ISOMER, BOSCH KALİTESİNİ TÜM TÜRKİYE’YE TAŞIYACAK LG’den Multi Split Klima Seçenekleri GF Hakan Plastik, ihracatta gücünü artırıyor BUKHARA COTTON FABRİKASINDA İMBAT HASSAS KONTROLLÜ KLİMA TERCİH EDİLDİ İklimlendirme Sektörünün En İyi İhracatçıları Ödüllerine Kavuştu Bosch Termoteknoloji, İklimlendirme Alanında Social Media Awards Altın Ödülün Sahibi Oldu İSİB’İN SANAL HEYET ORGANİZASYONU UKRAYNA İLE DEVAM EDİYOR SEMBOL İNŞAATIN TERCİHİ ALDAĞ Kombinin mucidi Vaillant’ın logosu yenilendi İPRAGAZ VE ODE YALITIM İŞ BİRLİĞİ YALITIM UYGULAMACILARINA TASARRUF, VERİM VE ZAMAN KAZANCI SUNACAK ÜÇAY MÜHENDİSLİK’İN 2021 HEDEFİ 30 BİN DAİKİN KOMBİ Çimtaş’ta Aldağ Klima Santralleri Tercih Edildi Sanko Enerji Salihli’de Robotik Kodlama Sınıfı açtı Bosch Termoteknoloji #İyiörnekol Hareketi ile Farkındalık Yaratıyor 26. lCCl Uluslararası Enerji ve Çevre Fuarı ve Konferansı başladı

SEMİH ÇALAPKULU / KUZU GRUP

DESALİNASYON TESİSLERİ VE DENİZ SUYU ARITMA TEKNOLOJİLERİ -1

(Desalination Plants & Sea Water Desalination Technologies) - 1

 

 

Dünya’nın dörtte üçü su olmasına rağmen, içme ve kullanıma uygun tatlı su kaynakları oldukça kısıtlıdır. Dünya’nın toplam tatlı su kapasitesi yaklaşık 35 milyon km3 (Dünya’nın toplam su kapasitesinin %2,5’i) olup bunun sadece 105 bin km3 ‘ü (%0,3’ü) doğal çevre ve insan kullanım ihtiyaçlarına elverişli tatlı su kaynaklarıdır. Diğer tatlı su kaynaklarının ise kutuplarda ve yer altında kullanımı çok kısıtlıdır. Mevcut kullanılabilir tatlı su kaynakları (%0,3); Kuraklık, iklim değişikliği, sanayileşme, artan nüfus yoğunluğu, plansız şehirleşme gibi nedenlerle gün geçtikçe azalmaktadır. Su kaynaklarındaki yetersizlikler, sürekli artan su ihtiyacı, içme ve kullanma suyu temini için alternatif su üretme yöntemlerinin uygulanmasına neden olmuştur

Okyanuslarda ve denizlerde bulunan suyun geri kalanı, tuzluluk seviyesinden dolayı içilebilir değildir. Tuzdan arındırma çok fazla enerji gerektirir. Tuzdan arındırma maliyeti enerji maliyetine bağlı kalmaya devam ettiği sürece, bu teknolojiler kendilerine en çok ihtiyaç duyan, enerji açlığı olan, gelişmekte olan dünyanın çoğuna yardımcı olmaz. Tuzdan arındırmada, enerji yoğunluğu haricinde ayrıca geride bıraktığı toksik çamur sorunu da var. 

İçme ve ev kullanımı için olduğu kadar, ayrıca ticari ve endüstriyel işlemlerde de yeterli miktarda suya erişim, sağlık ve refah için kritik öneme sahiptir. Dünya nüfusunun büyümesiyle sınırlı miktarda tatlı suyun mevcudiyeti azalmaktadır. %71 yeryüzü yüzeyinden; %97,5'ü deniz suyu ve %2,5'i temiz sudur.

Türkiye, toplam yüz ölçümü 783.562 km² ‘dir ve üç tarafı denizler ile çevrili bir ülkedir. Türkiye, su kaynakları açısından zengin bir ülke değildir. Türkiye ılıman, yarı-kurak ve sıcaklıklarda aşırılıkların olduğu bir iklim kuşağındadır. Türkiye, yapılan çalışmalara göre tatlı su kaynakları sınırlı ve gelecek için yapılan tahminlere göre, su kıtlığı tehlikesi ile karşılaşması beklenmektedir. Türkiye’de yıllık ortalama yağış miktarı 643 mm olarak hesaplanmakta olup, bu miktar dünya ortalamasının (800 mm) aşağısında olduğu görülmektedir. Türkiye’de toplam tüketilen su miktarı her yıl artmaktadır ve önümüzdeki yıllarda artışın devam edeceği tahmin edilmektedir. 2023 yılı Türkiye tatlı su tüketimi tahminlerine göre, mevcut tatlı su kapasitesinin tamamını kullanması beklenmektedir. Ayrıca Türkiye’nin 25 havzasında birçok nedenlerden dolayı su kıtlığı sınırına yaklaşılmıştır. Türkiye’nin mevcut su durumu ve tahminlere göre, su temininde ciddi sorunlar oluştuğu ve alternatif su temin yöntemlerini uygulama çalışmalarına başlamıştır. Türkiye’de yıllık ortalama yağış miktarı 643 mm’dir. Türkiye için bu yağış miktarı, yılda ortalama 501 milyar m suya karşılık gelmektedir. Yağışlarla gelen suyun 158 milyar m3 ’ü yüzey suyu olarak akarsulara ve göllere katılmaktadır. Ekonomik ve teknik şartlar dikkate alındığında ise kullanılabilir su miktarı yıllık 112 milyar m3 ‘tür.

1a

Özellikle su kıtlığı yaşanan, denize kıyısı olan bölgelerde deniz suyundan içme ve kullanma suyu temin edilebilir durumdadır. 

Dünyada, sadece ortalama gelişmeler baz alınarak 2030 yılı için yapılan tahmine göre günümüzde 4.500 km olan su ihtiyacının 6.900 km olması beklenmektedir. Tahmin edilen miktar mevcut kullanılabilir su potansiyelinin %40 fazla olduğu görülmektedir. Su kaynaklarını etkileyen diğer faktörler de dikkate alındığında 2030 yılına kadar gerekli önlemler alınmazsa içme ve kullanma suyu kaynakları yeterli olmayacaktır. 

 

Dünya 2019 yılı nüfusu 7,6 milyar olarak açıklanmıştır. 2030 yılı Dünya nüfusu 8,3 milyar kişi olacağı tahmin edilmektedir. Artan nüfusun yaklaşık %60’ının kentlerde yaşayacağı tahmin edilmektedir. Bu durum mevcut tatlı su kaynaklarının miktarını ve kalitesini ve sağlıklı temin edilmesini zorlaştıracaktı. Gıda, su ve enerji ihtiyaçları nüfus ve tüketimin artışlarının etkisiyle 2030 yılına kadar %50 artması beklenmektedir. İklim değişikliği sonucu oluşacak olumsuz durumlar bu kaynakların mevcut potansiyellerini daha da azaltacaktır. İklim değişikliği tahminlerinde genel olarak, hava değişimlerinin keskin olacağı, yağışların ve kuraklıkların artacağı beklenilmektedir. Kuraklıkların beklendiği yerlerde, Ortadoğu, Kuzey Afrika ve Güney Avrupa başta gelmektedir. Bu durumlar su kıtlığının daha da artacağının habercisidir. Özellikle Ortadoğu, Kuzey Afrika ve Güney Avrupa çevrelerinde alternatif su kaynakları üzerinde ciddi ve pahalı çalışmalar yapılmaktadır.

 

 

Deniz Suyu Özellikleri ve İçme Suyu Kalitesi Bakımından Tuzlu Su; 

İçme suyu temini dünyanın giderek büyüyen bir sorunu olup, su sıkıntısının giderilmesinde kullanılan çeşitli yollar mevcuttur. Bunlar, tutumlu ve ölçülü bir su sarfiyatı, yağmur sularının biriktirilip kullanıma sunulması, su fazlası olan bölgelerden su kıtlığı çekilen bölgelere su naklinin sağlanması, deniz suyu veya az tuzlu yer altı sularının tuzlarının çeşitli metotlarla giderilmesi olarak sayılabilir. Gerek yaşamın ve gerekse kalkınmanın vazgeçilmez bir girdisi olan suyun kirletilmesinin ve gereksiz sarfiyatının önüne geçilmesi şarttır. 

 

Eski çağ denizlerinden ve yağmurlarından oluştuğu belirtilen fosil su rezervlerinin çıkarılarak dünya üzerinde yaşanan su sıkıntısına çözüm getirme fikri ise henüz bir tartışma ve araştırma konusudur. Magmaya çok yakın bölgelerdeki bu rezervlerin yüksek mineral içeriğinden dolayı, bu suların içilebilir hale getirilmesi için yüksek maliyetli tekniklere ihtiyaç duyulmaktadır. Bu durum ise fosil su rezervlerinin cazibesini azaltmaktadır. Buz dağlarının yük gemileri ile kutup bölgelerinden kurak bölgelere taşınması yoluyla su temini ise taşıma maliyetleri nedeniyle günümüzde olabilir görünmemektedir. Deniz suyundan tatlı su elde edilmesi yüksek maliyetlere ihtiyaç duyduğu için, kullanılacak tekniğin fizibilite etüdünün ayrıntılı olarak yapılması gereklidir. Denizden denize tuz içeriği büyük ölçüde farklılıklar gösterir. Denizlere olan tatlı su akışına bağlı olarak tuz içeriği yüksek ya da az olabilmektedir. Karadeniz, Marmara, Ege ve Akdeniz’e göre daha az tuzlu bir denizdir. Bu, düşük tuzluluk oranlarında, Karadeniz’e dökülen Tuna, Bug, Dinyester, Dinyeper, Don, Kızılırmak gibi büyük akarsuların önemli payı vardır. İstanbul ve Çanakkale boğazları aracılığıyla Karadeniz ile Ege Denizi arasında su alışverişi sağlayan Marmara Denizi’nin yüzey suları Ege ve Akdeniz’e göre daha az Karadeniz’e göre ise daha tuzludur. 15-20 m derinlikte yüzey katmanında %2,2 olan tuzluluk oranı, 30 m’de %3,7’ye, 150 m’de ise %3,85’e ulaşmaktadır.  Ege Denizi’nin Karadeniz ve Marmara’dan daha tuzlu olmasının nedeni, Karadeniz ve Marmara’dan gelen yüzey sularının Ege Denizi’nde saatte 2 km’yi aşan bir üst akıntı oluşturmasıdır. Bu üst akıntı Yunanistan kıyılarını izleyerek güneyde Akdeniz’e ulaşır.

3

 

Deniz suyunda 100’den fazla elementin varlığı belirlenmişse de bunların en önemlileri Çizelge3.1.’de verilmiştir.

 

1- Damıtma Prosesleri:

Suyun (gaz ya da katı) hal değişimi özelliğini kullanarak değişen fazını ayırmak için termal araç kullanılan proseslerdir. Amaç, fiziksel olarak tuz çözeltisinden suyu buharlaştırarak ayırmak ve daha sonra tekrar sıvı forma dönüştürerek toplamaktır. Bu sistemler için termal enerji ya da güneş enerjisi kullanılmaktadır. 80’lerden önce damıtma tuzsuzlaştırması (DT) deniz suyu arıtımı için en popüler yöntem olmuştur. Ticari olarak kullanılan ilk deniz suyu arıtma prosesleri olmasının yanında dünyada deniz suyu arıtım proseslerinin %65’lik kısmını halen bu prosesler kullanılarak yapılmaktadır. Termal kısmına ek olarak damıtma prosesleri sık sık daha düşük sıcaklıklarda da buharlaştırmayı arttırmak için vakum uygulamasıyla birleştirilmiştir.

• Çok işlemli damıtma (multiple-effect distillation)  

• Çok kademeli şok damıtma (multi-stage flash distillation) 

• Mekanik buhar sıkıştırma (mechanical vapour compression) 

• Güneşle damıtma (solar distillation)  

 

2- Membran Prosesler:

Membran prosesler, fiziksel olarak bileşenlerin ayrılmasında membran sisteminin kullanıldığı proseslerdir. Deniz suyu arıtımında en çok kullanılan iki membran prosesi ters ozmos ve elektrodiyalizdir. Ayrıca membran distilasyon (MD) prosesi de kullanılmaktadır.  Ters ozmos yönteminde, suyun basınç altında tutulmasıyla açığa çıkan kimyasal potansiyel eğilimiyle çözünen madde membran boyunca geçer ve sudan fiziksel ayrımı gerçekleşir. Elektrodiyalizde, çözeltide iyonlar bir elektriksel alana karşılık anyon ve katyon seçici membranlar boyunca hareket ederler. Akış boyunca sudan çözünmüş iyonları ayırmak ve toplamak için bir elektriksel alan kullanılmaktadır. Her iki proses de büyük ölçekte ticarileştirilmiştir

• Ters Ozmos (Reverse Osmosis – RO)

• Elektrodiyaliz (Electrodialysis-ED)

• Membran Distilasyonu (Membran distillation- MD)

 

3- Kimyasal Prosesler:

Bu kategori damıtma ve membran proseslerinden daha değişkendir ve iyon değiştirme, sıvı-sıvı ekstraksiyonu veya diğer arıtım tasarımlarını kapsamaktadır. Tuzsuzlaştırma için damıtmanın ve membran proseslerinin verilen süresi kimyasal prosesler veya kimyasal ve diğer proseslerle birlikle bir hibrit sistem tanımıyla hemen hemen alışılmışın dışındadır. Genel olarak, kimyasal prosesleri tatlı suyun üretimi için uygulamak oldukça pahalı bulunmuştur. Ancak kimyasal proseslerden biri olan iyon değiştirme özel uygulamalar için yüksek saflıkta de-iyonize su üretmek için kullanan özel bir prosestir. Bunun yanı sıra, iyon değiştirme çözünmüş katı madde miktarı yüksek olan sular için de pratik olmayan bir prosestir. Ancak deniz suyundan bor uzaklaştırmak için kullanılan en uygun teknoloji olduğu yapılan çalışmalarla desteklenmiştir. Aynı zamanda içme suyu kalitesinde deniz suyunun tuzluluğunu azaltmak için gerekli olan ters ozmos proses ile de birleştirilebilmektedir.

 

Desalinasyon Tesisleri:

Böbrekler, idrarı deniz suyundaki tuzu vücuttan etkisiz hale getiremiyor ve içtiğiniz bir bardak sudaki tuzu atmak için bir bardaktan daha fazla idrar üretmeniz gerekiyor. Bu durumun çözümü desalinasyon, yani tuzdan arındırma. Bu işlem deniz suyunu tuzdan arındırarak içilebilir hale getiriyor ve bunun için de ya çok kademeli şok denen kaynatma tekniği ya da ters ozmos adlı filtreleme yöntemini kullanıyor.

Çok kademeli şok damıtma, güneş enerjili damıtıcılarla aynı ilkeyi kullanıyor. Su kaynayınca saf su buharı yükseliyor ve tuz kristalleri geride kalıyor. Bu su buharını toplamak, yoğunlaştırmak ve içmek mümkün.

Ters ozmos ise suyu yalnızca su moleküllerinin geçmesine izin veren bir filtreye yüksek basınçla püskürterek tuzdan arındırıyor. Su, filtreyi geçiyor ve membranın bir tarafında tuzlu, diğer tarafında içilebilir su kalıyor.

Uluslararası Desalinasyon Birliği’ne göre dünyada şu an 18.000’den fazla desalinasyon tesisi var ve bunlar her gün 150’den fazla ülkede 300 milyon insana 860 milyar litreden fazla su sağlıyor.

Ters ozmos membranları uzun zamandır acı su ve deniz suyu arıtımında geniş ölçekte kullanılan ve gelişen bir teknolojidir. Deniz suyu RO sistemleri için işletim parametreleri esas itibariyle sıcaklık ve besleme suyu tuzluluğunun bir fonksiyonudur. 

 

4RO basınçlandırılmış tuzlu çözeltiden suyu çözünenlerden ayıran bir membran ayırma prosesidir. Uygulamada tuzlu su membrana karşı basınçlandırılan kapalı bir kanal içine pompalanır. Suyun bir kısmı membran boyunca geçerken kalan besleme suyunun tuz içeriğinde artış gözlenir. Aynı zamanda besleme suyunun bir kısmı membran boyunca geçmeksizin deşarj edilir. Bu deşarjın kontrolü olmadan aşırı doymuş tuzların çökelmesi gibi problemler yaratan tuz konsantrasyonundaki artış devam eder ve membranların geçiş sırasında osmotik basınç artar. Bu tuzlu suda atık olarak deşarj edilen besleme suyunun miktarı besleme suyunun tuz konsantrasyonuna bağlı olarak besleme akışı %20-%70 arasında değişir. Şekil 3.9 ’da ters ozmos tesisi planının basit bileşenlerini göstermektedir. 

Ters osmozun nasıl çalıştığını anlamak için doğada osmoz sürecini anlamaya yardımcı olur. Farklı çözünmüş mineral konsantrasyonlarına sahip iki çözelti, yarı geçirgen bir zar ile ayrıldığında, su daha az konsantre çözeltiden daha yoğun çözeltiye akar. Yarı geçirgen zar örnekleri, canlı bir organizmanın hücre duvarları, tavuk yumurtasının içindeki zar, memelilerin bağırsak astarları veya bu karakteristiği gösteren insan yapımı malzemelerdir (plastik türü).

Ozmotik basınç, suyun "temiz" taraftan "kirli tarafa" (düşük mineralden yüksek mineral içeriğine kadar olan yan membran) ne kadar kötüye gitmeyi istediğinin bir ölçüsüdür ve mineral yoğunluk diferansiyeline göre yönetilir. Bu basınç şaşırtıcı derecede yüksek olabilir ve ağaçları suyun en derin kökten en uzun bacağa, çoğunlukla 100 veya daha fazla ayağa dikey bir mesafeye taşımak için kullandığı bir mekanizmayı açıklar. Su membrandan geçerken içerdiği minerallerin çoğu geride kalır. Çözünmüş minerallerin (iyonların) çoğunu geride bırakarak su moleküllerini membrandan geçmesini sağlayan mekanizmalar tam olarak anlaşılamamıştır ancak basit filtrasyondan kesinlikle çok daha karmaşıktır. Difüzyon ve aktif taşıma, rol oynayan modellerdir. Bir tanım, osmozu "su moleküllerinin dipole momentinin bir membranın diğer tarafındaki iyonlara ve kutup moleküllerine çekilmesinden kaynaklanan su moleküllerinin bir membrandan geçişi" olarak adlandırır.

Ters osmoz sistemleri, diğer yönden akmaya çalışan doğal ozmotik basıncın üstesinden gelmek için "kirli taraf" (yüksek mineral içerikli taraf) üzerindeki insanın indüklediği basıncın yanı sıra, suyun yarı- geçirgen zar "temiz tarafa" geçirir. RO sürecinde, çözünmüş minerallerin% 98'i veya daha fazlası "kirli taraf" ın gerisinde kalıyor.

Ters osmoz, büyük miktardaki zar yüzey alanını küçük bir hacme sığdırmak için bir çekirdeğin çevresinde sarılmış membranları kullanır. Bu zarlar "spiral yara" olarak adlandırılır ve erken "içi boş fiber" sistemleri büyük ölçüde yer değiştirmiştir. Membran, çözünmüş iyonların %98'inin temiz su akışına geçmesini önlediğinden, membranın "kirli" tarafında bir sürü mineral bırakılır. Bunları süpürüp ölçeklendirmeyi en aza indirgemek için (mineraller daha konsantre hale geldiği için çoğu çözünürlük konsantrasyonunu aşabilir ve çökelmeye veya membrana yapışmaya başlar ve böylece filtrasyon verimliliğini azaltır ve potansiyel olarak gereksiz hale getirir) tipik olarak toplamın yaklaşık %25'i Besleme suyu membranın kirli tarafı boyunca boşaltmak için yıkanır. Konsantre minerallere ilaveten, besleme suyundaki asılı kirteki küçük parçacıkların büyük kısmı da boşaltma için yıkılır. Bu, çok temiz bir ürün suyu üretir çünkü en çok toplam organik karbon veya TOC dahil olmak üzere çok küçük parçacıklar (0,0001 mikrona kadar) da çıkarılır.

Ek mineral azaltma arzu edildiğinde, iyon değişimli demineralizasyon, ürün suyunu parlatmak için kullanılabilir. Çözülmüş iyonların %98'inde RO işlemi sırasında uzaklaştırıldığından, iyon değiştirici reçineler borsalarda önemli kapasiteye sahiptir. Besleme suyu ters osmoz sisteminin akış yukarısında doğru şekilde işlenirse, sadece önemli bir hareketli kısmı olan bir pompaya sahip oldukları için bakım genellikle azdır. Günümüzde kullanılan en yaygın RO zarları klorla tahrip olmaktadır, bu nedenle ön işlem genellikle sodyum bisülfit gibi indirgeyici bir ajan ya da de klorinasyon (yani serbest klorin eliminasyonu) için aktif karbon filtreleri kullanmayı içerir. Kalsiyum ve magnezyum karbonatları kireç oluşumunu önlemek için azaltmak için iyon değişimi yumuşatma işlemi gerekebilir, ancak antiscalal kimyasalların hızlı gelişimi onları genellikle seçme yöntemi yapar (tuz tüketimini ortadan kaldırır). Su, önemli silt içeriyorsa, çoklu ortam filtrelemesi gerekebilir. Beslenme suyu, erken tedavi yöntemi belirtmeden önce bir silt yoğunluğu testi (SDI) ile değerlendirilmelidir çünkü prematüre membran yetmezliği ve/veya sık yıkama, yetersiz ön hazırlık tasarımından kaynaklanabilir. SDI, 30 psi'lik bir basıncı muhafaza ederken 0,45 mikron mutlak filtreden akan birkaç zamanlanmış tahliye koleksiyonundan hesaplanan bir birim-az sayıdır.

 

5Ters Osmoz Nedir? 

Osmoz suyun az yoğun ortamdan çok yoğun ortama emilme sürecidir. Ters osmoz ise bu sürecin basınçla tersine döndürülerek çok yoğun ortamdan temiz su ayrıştırmak için kullanılır. Tamamıyla doğal, fiziksel bir yöntemdir. Isı, ışın veya kimyasal kullanılmaz.

 

İdeal içme suyu nasıl olmalıdır? 

İdeal içme suyu 0- 50ppm'dir. 170ppm'e kadar olan sular kabul edilebilir düzey sayılırken, 170ppm'den daha fazla değeri olan su sert su diye tabir edilir.

Dünya içme suyu standartlarına göre içme suyu TDS değeri en fazla 500ppm olabilir.

500ppm üzerindeki su içilebilme özelliğini yitirmiştir.

Yine dünya standartlarına bakıldığında ortalama çeşme suyu değerleri 150ppm ila

400ppm arasında değişiklik göstermektedir.

Ters Osmoz cihazları ile arıtılan su ise; Giriş suyu değerlerine bağlı olarak 10ppm ila 18ppm gibi ideal değerlere sahiptir.

 

Bir ters ozmos sistemi aşağıdaki ana bileşenlere sahiptir: 

 • Ön Arıtma • Yüksek Basınç Pompası • Membran Sistemi • Son Arıtma

 

Ön arıtma ters ozmos sisteminde önemlidir çünkü besleme suyu işlem süresince çok dar kanallardan geçmektedir. Membran proseslerinde membran performansının bozulmasına, temizleme ve geri kazanma maliyetleri gibi sonraki adımları sınırlayan en büyük problem olarak kirlenme sık sık beklenen bir sorun olarak görülmektedir. Bu nedenle askıda katı maddeleri uzaklaştırılmak ve tuz çökelimi ya da membran üzerinde mikroorganizma büyümesinin meydana gelmesini engellemek için su ön arıtımdan geçirilmektedir. Sıcaklık, toplam çözünmüş katı maddeler ve biyolojik kalite gibi deniz suyunun su kalite parametreleri çok sayıda deniz suyu arıtma tesisinin ön arıtım sistemlerini etkilemektedir.  Genellikle ön arıtım adsorpsiyon, elektrokoagülasyon, mikrofiltrasyon ve koagülasyon/flokülasyon sistemlerinden meydana gelmektedir. Membran teknolojilerindeki ilerlemeler, deniz suyu ön arıtımı için mikrofiltrasyon ve nanofiltrasyon proseslerinin araştırılması ve uygulanması yönünde olmaktadır. Ön arıtım yöntemleri besleme suyunun koşullarına ve membran materyaline göre değişiklik göstermektedir.  Yüksek basınç pompaları suyun membran boyunca geçişini sağlamak için gerekli olan basıncı oluştururlar. Bu basınç tuzlu su için 250-400 psig arasında ve deniz suyu için 800-1180 psig arasında değişmektedir. Ters ozmos tarafından tüketilen enerjinin çoğu tuzlu suyun basınçlandırılmasından oluşmaktadır. Membran topluluğu, bir basınç kanalı ve membrana karşı basınçlandırılmış besleme suyuna izin veren membranlardan meydana gelmektedir. Yarı geçirgen membranlar hassastır ve tuzların akışını engellenirken tatlı suyu geçirebilme özellikleri değişir. Ters ozmos ile deniz suyu arıtımında genellikle polivinil klorür (PVC), polivinilidin florür (PVDF), polieter sulfon (PES) ve diğer organik polimerlerden üretilen organik membranlar kullanılmaktadır. Ancak, alümina ve silika gibi seramik membranlar mekanik özellikleri, kimyasal ataleti, termal denge ve uzun ömürlülüğü ile polimerik membranlardan daha üstün olmaktadır. 

 

Membran materyallerinin gelişimi genellikle araştırma aktivitesine göre ikiye ayrılmıştır: 

(i) uygun materyal (kimyasal bileşim) ve membran oluşum mekanizması için araştırma, 

(ii) fonksiyonellik ve dayanıklılığı arttırmak amacıyla membran formülasyonu için daha kontrollü koşulların gelişimi. 

 

6

Ters ozmos membranları değişik konfigürasyonlarda üretilmiştir. Ticari olarak en çok başarılı olanlardan ikisi spiral-sarmal levha ve boşluklu ince liflerdir. İmalatçılara bağlı olarak değişmesine rağmen membranın ve basınç kanalının tasarımı besleme suyunun tuz içeriği ve bu konfigürasyonların her ikisi hem tuzlu suyu hem de deniz suyunu arıtmak için kullanılmaktadır. Ters ozmos membranları pH’a, oksidantlara, organiklerin geniş aralıklarına, bakterilere, partiküllere ve diğer kirliliklere duyarlıdır.  

Son arıtma, suyun dengelenmesi ve dağıtılmasını içermektedir. Bu son arıtma hidrojen sülfür gibi gazları uzaklaştırma ve pH’ın ayarlanmasından oluşabilir. Ters ozmos ile yapılan arıtımda membran maliyeti ana maliyetinin %20-30’nu, membran yenilenmesi ise işletim maliyetinin %25-30’unu oluşturmaktadır. Bu nedenle ters ozmosun membranlarının ekonomik değeri güçlü bir şekilde membran ömrüne bağlıdır ve bu yüzden bozulma kontrol edilmelidir. Ayrıca üretilen tatlı suyun her metreküpü için yaklaşık olarak 3-10 kilowat-saat elektrik enerjisine ihtiyaç duymaktadır. Deniz suyu ters ozmos tesislerinin işletme maliyetinin hemen hemen yarısını elektrik maliyeti oluşturmaktadır. Bazı araştırmacılara göre bu maliyet RO sistemleri için en önemli dezavantaj olarak ifade edilmektedir. Bu nedenle enerji geri kazanımını sağlamak amacıyla birtakım çalışmalar yapılmaktadır. Son zamanlarda RO’nun güvenilirliği ön arıtım adımlarında RO ile birleştirilebilen mikrofiltrasyon (MF), ultrafiltrasyon (UF) ve nanofiltrasyon (NF) gibi diğer çeşitli membran proseslerinin gelişimi ile geniş ölçüde artmıştır. Deniz suyu arıtımında çeşitli membran ünitelerinin optimizasyonu ve entegrasyonu sayesinde sıfır tuz üretimi ve artan geri kazanım oranı ile daha iyi kalitede su temini etmek mümkündür. 

 

Devamı bir sonraki sayımızda


Baymaklife-38