Reverse Osmose - Ters Osmoz

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.

2.1 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 A.B.D. 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

TO cihazının gelişmesini destekleyen tarihi nedenlerden biri de dünyada çok bol olan Deniz Suyu'nun kullanılmasının TO'nun icadı ile çok kolay ve pratik hale gelmesidir. Basit bir sundurma altına yerleştirilen TO sistemi ile, deniz suyundan kullanma suyu üretilebilir ve bu sistem tam otomatik olarak çalıştığından, günde bir kez göz kontrolu ile sağlıklı bir işletme sağlanabilir. TO dan çıkan atık su içinde yalnızca tabiatın kendi mineralleri bulunduğundan bu suyun denize verilmesi çevre sorunu yaratmaz. Deniz suyunun bu şekilde zahmetsizce şehir ve otellerde kullanılır hale gelmesi ile deniz kenarındaki kentlerin gerek normal yerleşme, gerekse turizm açısından gelişmesi sağlanmıştır. Deniz suyundan TO ile elde edilen suyun iletkenliği yaklaşık 600 - 700 S/cm ve sertliği 3 -4 Fr. dır. Bugün Ege Bölgesindeki birçok kentin şehir suyu daha kötü kalitededir.

TO cihazının çok az yer tutması Gemi İmalatçılarının da işine geliyor ve gemilerde büyük hacimli su depolarına yer ayıracaklarına, çok küçük bir yere sığan TO cihazı ile geminin kullanma ve içme suyunun temin edilmesini sağlanıyor. TO cihazının ilk icadı sırasındaki yüksek fiyatı dahi gemi inşacılarını zorlamadı, çünkü, gemi içinde geniş su depoları için ayrılacak olan yerlerin maliyeti TO cihazının fiyatından çok daha yüksektir. Ayrıca, bir gemide TO ile üretilen su, geminin herhangi bir limandan temin edeceği sudan daha bakterisiz ve daha sağlıklı olacağı kesindir. TO'nun getirdiği bu avantajlar ile Gemicilik Sektörü de TO cihazının gelişmesine neden olmuştur.

Yukarıda sözü edilen nedenler dolayısı ile Ters Osmos Sistemleri 30 yıl içinde teknik ve ticari olarak çok gelişti ve bütün dünyada yerini buldu. Kaliteli SU üretiminde, deniz suyu gibi çok tuzlu sulardan iyi ve sağlıklı su üretiminde, atık sulardan su geri kazanımında ve daha bir çok tatbikatta TO Sistemleri dünya üzerinde kullanılmaktadır.

Osmos Olayı tabiatta canlıların yaşamında her an görev yapan çok ilginç bir tabiat olayıdır. İnsan zekasının tersine çevirdiği bu tabiat kuralı sayesinde bugün çok kötü ve tuzlu sulardan iyi su elde etmek mümkün oluyor. “Ters Osmos” olarak adlandırılan bu teknik ile imal edilmiş cihazlar bugün dünyada ve 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. Basit bir tesisata benzeyen Ters Osmos cihazının tasarımında ham su, üretim suyu, kullanılan mambran türü gibi bir çok teknik bilgi ve tecrübe gerektiğinden, Ters Osmos konusu bir mühendislik ihtisası olarak kabul edilmektedir.

3. TERS OSMOS SİSTEMİNİN ÇALIŞMA PRENSİBİ

TO çok iyi bir filtre ise neden bunun da adı filtre değil de Ters Osmos Cihazı? Çünkü bu mineral filtresinin çalışma şekli başka bir tekniğe dayanıyor ve bu tekniğin adı “TERS OSMOS “ kelimeleri ile anlatılıyor.Tabii ki OSMOS prensibinin ne olduğunu bilmeden Ters Osmos'u anlamak mümkün değildir. . OSMOS olayı (Türkçe Biyoloji literatüründe OZMOZ ve bazen GEÇİŞME olarak anılır), tabiatta canlıların tümünün yaşamında büyük önem taşır. Bitki köklerinin topraktan suyu almaları, beden içindeki hücrelerin beslenmesi için kandan sıvı alıp vermeleri, böbreklerde kanın idrardan ayrılması gibi birçok tabii olay OSMOS prensibi sayesinde olur. Tabiatta her şey denge içindedir. Tabiat kanunlarına göre yüksekteki su alçak bir noktaya doğru akar. Basınçlı hava daha az basınçlı bir yöreye doğru rüzgar olarak gider. Bu tabiat olayları gibi, tabiattaki saf sular kendinden daha az saf, yani daha çok mineral içeren (daha tuzlu) sulara doğru geçerek tabiattaki sularda bir tuzluluk dengesi sağlarlar. Tabii OSMOS olayını “tabiatta sular arasındaki mineral dengesinin sağlanması” olarak da düşünebiliriz. OSMOS prensibi ile topraktaki sular, bitki kökü üzerindeki zarı aşarak daha çok tuzlu olan bitki içindeki suların içine girer. Oysa toprak içindeki suyun basıncı yüksek bir ağacın kökündeki suyun basınçtan daha azdır. Buna rağmen, topraktaki az mineralli su 100 metre yükseklikteki ağacın dahi kökü içine girer ve böylece ağaç ihtiyacı olan suyu ve mineralleri alır ve yaşamına devam eder. Bu tabii olay az mineralli suyun daha çok mineralli suya kıyasla bir basıncı olduğunu ispat eder. >Suların tuzluluk (mineral) farkından doğan bu “Ozmotik Basınç” sayesinde, ayni atmosferik basınç altında bulunan su, canlıları veya hücreleri ayıran zardan (yani mambrandan) diğer tarafa kolayca geçer. Bu tabiat olayında, bir zar ile ayrılan sular arasında bildiğimiz “bileşik kaplar” kanunu geçerli değildir.

OZMOTİK BASINÇ'ı şöyle tanımlayabiliriz: bir zar (mambran) ile ayrılmış olan az mineralli (az tuzlu) suyun daha çok mineral içeren su tarafına doğru geçişini engellemek için tuzlu su tarafına uygulanacak basınçtır (Şemayı tetkik edin). Su içinde çözünmüş halde bulunan minerallerin miktarına göre suyun Ozmotik Basıncı hasaplanabilir. Örneğin, içinde 35000 mg/litre çözünmüş madde bulunan Akdeniz'in suyunun ozmotik basıncı 26 Bardır (260 mss). Demek ki,şemadaki gibi, bir kabı yarı geçirgen bir tabii zar veya TO mambranı ile ikiye ayırırsak, bir tarafa deniz suyu ve diğer tarafa saf su koyarsak, saf suyun deniz suyu tarafına geçmesini engellemek için deniz suyu tarafına en az 26 Bar basınç uygulamamız gerekir. Biyoloji eğitimi yapmamış kişileri çokşaşırtan bu tabii olay ve bu tabiat gücü sayesinde canlılar yaşamını sürdürmektedir tarafına, >Ozmotik Basınç'tan daha yüksek bir basınç uygulanır ve böylece TERS OSMOS olayı yaratılarak mineralli (tuzlu) sulardan tatlı su tarafına doğru su geçişi elde edilir. Ters Osmos olayında su içindeki çözünmüş mineraller zarın (mambranın) diğer tarafına geçemezler. Ham su içinde bulunan katı maddeler, bakteriler, virüsler, organik maddeler de mambranı aşamazlar ve mineralli su tarafında kalırlar. İşte, Ters Osmos cihazı bu prensip ile çalışır: kuyu suyu gibi az mineral içeren sulardan iyi su elde etmek için 10 - 15 Bar gibi basınçta çalışan TO cihazlar kullanılır; deniz suyundan iyi su elde etmek için ise 60 - 70 Bar basınçta çalışan TO cihazları tasarlanır.

4. TO CİHAZININ TASARIM KRİTERLERİ

TO cihazı tasarımında ham suyun içindeki çözünmüş maddelerin türü ve miktarı, suyun sıcaklığı, üretilecek suyun debisi ve bu suyun kullanım maksadı tasarım kriterleri için en önemli verilerdir.TO teknolojisi geliştikçe TO mambranlarının türü de çoğaldı. Düşük basınçta çalışan ve ham sudaki minerallerin yalnızca %70 kadarını ayıran mambranlar olduğu gibi, çok yüksek basınçta görev yaparak minerallerin %99 kadarını ayıran mambran türleri de mevcuttur. Diğer taraftan, çok düşük maliyet ile iyi su ürettiği için bugün en çok tercih edilen Poliamid mambranlar klorlanmış suya dayanıklı değilken, ilk icat edilen mambranlardan olan “Selüloz Asetat” türü mambranlar klor ile dezenfekte edilen sularda ve steril ortamlarda halen kullanılmaktadır. Mambranların çoğu 45 - 50 derece C sıcaklıklarda deforme olurlar. Son yıllarda 80 derece C su ile yıkanabilen mambranlar da üretildi. Son icat edilen TO mambran türleri ile artık her ihtiyaca, her prosese ve atık su dahil her kötü suya uygun TO mambranı seçmek ve TO cihazı imal etmek kolaylaştı

4.1 Ters Osmos Cihazı Tasarımı

TO cihazı bir araba motoru gibi çok karmaşık bir makina değildir. TO cihazı, üzerinde mambran kapları, TO mambranları, bir pompa, vanalar, borular ve bazı ölçü birimleri ve bunları kontrol eden bir ana panodan yapılmış bir SİSTEM, hatta bir TESİSAT olarak kabul edilebilir. Ancak, basit görünen bu tesisatta mambran türünün ve miktarının seçimi, mambranın ham su tarafındaki su hızı, mambran içinden suyun diğer tarafa geçiş hızı, gittikçe mineral oranı artan ham suyun kristal üreterek mambranları tıkama risklerinin hesabı gibi bir çok hassas noktalar TO tasarımını bir mühendislik ihtisası konusu yapar. Yanlış tasarımı yapılan TO cihazlarının mambranlarının çok az ömürlü olduğunu ve bu cihazları kullanan işletmelerin bir iki yılda bir TO mambranlarını yenilediklerini, “ucuz mal satın aldım” diye övünen işletmelerin TO cihazını çok pahalıya mal ettiklerini görüyoruz. İyi tasarlanmış ve iyi bakımı yapılan bir TO cihazının mambranları genelde 5 ile 7 yıl kadar görev yapar ve bu süre sonunda cihaza yeni mambranlar takılır.

Atık Su Miktarı: TO'nun çalışmaşekli insan ve hayvandaki “böbrek”in çalışmasını andırır. Böbrek, kandaki zararlı nesneleri ayırır ve bir miktar su ile bunları “idrar” olarak vücut dışına atar. TO cihazı da sudaki mineralleri ayırır ve bunları dışarı atabilmek için bir miktar suya ihtiyacı vardır. Mineralleri atmak için yeterli miktarda su olmazsa, ayni “böbrek taşı” misali TO içinde de taşlar oluşur. Bu nedenle, ham suda bulunan mineral miktarına göre ve TO'nun üreteceği su miktarına göre “atık su” oranı hesap edilir. Örneğin çok mineral içeren deniz suyunu arıtan bir TO'da atık oranı %60 kadarken, 1000 iletkenlikte bir kuyu suyu ile çalışan TO yalnızca %15 -20 kadar su atar. Su içinde bulunan ve kristal üretmeye meyilli olan Silikat, Kalsiyum ve Magnezyum minerallerinin çok yüksek oluşu tasarımşartlarını çok etkiler ve bu tür sular ile çalışan TO cihazları ancak çok su atarak sağlıklı çalışabilirler.Çok az miktarda su üreten TO cihazlarında TO mambran sayısı azdır. Ham su, az sayıdaki mambranlardan geçerken suyun büyük bir kısmı süzülmeden mambranı terk eder. Bu nedenle, az su üreten TO cihazlarının üretim randımanı çok düşük olur ve bu cihazlar, ham su kalitesi çok kötü olmasa dahi (1000 mikroS/cm gibi) %60 - %80 kadar su atarlar. Ayni kalitede ham sudan 30 - 40 m³/saat su üreten bir TO cihazı ise yaklaşık %15 kadar su atar, dolayısı ile yüksek kapasiteli TO cihazları çok daha randımanlıdır.1970 li yıllardan bu yana gelişmiş olan ve dünyadaki kullanımı çok yaygınlaşan TO cihazları artık ülkemizde de yerini almaya başladı..

5. TO İŞLETME ŞEKLİ VE İŞLETMECİNİN GÖREVLERİ

TO cihazı hidrofor kadar kolay işletilen bir cihazdır. Hidroforun dahi ara sıra kontrolleri gerektiği gibi, TO cihazının sağlıklı işletilmesi için periyodik kontroller yapılması şarttır.

Arabaların yolda kalmaması için arabalarda periyodik bakıma gider, motor yağı değişir,hava ve yağ filtreleri değişir. Bunun gibi, TO cihazı içinde bazı periyodik kontrol ve bakımların yapılması normaldir.

Günlük kontroller: TO işletmecisi her gün yalnızca göz kontrolü yaparak işletme değerini bir çizelgeye kaydeder:

Yüksek debili TO sistemlerinde her membran kademesinin ve filtrelerin de basınç değerleri bu çizelgede yer alır. Bu çizelgedeki değerlerin haftalık, aylık ve yıllık olarak karşılaştırılması, TO cihazının sağlıklı olarak çalışıp çalışmadığını, yakın zamanda membranların yıkanmasının gerekliliğini ve membran ömrünün yakında sona ereceği gibi bilgileri işleticiye gösterir.

İletkenliği değişen ham suyun, membranlara zarar veren sertliği ve silikat miktarı da yükselmiş olabilir. Dönemsel olarak yapılan su analizleri ile bu durumun incelenmesi gerekir. Su analiz değerlerine göre TO cihazının yeni işletme değerleri tespit edilir. Örneğin, ham suda silikat değeri yükseldiyse TO atık su debisinin yükseltilmesi normaldir.

Haftalık Kontroller: Ham su kalitesine göre yapılan TO tasarımlarında, bazen ham su içine "Antiskalant" tabir edilen kireç taşı ve silikat önleyici kimyasal inhibitör, asit veya kostik dozajlanır. Ayrıca, TO üretim suyunun sonşartlandırması olarak da bazı kimyasallar üretim suyuna verilebilir. TO sistemine dozajlanan kimyasalların bidondaki miktarı ve dozaj pompasının çalışmaşekli ve ayarları hatada bir kontrol edilir. Kimyasallar azaldıysa takviye edilir. TO öncesi ham suyu süzen Kum Filtresi veya Çok Katmanlı Filtrenin (Multi Media Filtre) veya Diskli Filtre'nin otomatik olarak ters yıkama yaptığı gözlemlenir.

AylıkBakımlar:

Kartuş Filtreler: TO cihazına giren ham suyun son filtresi olan 5 mikronluk kartuş filtrelerin su giriş-çıkış basınç kaybı gözlemlenir ve gerekirse kartuş filtreler yenilenir. Kartuş filtrelerde basınç kaybı az dahi olsa, bunlarda bakteri çoğalmasını önlemek amacı ile en çok iki ayda bir kartuşlar muhakkak yenilenir.

TO İşletim Çizelgesi Gözlemi: Artan basınç, artan iletkenlik, debi farklılığı, su sıcaklığı farkı gözlemlenir ve bunun sonunda membran Yıkama zamanına ve membran ömrüne karar verilir.

TO Membranlarını Yıkama Periyodu: TO membranlarının yıkanmasının zamanı için iki ayrı görüş vardır: Bir görüşe göre, TO cihazında herhangi bir sorun yaşanmasa dahi TO membranları ayda bir veya iki ayda bir periyodik olarak yıkanmalıdır. Diğer bir görüş ise, membrana su giriş-çıkış basıncı belli bir sınırı geçince veya üretim suyu kalitesi belli bir oranda bozulduğunda TO membranları yıkanmalıdır.

Problemli TO Membranlarının Yıkanması: Gerek önşartlandırması gerekse imalat projesi iyi tasarlanmamış veya iyi işletilmemiş bir TO cihazının membranları kısa sürede bozulur. Bunun sonucunda TO cihazının kapasitesi düşer veya üretim suyu iletkenliği artar.TO membranlarının bozulmasının nedenleri olarak şunları sayabiliriz:
Ham su ile gelen katıların iyi filtrelenmemesi ve katıların membranlar içinde dolması;
Ham su ile gelen Demir, Mangan gibi metallerin membran yüzeyine yapışması;
Membran içinde Kalsiyum, Magnezyum veya Silikat gibi mineral kristalleri oluşması;
Membranların içinde bakteri üremesi.

Problem çeşidinin çok olması ve membran türlerinin çeşitliliği nedeni ile problemli TO membranlarının nasıl yıkanacağı konusunda bu yazıda genel bir bilgi vermek doğru olmaz. Yerinde yapılacak inceleme sonucunda konacak teşhise göre birkaç değişik yıkama yapılabilir. Yıkama sonucunda TO membranları kurtarılabilir, ancak, membranlar muhakkak biraz kalıcı zarar görür., sonuçta üretim suyu kalitesi de düşer.

TO Membranlarının Bozulması: Bazı işletme hataları veya normal bir işletme süresi sonucunda "normal eskime" ile TO membranları bozulur. Bu bozulmanın yıkama ve iyileştirilmesine imkan yoktur ve bu durumda TO membranları yenilenir. Normal şartlarda TO membranları 3 ile 6 yıl arasında görev yaparlar. Tabii ki istisna olarak 8-10 yıl görev yapan membranlar da görüyoruz. Membranların 3 yıl imalatçı garantisi vardır. Bu garanti yalnızca membran imalat hatalarına karşı olup işletme hatalarını kapsamaz. "Normal eskime" dışında TO membranlarının bozulması için aşağıdaki nedenleri sayabiliriz: - Membranların aşırı tıkanması sonucunda çok yüksek basınçlar altında uzun süre çalıştırılması ve membranların deforme olması; - Yanlış yıkamalar ile membranlara "kalıcı" olarak zarar verilmesi; - Klor ve ozon gibi "Oksidan" maddeye dayanıklı olmayan Poliamid ve TFC türü TO membranların uzun süre klorlu ve ozonlu su ile beslenmesi.

Yapılan İşletme Yanlışlıkları: Sanayi kuruluşlarında TO cihazı işletenlerin bir çoğu, TO işletim maliyetini azaltmak maksadı ile, TO el kitabındaki önerilere uymazlar, bu nedenle TO membranları tamamen bozulur ve genelde sonuç çok pahalıya mal olur. Çok rastladığımız işletme hataları şunlardır:
TO'yu koruyan 5 mikronluk filtre kartuşlar yıkanmamalıdır. Bazı işletmelerde, filtre kartuşlarını atmaya kıyamazlar ve filtreler yıkanıp yerine takılır. Yıkama sırasında kartuşlar deforme olur. Sonuç olarak sudaki katılar iyi sürülmez, aynı zamanda filtre malzemesi parçalanarak TO membranlarına giderek bunların tıkanmasına da neden olur.
Su israfını önlemek düşüncesi ile TO cihazının Atık Su Ayar Vanası kısılır ve atık su miktarı azaltılır, ilk tasarıma göre yapılan ayar değiştirilir; sonuçta TO membranları içinde kristaller oluşur ve membranlar çok kısa zaman içinde muhakkak tıkanır.
Basınçlı su pompası sonrası, membranlara giden suyun basıncını ayarlayan vananın konumu değiştirilerek Üretim Suyu Miktarı tasarlanan debinin üzerine çıkartılır. Normalden daha çok üretim yapmaya zorlanan TO membranları zarar görür.
Kimyasal dozajı azaltılır veya çoğaltılır veya Su Yumuşatma Cihazı ile yumuşatılan suyu kullanan TO cihazlarında Su Yumuşatma Cihazı jenerasyonu yapılmaz. Sonuçta TO membranları içinde kristaller oluşur ve membranlar tıkanır.
TO cihazını besleyen suyu filtreleyen Kum Filtresi veya Mülti-Media-Filtre'nin ters yıkama periyodunun aralıkları uzatılır; sonuçta filtreler içinde bakteri ürer ve bakteriler TO membranları içine geçerek burada "Biofilm" tabir edilen geçimsiz bir katman oluştururlar, TO üretim suyu azalır, su kalitesi bozulur.

TO Sistemi İçin Ön Şartlandırma: "Ön Şartlandırma" olarak adlandırılan sistem, TO cihazı besi suyunun, yani ham suyun, TO cihazına gelesiye kadar olan fiziksel ve kimyasal şartlandırmasıdır. Yukarıda anlatılan TO membran sorunlarının en aza indirilmesi için TO ön şartlandırmasının doğru yapılması gerekir. Ön şartlandırma suyun katılardan iyice arındırılması, yani iyi bir filtrasyon her TO sistemi için genel bir ihtiyaç ise de, filtrasyondan sonra yapılacak şartlandırmalar ham suyun kalitesine ve TO cihazının türüne göre değişir. Genelde, ön şartlandırma olarak aşağıda belirtilen biri veya birkaçı berberce yapılır:
Asit dozajı ile suyun pH derecesinin düşürülmesi;
Kostik (NaOH) dozajı ile suyun pH derecesinin yükseltilmesi;
Su içinde bulunan gazların ayrılması;
Suyun yumuşatılması;
Suya "Antiskalant" dozajı yapılarak TO membranları içinde kristallerin oluşmasının önlenmesi.

TO Sistemi İçin Son Şartlandırma: TO cihazı ile üretilen suyun pH derecesi ne olursa olsun bu su genelde çok koroziftir, çünkü su saflaştıkça korozif olur. Ayrıca, TO üretim suyunun kullanılması planlanan yerlerde bu derece saf su istenmeyebilir. Veya, TO üretim suyu bir sitenin veyaşehrin boruşebekesine verilecekse, buşebekede suyun bakteriler ile teması riski ile suya klor verilebilir.İşte bu tür nedenler ile TO üretim suyunun "SonŞartlandırılması" da isteniyor. Sonşartlandırma her işletme için değişiktir. Hizmet verdiğimiz bazı işletmelerde rastladığımız TO suyu sonşartlandırma türlerini sıralayalım:
Kostik (NaOH) veya başka bir kimyasal dozajı ile suyun pH derecesinin yükseltilmesi;
Suyun metallerde korozyon yapmasını önlemek amacı ile suya "korozyon inhibitörü" dozajı yapılması;
Suya bazı mineraller dozajlanarak suyun belli bir proseste veya ürün imalatında kullanılması;
Su içinde bulunan gazların ayrılması;
Şehir şebekesine vermeden önce suya klor (sodyum hipoklorit veya kalsiyum hipoklorit) dozajı yapılması.

Yukarıdaki paragraflardan anlaşıldığı gibi, TO cihazı bir katalogdan seçilerek tek başına satın alınacak bir cihaz değildir. TO cihazının ön ve son şartlandırılması ile beraber seçilmesi ve işletmesinin tasarlanması ve sistem kurulduktan sonra işletim eğitiminin eksiksiz olarak alınması şarttır.

6. TO İLE İLGİLİ YANLIŞ BİLGİLERİ DOĞRULARI İLE DEĞİŞTİRELİM

1 - YANLIŞ: “TO cihazı pahalı bir yatırımdır ve TO'nun işletmesi de pahalıdır!”

DOĞRU: TO cihazı fiyatı ve TO işletme ücreti konusunda eski bilgilere hiç rağbet etmeyin ve “pahalı” bilgisini lütfen aklınızdan çıkarın. . Birçok işletmede Ters osmos suyu yerine sadece suyu yumuşatarak kullanmak çok yüksek maliyetler oluşturmaktadır Bugün dünyada bir çok TO cihazı üreticisi ve satıcısı bulunuyor, bu şirketler teklif vermek için hiçbir ücret talep etmiyorlar. İşletmenin iyi suya ihtiyacı varsa, TO satıcılarından teklif almak sureti ile TO cihazının yatırımı ve işletme maliyeti hakkında bilgi edinmek kolaydır.

2 - YANLIŞ: “TO üretim suyu maliyeti yüksektir!”

DOĞRU: Bizim tecrübemize göre, ham suyun iletkenliği 1000 - 1500 mikroS/cm civarında olan işletmelerde TO üretim suyu maliyeti metre küp iyi su için yaklaşık 0,30 Dolar + ham su maliyeti kadar olmaktadır. Ayni kalitede ham sudan Reçineli Deionize cihazı ile elde edilen suyun maliyeti 3,00 Dolar üzerindedir.

3 - YANLIŞ: “TO bakımı çok pahalıdır!”

DOĞRU: TO cihazının periyodik bakımı ve periyodik mambran yıkama işlemi, 2 - 3 ayda bir yapılır, yalnızca 2 - 3 saat kadar zaman alır ve 20 m³/saat su üreten bir TO cihazı için yaklaşık 200 - 400 Dolar kadar maliyeti olan bir işlemdir. Bu maliyeti, 2 - 3 ayda üretilen en az 25000 m³ su için düşündüğümüzde, bir metreküp iyi su için bakım maliyeti hesaplanamayacak kadar azdır. Fakat, normal bakımı yapılmayan TO cihazının mambranları tıkandığında, mambranları açmak için harcanan kimyasal miktarı ve yapılan hizmetin bedeli yüksek olabilir. Bizim kontrolumuz altında olan TO cihazlarının bakımları çok ucuza mal olduğu gibi, TO cihazlarının ürettikleri suyun kalitesi normal oluyor ve TO mambranlarının ömrü çok uzuyor (6-7 yıl gibi). Arabaların da bakım maliyetini buna paralel olarak düşünebiliriz. Periyodik bakımları yapılan bir arabanın bakım ücreti fazla tutmaz. Ancak, bakımları yapılmadığı için yolda kalan bir arabanın tamir masrafı çok yüksek olabilir.

4 - YANLIŞ: “TO cihazını işletmek zordur ve sürekli ilgi ister!”

DOĞRU: İyi tasarlanmış bir TO sistemi ve TO cihazının işletilmesi için kesinlikle başında personel tutmak gerekmez. TO sisteminin işletilmesi için işletmenin genel bakım teknisyenlerinden birinin günde bir kez TO cihazı yanına gitmesi ve şu işlemleri yapması yeterlidir: (varsa) kimyasal dozaj sisteminin tanklarını kontrol etmek ve eksik kimyasalları tanka koymak; (varsa) su yumuşatma cihazının rejenerasyon tuzunu kontrol etmek ve eksiğini tamamlamak; yazımızın 3. Bölümünde belirtilen “TO İşletme Çizelgesi” üzerindeki Basınç,İletkenlik gibi günlük işletme değerlerini çizelgeye kaydetmek ve eski değerler ile karşılaştırmak.

5 - YANLIŞ: “Ters Osmos mambranları 1 veya 2 senede bir değiştirilir.”

DOĞRU: Ters Osmos cihazı için ham su kalitesine bağlı olarak uygun ön şartlandırma ve filtrasyon hazırlanması gerekmektedir. Aynı zamanda Ters osmos cihazının ham su kalitesine bağlı olarak dizayn edilmelidir. İşletmecilerin düzgün kontrolleri ve servis veren kuruluşun yeterli bilgi ve beceri düzeyinde olması durumunda mambranlar çok uzun yıllar hizmet verir.

6 - YANLIŞ: “ Bir işletmenin TO cihazı ihtiyacı kolayca TO cihazı kataloğundan seçilebilir.”

DOĞRU: TO cihazının üretildiği eski sanayi ülkelerinde, sanayi kuruluşlarının kullandığı sular şehir veya organize sanayi bölgeleri tarafından mükemmel şekilde iyileştirilmiş sulardır. Sanayide tecrübeli olan bu ülkelerin şartlarına göre hazırlanmış olan TO cihazı kataloğundaki modeller genelde ülkemizin şartlarına uymaz, çünkü bizde çoğu zaman sanayi işletmelerinde kötü kalitede kuyu suları kullanılır, ayrıca elektrik voltajlarımız çok sık değişir, hatta, her bölgemizde sık sık elektrik şokları yaşanır. TO cihazı seçiminde kataloglara güvenmeyip ham suyun analizine ve işletmenin şartlarına göre TO cihazı tasarımı yapmak çok daha doğru ve daha güvenilir bir çözümdür. TO cihazını, TO konusunda “Türkiye tecrübesi” olan ve TO cihazına bakım hizmetleri veren bir ihtisas şirketinin seçmesi en doğru yoldur. Katalogdan seçilen standart modeller veya başka bir tatbikat için imal edilmiş TO cihazının kullanılması ile çoğu zaman işletme sorunları yaşanır.

7 - YANLIŞ: “Kireç - Soda metodu ile su hazırlamak TO ile su hazırlamaktan daha ekonomiktir.“

DOĞRU: TO sisteminin gelişmesinden sonra “Kireç - Soda “ metodu tabir edilen su şartlandırma yöntemi sanayi ülkelerinde tarihe karışmıştır. Buna rağmen Kireç - Soda yöntemi ile çalışan sistemler maalesef hala ülkemizde kurulmaktadır. Kireç - Soda metodunun gerek kuruluş bedeli gerekse işletme maliyeti TO `ya kıyasla çok yüksektir. Ayrıca, “kireç-soda metodu”nun çıkardığı yüksek miktardaki çamurun yok edilmesi için sanayi işletmeleri çok zorlanmaktadır.

8 - YANLIŞ: “Su Yumuşatma Cihazı ile su hazırlamak TO ile su hazırlamaktan daha ekonomiktir.”

DOĞRU: TO ile su yumuşatma cihazını karşılaştırmak doğru olmaz. TO cihazı su içindeki minerallerin %97 - %99 kadarını ayırarak suyu saflaştırır, TO üretim suyunun iletkenliği çok düşüktür. Oysa, Su Yumuşatma Cihazı suyu saflaştırmaz. Su Yumuşatma Cihazı yalnızca su içindeki sertlik minerallerini olan Kalsiyum ve Magnezyum'u alır ve bu minerallerin yerine suya Sodyum İyonu verir (Sodyum iyonu bazı sanayi sektörlerinde istenmez). Su yumuşatma cihazı ileşartlandırılmış suyun iletkenliği azalmaz ve bazen artar.

9 - YANLIŞ: “Ham su önce reçineli su yumuşatma cihazı ile yumuşatılmalı ve daha sonra TO cihazı ile iyileştirilmelidir, aksi halde TO cihazı tıkanır.”

DOĞRU: TO cihazı 600 Fransız sertliğindeki deniz suyunu dahi saflaştırabilen yüksek bir teknolojidir (Oysa deniz suyunun reçineli cihaz ile yumuşatılması zaten mümkün değildir.). Ham su TO cihazına girmeden suyun yumuşatılması gerekmez. Çok sert suların iyileştirilmesi için, mambranların kireçlenmesini önlemek maksadı ile, ham su içine, “Antiskalant” tabir edilen kireçlenmeyi önleyici kimyasal dozajı yapılır. Çok küçük kapasiteli TO cihazlarının işletilmesini kolaylaştırmak maksadı ile, kimyasal dozaj sistemi yerine, bu TO cihazları öncesi suyun yumuşatılması uygun olabilir.

10 - YANLIŞ: “TO üretim suyunu kullanmadan önce dezenfekte etmek gerekir.”

DOĞRU: Bugün için TO teknolojisi çok güvenli hale gelmiştir. TO ile üretilen saf su ayni zamanda bakterisiz sayılır. Molekülleri ayırarak suyu saflaştıran TO cihazının mambranları, çok sayıda molekülden meydana gelen bakteri ve virüsleri de ayırması normaldir. Ancak, çok ender de olsa, bazı işletme veya tasarım hataları ile TO cihazının iyi su bölümüne bakteri kaçabilir. İyi bir ön şartlandırma tasarımı ile bu hataları önlemek mümkündür.

11 - YANLIŞ: “TO üretim suyu Deionize Su değildir.”

DOĞRU: TO ile üretilen suya “Deionize Su” denebilir. Çünkü “Deionize” veya “Demineralize” kelimeleri suyu ionlardan ve minerallerden arındırmak anlamına gelir ki TO cihazı da sudaki iyonların ve minerallerin %97 - %99 kadarını ayırarak suyu saflaştırır. Yüksek iletkenlikteki suları iki kademeli TO cihazından geçirmek sureti ile 1 - 2 microS/cm iletkenlikte Deionize su elde edilebilir. Ancak, Reçineli Deionize cihazı ile suyu daha çok saflaştırmak ve “BİR mikroS/cm iletkenlik” altına düşmek mümkündür. Proses için çok saf su istendiği için Reçineli Deionize kullanılması gereken işletmelerde, sudaki minerallerin önce TO ile %97'sini almak ve daha sonra reçineli cihaz ile saflaştırmak yöntemi daha ekonomik olur, tercih edilmelidir.

12 - YANLIŞ: “TO ile çok düşük iletkenlikte su elde edilemez.”

DOĞRU: Çift kademeli TO cihazı kullanılarak suyun içindeki minerallerin çoğu alınır ve 1 - 2 mikroS/cm iletkenlikte Deionize Su elde edilir. 9. Paragrafta belirtildiği gibi, daha saf su istendiğinde, sular önce TO cihazı ile saflaştırılmalı ve daha sonra çift reçineli Deionize (veya Mix-Bed veya EDI - Elektro-Deiyonizasyon) cihazı ile istenen saflığa getirilmelidir.

13 - YANLIŞ: “TO cihazı çok su telef eder.”

DOĞRU: Ham suyun iletkenlik ve silikat değerlerine bağlı olarak TO cihazı çalışırken, sudan ayırdığı mineralleri bir miktar su ile beraber atar. TO cihazı yerine çift reçineli Deionize cihazı kullanıldığında ise bu çift reçinenin önce ters yıkanması, sonra rejenerasyonu ve en sonunda durulanması sırasında da çok miktarda su atılır. Ayrıca, reçinelerin rejenerasyonu sırasında kullanılan asit ve kostik'in maliyeti su maliyetinden daha çok yüksektir.