üretim vs . gibi amaçlar ile kullanılmaktadır .Buhar kazanlarının işletilmesi esnasında , kazan suyunun istenilen değerlerde tutula bilmesi amacı ile belirli periyotlarda belirli miktarlarda ( her iki saatte bir –10 sn gibi ) kazan suyunun dışarı atılması olayına blöf denir .Kazan sistemindeki blöf yüzey ( üst – köpük ) veya alt ( çamur ) blöfü olarak iki farklı şekilde yapılabilir .Kazanlara uygulanacak olan blöf rejimi kazan besi suyu kriterlerine kazan yapısına , kazanın buhar üretimine , çalışma basıncına , üretilecek olan buhar özelliklerine , kullanılan kimyasal özelliklerine ve bağımsız otorite kuruluşlarca ( ASME – CEOC ) belirlenen limitasyonlara bağlıdır
Buhar kazanları temelde iki başlık altıda toplanabilir;
- Skoç tipi alev – duman borulu kazanlar.
- Su borulu kazanlar
1 )SKOÇ TİPİ ALEV DUMAN BORULU KAZANLAR ; Kazan içindeki boruların iç yüzeyinde alev – gazın boruların dış yüzeyinde de suyun bulunduğu kazan tipidir .Alev – duman borulu kazanlar için su miktarı fazla olduğundan maximum 40 bar basıncına kadar buhar üretimi yapabilmektedirler.
2 ) SU BORULU KAZANLAR ; Bu tip kazanlarda su borularının içinde ısıtıcı ortam alev ve gaz ise boru yüzeyinin dışında bulunmaktadır. Su borulu kazanlardaki su miktarı az olduğundan daha yüksek basınç ve sıcaklıkta buhar üretimi yapabilme imkanları vardır. Ancak alev duman borulu kazanlara göre daha hassas bir ilave su ıslahı ile daha iyi bir kimyasal ıslahı uygulaması gereklidir. Su borulu kazanlarda fiziki yapılarına göre “A”, “O” ve “D” tipi diye adlandırırlar.
G ) KIZDIRICILAR; Kazanlarda üretilen doymuş buharı, kızgın buhara dönüştürmeye yarayan bölümdür. Yüksek basınç ve sıcaklıkta buhar isteyen buhar türbin sistemleri gibi sistemlerde kullanılırlar.
H ) BUHAR HATLARI VE EKİPMANLARI; Kazanda üretilen buharın kullanılacağı yere kadar olan borulama sistemidir. Buhar hatları üzerinde hem hatların fiziksel olarak korunması hem de buharın kullanılacağı yer istenilen saflıkta ve özelliklerde gitmesini sağlayan bazı ekipmanlar olmalıdır.
Bunlar sırası ile kazan buhar fazında ve buhar kollektörü girişine konulan ve kazan suyu ve buharın ayrışmasını sağlayan sisteme ıslak buhar gitmesini önleyen buhar separatörleri. Buharın kazan sonrasında toplanıp kullanılacağı bölgelere dağıtılmasını sağlayan buhar kollektörleri. Sabit basınçta üretilen buharı işletme içerisinde gerektiğinden daha düşük basınçlarda kullanılmasını sağlayan basınç düşürücüler. Buhar borularında ısınma-soğuma sonrasında meydana gelecek olan genleşme ve büzüşmeler sonrasında borular ve bağlantılarda oluşacak olan deformasyonları önleyecek olan kompansatörler. Islak buhardan ve hatlardaki ısı kayıplarından kaynaklanan yoğuşmalar sonucu buhar hatlarında oluşan suyun tahliye edilmesini sağlayan cepheler ve kondenstoplar olarak sıralandırılabilir.
I ) ARA (SAF) KONDENS TANKLARI VE KONDENS DÖNÜŞ HATLARI;
İşletmelere gönderilen buhar kullanıldıktan sonra belirli ölçüde ısısını ve basıncını kaybederek yoğuşmaya başlar ve tekrardan su fazına dönme eğilimi içine girer. Sistemdeki kondenstoplar sayesinde tamamıyla su fazına dönüşen saf kondens işletmedeki çalışma şartlarına göre ya kendi olağan akışı ile yada ara tanklardan toplanıp pompa vasıtası ile kondens tankına geri döndürülür.
Saf kondensin bu şekilde toplandığı tanklardan saf kondens tankı diye adlandırılır. Saf kondensin kondens tankına geri döndüğü boru hattına da kondens dönüş hattı denir.
KAZAN VE KONDENS SİSTEMİNDEKİ BUHAR ÜRETİMİ VE SU – BUHAR ÇEVRİMİ
Su tasfiye sisteminde üretilen su ve saf kondens dönüşleri kondens tanklarında toplandıktan sonra kondens tankları vasıtası ile degazöre basılır. Kondens tankı ile degazör arasında ön ısıtıcılar var ise su buradan geçirilerek ısınması sağlanarak degazördeki yük azaltılır. Degazörde 102-105 C0 sıcaklık ve 0,2 – 0,5 basınç altında min. 20 dak. Bekleme süresi sağlanarak kazan besi suyu içerisindeki çözünmüş oksijen (max. 50ppm) ve karbondioksit (max. 10ppm) alındıktan sonra kazan besi pompaları vasıtası ile kazana verilir. Degazör ile kazan arasında ekonomizer var ise besi suyu buradan geçirilmek sureti ile daha fazla ısınması sağlanarak ısı ve enerji tasarrufu yapılmış olur.
Kazana gelen besi suyu çeşitli yakıtlar (fuel-oil, doğal gaz, kömür vs. ) veya akıt ısı (baca gazı, egzoz gazı vs. ) kullanılarak istenilen basınç, sıcaklık ve safiyette buhar elde edilir.
Buhar kazanlarının işletilmesi esnasında kazanın hışır oluşumu ve korozyona karşı kullanılması ve istenilen nitelikte buharın üretilebilmesi için kazan suyu özelliklerini çeşitli otoritelerce belirlemiş olan değerlerde tutulması gerekmektedir.bu amaçla kazan suyunu belirli zaman ve belirli miktarlarda kısmi olarak boşaltılmasına (blöf yapılmasına ) gerek duyulur.
Üretilen buhar kollektörlerde toplanarak istenilen bölgelere dağıtılır. Buhar işletme içerisinde kullanılması ile sıcaklığı ve basıncı bir miktar düşmesi ve kondenstopların da buharın yoğuşmasını sağlayarak buhar-suya dönüştürülür. Ve oluşan saf kondens, kondens tankına geri döner.
Bu su-buhar çevriminde kullanılan bazı kavramlar ve aralardaki bağlantılar aşağıda belirtilmiştir.
İlave Su; Tüm kazan ve kondens sisteminde açık buhar kullanımında, buhar ve su kaçaklarında ve kazana uygulanan kısmi blöflerden kaynaklanan su kayıplarını tamamlamak için sisteme su tasfiye sisteminden verilen suya ilave su (make-up) denir.
İlave Su (make-up) = Blöf Suyu + Kayıplar ( Açık Buhar + Kaçaklar + Blöf )
Besi Suyu; Kazanın ürettiği buhar ve kazan blöf miktarlarını karşılamak için kazana beslenen suya kazan besi suyu denir. Kazan besi suyu miktarı saf kondens dönüşü ve ilava su miktarlarına da eşittir
Kazan Besi Suyu = Buhar Üretimi + Blöf Suyu
İlave Su + Saf Kondens Dönüşü
KAZAN VE KONDENSE SİSTEMİNDE SUDAN KAYNAKLANAN PROBLEMLER
Buhar üretimi ve kondens sistemlerinde meydana gelebilecek olan problemleri 4 ana başlık altında toplayabiliriz.
- Kışır oluşumu
- Oksijen korozyonu
- Düşük pH korozyonu
- Taşınma (Su Sürüklenmesi-Islak Buhar)
1 ) KIŞIR OLUŞUMU;
Kazan sisteminde kışır oluşumunun iki temel nedeni bulunmaktadır. Bunlardan birincisi suyun içerisinde bulunan çeşitli bileşiklerin kazanlardaki sıcaklığın etkisi ile çözünürlükleri azalarak daha az çözünür. Bileşikler oluşturması ve bu bileşiklerin boru yüzeyine yapışmasıdır. Buna en iyi örnek sudaki bikarbonatların (geçici sertlik) kazanlarda ısının etkisi ile kırılarak karbonat formuna ( kalıcı sertlik ) dönerek çekilmesi ile oluşan kireç (CaCO3) depozitleridir.
Bunun yanı sıra besi suyunda toplam sertlik diye tabir edilen kalsiyum ve magnezyum iyonlarının çeşitli iyonlarla yapacağı kristal yapıdaki bileşiklerin çökerek metal yüzeylere yapışması ile oluşacaktır. Burada dikkat edilmesi gereken en önemli iyon silis olup kazan suyu ile ilgili tüm standartlarda silis için limitasyonlar bulunmaktadır.
Ca + SO4 CaSO4
Ca + SiO2 CaSiO3
Mg +2 OH Mg (OH)2
Mg + SiO3 Mg SiO3
Diğer bir kışır oluşumu ise kondens sistemindeki korozyon ürünlerinin kazanlarda birikmesi ile meydana gelen
4Fe(HCO3)2 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3 + 4CO2
4Fe(HCO3)2 + Isı Fe(OH)2 + CO2
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3
2Fe(OH)3 Fe2O3 + 3H2O
yukarıda belirttiğimiz tüm problemlerin yaşanmaması için öncelikle ön ıslah (yumuşatma, demineralize) işlemlerinin yanı sıra bakiye kirlilikler için kati suretle kimyasal kullanılmalıdır.
2 ) OKSİJEN KOROZYONU ;
Oksijen korozyonu hem kazan besi ve kazan hem de tüm buhar ve kondens hatlarında meydana gelen tüm sistemlerde istenmeyen zararlara yol açan bir korozyon türüdür. Oksijen korozyonuna pitting (çukurcuk) denir.
Fe Fe+2 + 2 e-
Fe+2 + 2OH Fe(OH)2
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3
2Fe(OH)3 Fe2O3 + H2O
buhar üretim sistemlerinde oksijen korozyonunu önlemek için degazör (gaz alıcı) sistemleri kurularak oksijen mekanik olarak 20-50ppm seviyelerine düşürülebilmektedir. Oksijenin mekanik olarak degazör sistemlerinden atılabilmesi için, daha önceki bölümlerde belirtilen degazör işletimi konularına özen gösterilmelidir. Ancak bakiye kalan için kimyasal oksijen tutucu kullanmak gerekmektedir.
3 ) DÜŞÜK pH KOROZYONU ;
Buhar üretim sistemlerinde düşük pH korozyonu kondense sisteminde etkili olmaktadır. Korozyonun oluşma mekanizması ise buhar fazına geçen karbondioksitin kondens hatlarında su buharı ile reaksiyona girerek karbonik asit oluşturması ve buna bağlı olarak kondens pH değerlerinin ideal pH olan min. 8,2 nin altına düşerek asidik korozyon olması ile meydana gelir.
Bu nokta da, sudaki karbondioksit degazörde tamamı atılabilse dahi, besi suyundaki alkaliteyi oluşturan bikarbonatlar kazanda yüksek ısı sonucunda kırılarak hidroksit ve karbondioksit kırılmaktadırlar. Bu kırılma sonrasında ortaya çıkan iyonlar kazan suyunda kalarak kazan suyu pH değerini yükseltirler. Karbondioksit ise buhar ile taşınarak buhar ve özelliklede kondens hatlarında aşağıdaki mekanizmalar ile korozyona sebebiyet verir. Düşük pH korozyonunun göstergesi boru et kalınlığının incelmesi şeklindedir.
2HCO3 + Isı CO3 + CO2 + H2O
CO3 + H2O + Isı 2OH + CO2
CO2 + H2O H2CO3
Fe + 2H + 2HCO3 Fe(HCO3)2 +H2
4Fe(HCO3)2 + O2 2Fe2O3 + 8CO2 + 4H2O
Bu tür korozyonun önlenmesi için sudaki çözünmüş karbondioksitin elimine edilmesi degazör sistemi ile sağlanır. Ancak sudaki bikarbonatlar herhangi bir şekilde alınmadığından ancak nötralize aminler kullanılarak oluşan karbonik asit nötralize edilebilir.
4 ) TAŞINMA (SU SÜRÜKLENMESİ – ISLAK BUHAR)
Kazan suyu taşınmalarının temel olarak iki ana başlıkta toplayabiliriz. Bunlar mekanik sebeplerden kaynaklanan taşınmalar ve kimyasal sebeplerden kaynaklanan taşınmalardır. Diğer bir taşınma türü ise volatile caryover ( uçucu taşınma ) diye tabir edilen ve daha çok yüksek basınçlı kazan ve türbin sistemlerinde dikkat edilmesi gereken taşınma türüdür.
A ) Mekanik Sebeplerden Kaynaklanan Taşınma;
- Kazan su seviyesi normalin üzerinde olup, kazandaki su ve buhar fazının ayrışması için yeterince yer olmamasından kaynaklanan taşınmalardır. Böyle bir durumda kazan su seviyesi normale indirilerek taşınma önlenebilir.
- Kazanın buhar üretim kapasitesinin üzerinde buhar ihtiyacı ve buhar çekimi olması durumunda kazan bu miktarı karşılayamayacağından kazanda bir vakum oluşur. Bu vakum sonucunda kazan suyu buhar ile beraber hatlara gider. Bu tür durumlarda kazan çalışma basıncında düşmeler gözlenmektedir. Bu tür bir taşınmada ise ya yedekte bir kazan var ise devreye alınmalı yada buhar ihtiyacı kazan kapasitelerine göre ayarlanmalıdır.
- İşletmede ani (pik) buhar çekişleri yapılıyor ise kazanlar buhar ihtiyacındaki bu ani artışı tolere edene kadar kazan suyu taşınmaları meydana gelir.bu tür taşınmaların önlenebilmesi içinde işletme içerisindeki ani çekişlerden olabildiği kadar kaçınmalı, ani çekişlerin daha çabuk tolere edilebilmesi için daha fazla kazanın devrede tutulması gibi önlemler alınabilir.
B ) Kimyasal Sebeplerden Kaynaklanan Taşınmalar;
Kimyasal sebeplerden kaynaklanan taşınmalarda en önemli unsur kazan suyu alkalite ve pH değeridir. Kazan suyu alkalite ve pH değeri öngörülen standartların üzerine çıktığında kazan suyu çok alkali hale gelir ve daha kaygan bir hal alarak köpüklenmeye başlar. Kazan suyu üst yüzeyinde oluşan bu köpükler buhar ile taşınarak ıslak buharın sisteme gitmesine sebebiyet verirler.
Bu tür bir taşınmada da kazan suyunun ön görülen limitasyonlarda tutulabilmesi için yeterli miktarlarda kazan blöfleri yapılmalıdır. Kazan üst tarafında bulunan yüzey (köpük) blöfü kullanılarak köpük dışarı atılabilir. Diğer bir yöntem ise kazan suyuna köpük kesici kimyasalların dozlanmasıdır.
Yukarıda belirtilen tüm bu taşınma problemlerinin önlenebilmesi için kazanlara ve buhar hatlarına buhar seperatörleri, kazan harici buhar domları, buhar hatlarına cep ve kondenstopların konulması faydalı olacaktır.
C ) Volatile Caryover (Uçucu Taşınma )
Bu taşınma türü daha yüksek basınçlı kazan sistemlerinde meydana gelen ve kazan suyundaki silisin yüksek basınç ve sıcaklık neticesinde uçucu hale gelmesi ile buhar ve kondens hatlarına gitmesi sonucu oluşmaktadır.
Bu taşınmanın önlenmesi için öngörülen kazan besi ve kazan suyu standartlarına uyulması uygulanabilecek olan yegane yöntemdir.
C) SU ARITIMINDA REVERSE OSMOZ
Su arıtma tekniklerinden biri olan reverse osmoz yakın bir geçmişten itibaren Türkiyede de bir çok tesiste kullanılmaya başlanmıştır. Osmoz doğada kendiliğin gerçekleşmektedir. Bitkiler bu yöntemle topaktan su almaktadırlar.
Artık birçok içme suyu tesisinde de Reverse osmoz tekniği kullanılarak % 99,9 oranında arıtım sağlanmaktadır. İthalatçılar ve üreticiler bireysel tüketiciler için hem az yer kaplayan ve de kullanışlı tezgahaltı Reverse osmoz lar getirmektedir.
30 yıl öncesine kadar membran prosesleri çevre teknolojisi açısından pek önemli gözükmüyordu. Ancak farklı ayırma prensiplerine ve mekanizmalarına sahip çok sayıda membran prosesinin geliştirilmesi ve bunların partiküllerden moleküllere kadar değişken çeşitli boyuttaki maddelerin ayrılmasına çözüm getirmeleri ile birlikte , membran prosesler su ve atık su arıtımında çok önemli bir konuma gelmiştir.
Membranlar, karışım halindeki pek çok maddenin ayrılması maksadıyla kullanılır. Ayırma olayı iki ana gurupta toplanır. Birincisi ; çözünmüş maddelerin ayrımı , ikincisi tutulmak istenen partiküler maddelerin ayrılmasıdır. Membran, belirli türlerin hareketlerini kısıtlayan metal, inorganik veya organik polimerlerden yapılan geçirgen veya yarı geçirgen bir malzemedir. Bu membranlar , gaz ayrımı , katı/sıvı ve sıvı/sıvı ayrımı gibi amaçlar için kullanılır. Genel olarak;
- Sıvılardan ve gazlardan mikron boyutundaki partiküllerin filtrasyonu.
- Sıvılardan kolloidlerin ve büyük ölçekli moleküllerin ayrımı.
- Sadece iyonik türlerin ayrımı.
- Sulardan veya diğer sıvılardan bütün askıda katı veya çözünmüş maddelerin ayrımı.
- Mebran Şematik Gösterimi
I faz besleme, II faz ise , süzüntü fazı olarak adlandırılır. Ayırma işlemi, membranın birinci fazdaki bir bileşeni, öteki bileşen veya bileşenlerden daha kolay bir şekilde diğer tarafa geçirmesi esasına dayanır. Membrandan gelen akım iki kısma ayrılır. Bunlar , membrandan geçen ve membrandan geçmeyen akımdır. Membrandan geçen akım süzüntü, geçmeyen akım ise konsantre akımı olarak adlandırılır.
- Membran proseslerinde giriş çıkış akımları
Membranların performansı ,akı ve alıkoyma veya seçicilik olarak adlandırılan terimler ile adlandırılır. Akı, membran tarafından alıkoyulan kısmın ölçüsüdür. Seçicilik ise membrandan geçenlerin ölçüsüdür. İdeal bir membranda, yüksek seçicilik veya alıkoyma ile yüksek akı veya geçirimlilik istenir. Akı, m3/m2x gün veya lt/m2xsaat gibi birimlerle ifade edilir. Reverse osmozda saf su elde ederken atıksu da oluşmaktadır. Atıksu miktarı sistem dizaynı , su kalitesi , ön filtrasyon gibi parametrelere bağlıdır. Bu oran % 50 den % 25 e kadar değişebilmektedir.
Osmoz , aralarında bir yarı geçirgen membran bulunan , farklı iyon derişimine sahip iki çözeltinin osmatik basınç vasıtasıyla iyon derişimlerini eşitlemeleridir. iyon derişimlerinin eşitlenmesi , derişimi düşük olan çözeltiden derişimi yüksek olan çözeltiye sıvı transferi ile sağlanır. Bu sıvının geçiş hızı sudaki toplam çözünmüş katı madde miktarı, basınç , sıcaklık gibi parametrelere bağlıdır. Reverse osmoz da sıvının membrandan geçebilmesi için bir güce ihtiyacı vardır. Bu da genelde yüksek basınç pompaları ile sağlanmaktadır. Membran üzerindeki 5Ao(2*10-6) büyüklüğündeki gözeneklerden sadece saf olarak iyonlarıdan ayrılmış su geçerken demir , silis, bakteriler, organik maddeler, ağır metaller gibi maddeler tutularak atık su ile atılır. Reverse osmoz sistemlerinde tüm iyonlar tutulduğundan ürün suyunda ph düşmektedir bu sebeple tüm osmoz ürün suyu hatları korozyona karşı paslanmaz yapılmalıdır.
Reverse osmoz öncesi filtrasyonun önemi,
Reverse osmoz sistemlerinde iyi bir ürün suyu elde etmek ve işletme maliyetlerini düşürmek için en önemli konu osmoz öncesi filtrasyonun çok iyi olması gerekmektedir. Reverse Osmoz yapılacak tesisde kuyu suyu analizi çok iyi bir şekilde yapılmalı ve bu sonuçlara göre ön filtrasyon seçilmelidir. Unutulmamalıdır ki problemli veya çalıştırılamayan birçok Reverse osmoz tesislerine bakıldığında mutlaka ön filtrasyonlarında bir eksik görülmektedir. Bu eksikliklerde sonuçta reverse osmos sisteminde maliyetin büyük bir kısmını oluşturan membranlarda hasarlara sebep olmaktadır.
İyi bir ön filtrasyon aşamaları:
- Seperatör filtre
- Ozon jeneratörü veya Ultraviyole
- Klor dozajı
- Basınçlı Kum filtreleri
- Basınçlı Aktif karbon filtreler
- Yumuşatma cihazı
- Sediment filtreler (1 , 5 micron)
SU ARITIMINDA REVERSE OSMOZ
Membran,
Reverse osmoz da kullanılan yarı geçirgen zara verilen isimdir. Birçok çeşidi vardır. Su karakterine göre membran türü belirlenir. Membranların TFC (thin film composite) , CTA ( cellulos three asetat ) gibi türleri mevcuttur. TFC türü membranlar klora karşı yapısı bozulduğundan ön arıtım olarak aktif karbon filtre yapılması gerekmektedir.
Arıtma Oranları ;
Asbest %98-99 Kurşun %96-98
Arsenik %94-96 Kalsiyum %95-98
Alüminyum %96-98 Krom %96-98
Amonyum %90-95 Kadmiyum %95-98
Bikarbonat %90-95 Magnezyum %95-98
Bakır %97-98 Nitrat %90-95
Baryum %96-98 Nikel %97-99
Brom %90-95 Potasyum %94-97
Bakteri %99 Potasyum %94-97
Borat %50-55 Radyoaktivite %93-97
Cıva %95-97 Silis %92-95
Çinko %97-99 Siyanür %92-95
Demir %97-98 Silikat %94-96
Florür %93-95 Sülfat %97-98
Fosfat %98-99 Sodyum %89-90
Gümüş %95-97 Sertlik %96-98
Klorür %90-95 Haşerat Önleyiciler %95-98
HAM SU VE ÇEŞİTLİ ARITILMIŞ SU ÖZELLİKLERİ
( mg / 1 , diğer şekilde belirtilmemiş ise )
Soğutma Suyu Şartlandırılmasında Kullanılan Kimyasalların Amacı
SOĞUTMA SUYU ŞARTLANDIRILMASINDA KULLANILAN KİMYASALLARIN AMACI :
Açık ve kapalı su soğutma sistemlerindeki kimyasalların su tedavisinin ana başlıkları şöyledir.
a) Korozyonun kabul edilebilir seviyelere indirilmesi
b) Depozit oluşumunun önlenmesi
c) Biyolojik kirliliğin önlenmesi
a)Korozyonun kabul edilebilir seviyelere indirilmesi ;
Bir metalin farklı bölümleri arasında veya iki farklo metal arasında gelişen elektriksel potansiyel farklılığının oluşturduğu elektro kimyasal prosese korozyon denir. Bu potansiyel farklılığı anodik ve katodik kısımlarda reaksiyona sebep olur.
Bu kısımlar korozyon pilini oluştururlar, aşağıda görüldüğü gibi ;
KOROZYON PİLİ
İyonik taşınma
< ———————–
Oksijenin indirgenmesi Metalin çözülmesi
Katot Anot
Taşınan elektronlar
Soğutma suyu sistemlerindeki korozyonun oluşması, ısı değiştiricilerin zarara uğraması, ısı transferinin düşmesi, enerji kullanımının artması ve hatta üretimin düşmesi demektir.
Açık soğutma suyu sistemlerindeki korozyonun artması birçok faktöre bağlıdır. Örneğin ;
- Ph
- Çözünmüş katılar
- Askıdaki katılar
- Sıcaklık
- Suyun hızı
- Materyalin cinsi
- Isı transferi
Korozyonun kabul edilebilir seviyeye indirilmesinde korozyon inhibitörleri kullanılır.
b)Depozit oluşumunun önlenmesi
Açık soğutma suyu sistemlerindeki depozit oluşumunun işletim sistemlerinde etkisi aniden ve şiddetli bir şekilde görülebilir. Depozitler boruların kapasitesini azaltarak suyun akışının düşmesine veya uygun ısı transferine karşı yalıtıcı bir rol oynayarak istenen soğutmanın aniden düşmesine sebep olurlar.
Çünkü , açık sistemlerde su buharlaşınca çözünmüş katıların yoğunluğu da artacaktır. Bu yükselme doygunluk sınırının üzerine çıkacak ve depozit oluşumunu arttıracaktır. Çevrim arttıkça ph ‘ın yükselmesi de artış gösterecektir. Ph yükselecek ve ısı transfer yüzeylerinden de depozit oluşumu hızlanacaktır.
Soğutma sistemlerindeki esas depozit oluşum çeşitleri şöyledir.
- Çözünmeyen tuzların doygunluk sınırını aştığı zaman inorganik tortu oluşturması,
en genel tortu kalsiyum karbonattır.
Ca(HCO3)2 ———– > CaCO3 | + H2O + CO2 |
- Demir oksitleri, korozyonun yol açtığı etkili depozitlere sebep olur,
- Askıdaki katılar yani çamur kalay ve kirliliklerin taşınması ve sıcak yüzeylerde depozit oluşturması,
- Proses atıklarının (yağlar)
- Mikrobiyolojik üremeler, yani bakteri, yosun ve mantarın katı yüzeylere yapışması
Soğutma suyu sistemlerindeki (açık veya kapalı sistemlerde) depozit oluşumunun engellenmesi için depozit inhibitörleri kullanılır.
c)Mikrobiyolojik kirliliğin önlenmesi
Soğutma kulesi, su sistemlerinde mikrobiyolojik üreme için en uygun ortamı sağlayan mükemmel bir örnektir.
Sıcaklık, ph, besinler (organik ve inorganik) gibi faktörler bakteri, yosun ve mantarların üremesi için uygun ortamı sağlarlar.
Yosun;
Yosunlar klorofil içeren basit bitkilerdir. Yosunların üremesi için üç ana şart; rüzgar su ve güneş ışığıdır. Genellikle, yosun üremesi soğutma kulelerinde oluşacaktır. Yosun üremesinin fazlalığı suyun gereksiz ayrışmasına ve kuledeki soğutma veriminin düşmesine yol açar.
Mantar;
Mantarlar, küf ve maya mantarları gibi yakından tanıdığımız tüm basit bitkileri içerir. Mantarlar genellikle su hatlarının gözükmeyen yerlerinde veya bakterilerin çıkardığı yapışkan sıvılarda rahatça büyürler. Örneğin; kuledeki tahtaların bozulmasına yol açabilirler.
Bakteri;
Bakteri, bütün mikropların en küçüğü ve en kötü mikrobiyolojik problemlerin sorumlularıdır. Bakteriler aerobik ve anaerobik olarak ikiye ayrılırlar ve ılık ortamlarda daha hızlı gelişirler.
Bakterilerin üremesi depozitleri oluşturan yapışkan kütlelere sebep olur. Bu yapışkan kütlelerde anaerobik ortam hazırlayarak bakterilerin sülfatı indirgemesi ile çok şiddetli korozyona yol açan hidrojen sülfürü açığa çıkarırlar.
Soğutma sistemlerindeki biyolojik kirliliği önlemek için mikrobiositler kullanılır.
Suyun İçindeki Havanın Zararları
Suyun içersindeki havanın tesisatlardaki hasarları;
Su tesisatları ismindende anlaşıldığı gibi boruların içersinden su geçmesi için dizayn edilmişlerdir , havalı suyun geçmesi için değil.
Evinizde, ocakta pişen yemeye ilave etmek için eviyeden bir bardak su almak istiyorsunuz ve bardağı tutup musluğu açıyorsunuz.Bir anda keskin bir “PAT” sesi ile beraber, çok ani olarak gelen su bardağa girdiği gibi bardak elinizden kayıp eviye içine düşüyor. Neyse ki, paslanmaz çelik eviye biraz esnek ki bardak kırılmıyor. Bu şoku atlattıktan sonra ve musluğu çok dikkatlice ve yavaşça açıp pişen yemeğin suyunu tamamladıktan sonra kenara çekilip mühendisçe düşünüyorsunuz: ”Musluktan gelen su neden böyle bir şok yapsın ki?”
Çünkü su tesisatına bir yerden HAVA girmiş ve fiziğin temel kurallarından biri olan P1 x V1 = P2 x V2 kanunu çalışmış. P1, V1 musluk açılmadan önce su tesisatı içindeki basınç ve hava hacmi; ancak burada MUTLAK BASINÇ kullanılıyor, yani manometrede okuduğumuz basınç değerine atmosferin dünya üzerindeki basıncını da ekleyerek “P1″ değerini buluyoruz.
Örneğin şehir suyu basıncı 4 bar olsun ve bu durumda formüldeki P1 değeri 5 bar olur. Evimizdeki musluğa yakın bir yerde, tesisat içinde sıkışmış olan su içindeki hava miktarı da BİR LİTRE olsun. P1 x V1 = P2 x V2 formülünü uyguladığımızda, musluğu açtığımız anda, musluğa yakın yerde, tesisat içindeki basınç atmosfer basıncına eşit olur, yani P2 = 1 bar olur. Bu durumda formül şöyle oluyor: 5 bar x 1litre = 1bar x 5litre. Yani, musluk açılmadan önce yalnızca BİR LİTRE olan sıkışmış hava, musluğu açtığımız anda BEŞ KAT hacim arttırarak musluktan çok ani bir su çıkışına sebep olur ve böylece elimizdeki bardak darbe alarak eviye içine düşer.
Evde yaşamış olduğumuz ve olsa olsa yalnızca kırılan bir bardak kadar riski olan bu olay işletmelerde su tesisatına ve su iyileştirme cihazlarına ve içinden su geçen birçok ekipmana zarar verebilir. Konunun önemini hatırlatmak için bu yazımızda tesisata giren havanın verdiği birkaç zararı ve su içine havanın girme olasılığı olan bir kaç noktayı anlatacağız.
Tesisat Boruları ve Bağlantıları: Sanayi tesisleri içindeki büyük hacimlerde askılar ve taşıyıcılar ile tutulmuş olan tesisat boruları, tesisat içindeki havanın, sistem basıncı değiştirdiği anlarda oluşan darbeler ile sarsılır, boru taşıyıcı askılar kopar, flanşlar ve pasolu ekler tamamen kopar veya su sızdırmaya başlar. Sentetik borular hava - su darbesi ile boydan boya yarılabilir. Her hangi bir hat üzerinde rotametre gibi şoktan etkilenecek cihazlar varsa, bunlar çatlar ve görev yapamaz hale gelir.
Pompalar: Santrifüj pompa, içi tamamen su dolu iken suyu basınçlandırır. İçine hava girmiş olan pompa, havayı atasıya kadar suyu basınçlandıramadığı için o sırada tesisatta basınç düşer ve pompa havayı attığı anda su basıncı tekrar yükselir. Bu olay pompa üzerinde ve tesisatta basınç şokları oluşturur. Bunun yanında, P1 x V1 = P2 x V2 formülü dolayısı ile basınç değişikliği sırasında hacmi büyüyen ve küçülen hava da su tesisatındaki darbelerin etkisini arttırır.
Santrifüj pompa içine giren hava öncelikle pompanın kendisine zarar verir. Yeterli suyu bulamayan pompa fanında KAVİTASYON olayı sonucunda aşınmalar ve delikler oluşur. Ayrıca, pompaya su ile beraber havanın gelmesi sistem üzerinde birkaç şekilde darbeler ve basınç şokları yaratır.
Ayrıca, “frekans kontrolu” ile otomatik olarak hız değiştirerek basıncı kontrol edilen hidrofor pompalarında motor hızı su basıncına göre çok hızlı bir şekilde otomatik olarak ayarlandığından, havalı su emişi yapan pompanın basma tarafında anlık basınç dalgalanmaları olur ve frekans invertörü sürekli olarak pompanın hızını değiştirmeye çalışır, buna rağmen bir türlü istenilen sabit basınç elde edilemez. Bu olay pompada mekanik arıza yapar, frekans invertörü zarar görür ve su sistemde şoklar oluşur.
Elek Filtre: Su tesisatındaki hava elek filtreye girdiğinde, ters yıkama sırasında biraz sarsılma dışında filtre pek zarar görmeyebilir. Fakat, yatay çalışan elek filtre içine dolan ve eleğin üst kısmını işgal eden hava, ters yıkama anına kadar, filtreye gelen suyun yalnızca filtrenin küçük bir kısmı ile filtrelenmesine sebep olur. Bu da basınç kaybını arttırarak su debisinin düşmesine sebep olur. Elek filtrenin üst kısmı hava ile dolu olduğundan, eleğin alt kısmından su çok hızlı geçer ve böylece, bazı katıların zorlanarak elek deliklerinden filtrelenmiş su tarafına geçmesine sebep olur.
Kartuş Filtre: Su tesisatındaki hava dik duran kartuş filtreye girdiğinde kartuş filtre kabının üst kısmını işgal eder. Bu sebeple filtreye gelen su yalnızca filtrenin alt kısmından, daha doğrusu, filtrenin küçük bir bölümünden geçmeye mecbur kalır. Böylece suyun filtreden geçme hızlı çok yüksek olur. Bunun sonucunda, basınç altında şekil değiştirebilen bazı katılar zorlanarak kartuş filtreyi aşar ve filtrelenmiş su tarafına geçer. Diğer taraftan, filtre istenmedik bir basınç kaybı yaratır ve sistemdeki su debisini düşürür.
Kum Filtresi: Otomatik hava tahliye vanası (vantuz – pürjör) ile korunmayan kum filtresi tanklarına havalı su geldiğinde ciddi sıkıntılar yaşanır. Oluşan darbeler hem otomasyon vanalarına hem de tankın kendisine zarar verir. Tankın üst bombe kaynak yerlerinde çatlamalar olur ve tanktan su kaçağı yaşanır. Aynı olay, çelik tanklar ile yapılan su yumuşatıcı ve aktif karbon filtrede de yaşanır. Su ile beraber hava gelen sistemlerde FRP tanklarda daha ciddi sorunlar yaşanabilir.
Su Yumuşatma Cihazı: Evinizdeki mutfakta meydana gelen ve yalnızca bir bardağa zarar verebilen DARBE, bir su yumuşatma cihazının rejenerasyonu zamanı geldiğinde, ilk işlem olan reçinenin ters yıkaması sırasında meydana gelebilir. Ters yıkama sırasında açılan vana, reçine tankının üst kısmından dışarıya su atılmasını sağlar ve o anda reçine tankının içi atmosferik basınca eşit olur. Ters yıkama suyu ile gelen hava, gene P1 x V1 = P2 x V2 formülü ile anında hacim büyütür ve bir miktar reçinenin ters yıkama suyu ile beraber dışarı kaçmasına sebep olur. Ayni sorun Aktif Karbon filtresi tanklarında da olabilir, fakat kum filtresi tanklarında olma olasılığı daha azdır, çünkü kumun yoğunluğu yüksektir.Bu sebeple üst difüzörler kullanılmalı ve hava karışımı önlenmelidir.
HAVALI SU’yun tesisata vereceği zararların birkaçını yukarıda belirttik. Sorun yaşanan örnekleri çoğaltmak yerine, su tesisatı içine havanın girmesinin birkaç sebebini açıklayalım.
Su sistemine en çok hava getiren olay, pompanın depodan su emişi sırasında depo seviyesinin düşmesi ile olur. Suda GİRDAP (VORTEKS) oluşarak pompaya su ile beraber çok miktarda hava girer. Bunun önlenmesi için su deposunun inşaatı sırasında tedbirler alınmalı ve depo içinde su emiş noktasında suyun çok geniş bir yüzeyden emişini sağlayıcı özel emiş parçası monte edilmelidir.
Ayrıca, su deposu içine, depo alt seviyesinde pompayı durduran seviye şalteri konmalı ve bunun seviyesini ayarlarken GİRDAP oluşturmayacak su seviyesi tayin edilmelidir.
Su tesisatına havanın girmesini sağlayan diğer bir sebep, yeni bir sistemin devreye alınışı sırasında veya sistemdeki bir arızanın giderilmesinden sonra, içinde hava bulunan tesisata yeni su basılmasıdır. Yeni su basılan sisteme su çok yavaş bir hız ile doldurulmalı ve bu sırada, sistem üzerindeki vanalar ve musluklar açık olmalı, ayrıca tesisat üzerine monte edilmiş olan VANTUZLAR dan hava tahliyesi olduğu gözlenmelidir. Tesisata ilk su dolumu sırasında yalnızca vantuzların hava tahliyesine güvenilerek suyu hızlıca doldurmak doğru olmaz. Vantuzlar, sisteme az az gelen havaların tahliyesi içindir. İlk dolumda tesisatın tamamındaki havanın sistemden dışarı çıkabilmesi için her cihazın üzerindeki tahliye vanaları muhakkak açılmalı, musluklar açık tutulmalıdır.
Özet olarak, P1 x V1 = P2 x V2 formülü ile önemi vurgulanan hava-su darbeleri su sistemi için çok zararlıdır. Bunun önlenmesi için öncelikle su depolarından pompa emişi sağlıklı hale getirilmeli, ayrıca, boş tesisatın doldurulması sırasında sistemden havanın doğru çıkartılması sağlanmalı ve sistem üzerine doğru yerleştirilmiş vantuzlar ile sistem içine girecek havalar kolayca tahliye edilmelidir. (Vantuz, hava tahliye cihazı olduğu gibi, ayni zamanda tankların vakum altında kalmasını da önler.
Ultrafiltre
ULTRAFİLTRE
Düşük basınçlarda, yüksek verimlilikte hassas filtreleme sağlayan ultrafiltrasyon tekniğinde su, geçirgen bir membranın bir yanında basınçlandırılır. Oluşan basınçla 0,02 mikron’dan büyük partiküller filtrelenirken bu ölçüden küçük olanlar suyla birlikte filtreden geçer.
PVC esaslı ultrafiltrasyon membranları hızla yüksek miktarlardaki suyu geçirebilir, asimetrik membran yapısı ile verimli filtreleme sağlar.
PVC esaslı membranların PVDF esaslı diğer membranlarla karşılaştırıldığında, asidik ve bazik membran yıkama kimyasallarına karşı dayanımı daha yüksektir.
POZİTİF BASINÇLI ULTRAFİLTRASYON MODÜLLERİ
Pozitif basınç altında çalışan ultrafiltrasyon modülleri içme suyu arıtımı, reverse osmos öncesi su hazırlanması gibi muhtelif su arıtma işlemlerinde kullanıldıkları gibi atıksu arıtımında da kullanılırlar. Özellikle biyolojik arıtmada arıtılmış atıksuyun geri kazanımı, çamaşırhane ve oto yıkama atıksularının geri kazanımı gibi uygulamalar pozitif basınçlı ultrafiltrasyon modüllerinin temel kullanım alanlarını oluşturur.
NRTECH BASINÇLI UF CİHAZLARI
Kullanım alanları:
- Hassas filtreleme gereken sular.
- Reverse osmos öncesi ön arıtım.
- Açık kapalı su devreleri.
- Endüstriyel katı sıvı ayırma saflaştırma süreçleri.
- Mikroorganizmalardan arındırılmış su sağlanması.
- Oto yıkama ve çamaşırhane sularının geri kazanımı.
Üstün özellikleri:
- Yüksek arıtım verimliliği.
- Mikroorganizmalardan arınmış su.
- Esnek çok amaçlı tasarım.
Cihaz üzerindeki ekipman:
Membran modülleri, besleme pompası, ön filtre, PLC kontrol ünitesi, hava alama valfi, debimetreler, manometreler, kompresör, ters yıkama suyu depolama tankı, dozaj pompası ve kimyasal depo tankı, paslanmaz çelik şase.
Borulama: UPVC
