• Klor ile dezenfeksiyon sonrası oluşan bazı DYÜ’leri
  • Klorlama sisteminin tasarımı
  • Klor dioksit dezenfeksiyon yan ürünleri
  • Klor dioksit düzeneğinin tasarımı
  • Ozon düzeneğinin tasarımı Ultraviyole (UV) radyasyonu
  • Ultraviyole (UV) radyasyonu ihtiyacı
  • Ultraviyole (UV) radyasyonu yan ürünleri
  • Ultraviyole (UV) radyasyonu düzeneğinin tasarımı
  • Bazı membran ayırma prosesleri
  • Kİmyada özel konular nehir suyundan iÇme suyuna öĞretim görevliSİ Prof. Dr. Bülent cavaş




    Download 301.28 Kb.
    bet5/5
    Sana24.03.2017
    Hajmi301.28 Kb.
    1   2   3   4   5


    Klor

    Cl2 H2O  HOCl H Cl

    HOCl  H OCl-

    cl2   h2o  hocl   h    cl - hocl  h    ocl ile ilgili görsel sonucu

    • Bağlı Klor Miktarı :Bağlı klor miktarı, belirli bir temas süresinden sonra klorun sudaki amonyak veya organik azot bileşiklerine bağlı olan kısmıdır. Bu tür klor, oksidasyon reaksiyonlarında serbest klor gibi davranır.

    • Temas Süresi: Sudaki bakteri ve diğer canlı organizmaların aktivitesinin klorla giderilmesi için gerekli süredir. Bu süre klorun suya verilişi ile kalıntı klor tayini için numune alınışı arasında geçen süredir.

    • Kalıntı Klor (Bakiye Klor): Belirli bir temas süresi sonunda, sudaki organik ve inorganik maddeler için gerekli klor ihtiyacı çıkarıldıktan sonra, suda kalan klor miktarına denir

    • Klor Dozu: Suyun dezenfeksiyonu için suya verilmesi gereken klor miktarına klor dozu denir.

    • Ön Klorlama: Ön klorlama, herhangi bir arıtma işleminden önce suya klor katılmasıdır. Birincil dezenfeksiyon ve genel oksitleme amacıyla yapılır. Bu uygulama, arıtma esnasında 0,2-0,4 mg/L kalıntı klor sağlamak üzere kullanılabilir.

    • Tekrar Klorlama: Tekrar klorlama, dağıtım şebekesinin uzun ve kompleks olduğu hallerde şebekenin bir veya birkaç noktasından suya klor katılmasıdır.

    Klor ihtiyacı:

    Klor suda yükseltgenebilecek elementlerle (Fe2 , Mn2 , S 2- , çözünmüş organik maddeler ve benzeri) öncelikli olarak reaksiyon verir ve daha sonra suda amonyak olduğunda, klor farklı davranır ve genellikle amonyakla reaksiyon vererek kloramin türlerini oluşturur. Bu kloramin türleri; Monokloramin : NH3 HOCl → NH2Cl H2O

    Dikloramin : NH2Cl HOCl → NHCl2 H2O

    Trikloramin : NHCl2 HOCl → NCl3 H2O


    ilgili resim klorlama--i607448-600.jpg

    pH Kırılma noktası klorması

    Klor ile dezenfeksiyon sonrası oluşan bazı DYÜ’leri

    Halojenli organik yan ürünler




     Trihalometanlar

    o Kloroform

    o Bromodiklorometan

    o Dibromoklorometan

    o Bromoform

     Haloketonlar

    o 1,1 dikloropropanon

    o 1,1,1 trikloropropanon

     Klorofenoller

    o 2-klorofenol

    o 2,4 diklorofenol

    o 2,4,6 triklorofenol

     Kloropkrin

     Haloasetik asit

    o Monokloroasetik asit

    o Dikloroasetik asit

    o Trikloroasetik asit

    o Monobromoasetik asit

    o Dibromoasetik asit

     Haloasetonitril

    o Dikloroasetonitril

    o Bromokloroasetonitril

    o Dibromoasetonitril

    o Trikloroasetonitril

     Kloral hidrat

     Siyanojen klorür




    Klorlama sisteminin tasarımı

    • Klor temini

    • Depolama ve işleme

    • Güvenlik koşulları

    • Klorun beslenmesi ve uygulanması

    • Karıştırma ve temas süresi

    Kontrol sistemi

    klorlama sistemi tasarımı ile ilgili görsel sonucu


    Klor Dioksit

    • Klorun nötral bileşiği

    • Sınırlı uygulama

    • Virüsleri inaktive etmede klor ve kloramine göre daha etkili (Cryptosporidium ve Giardia giderimi için de)

    • pH > 8 için uygun (örn, kireç yumuşatma) çünkü kurşun ve diğer metallerin korozyonunu azaltır

    • Pahalı


    • ClO2 - ve ClO3 - toksisitesine neden olabilir,

    • Klor dioksit ve kloridin toplam bakiye konsantrasyonu < 0.5 mg/L

    • Klordan daha kuvvetli bir dezenfektantdır.

    • THM ve diğer DBP’ler oluşmaz.

    • Ortamda serbest klor varsa, klorit (ClO2-)ve ve klorat (ClO3-) gibi yan ürünler oluşabilir.

    2NaClO2 Cl2  2ClO2 NaCl



    Klor dioksit dezenfeksiyon yan ürünleri

    Klorit ile ilgili deney hayvanları üzerinde yapılan çalışmalarda, beyin ağırlığı ve karaciğer ağırlıklarında azalmaların olduğu tespit edilmiştir.

    Kloritin insanlar üzerindeki immunotoksisitesi, neurotoksisitesi, kronik toksisitesi ve kanserojenik toksisitesi hakkında yeterli bilgi mevcut değildir.

    Klorit Limit Değerleri

    Klorat ve klorit konsantrasyonlarının 0.5 mg/L geçmemesi ve bu sebeple uygulanabilecek ClO2 konsantrasyonun 0,75 mg/L ve daha düşük olması gerektiği önerilmektedir.



    Klor dioksit düzeneğinin tasarımı


    • Kimyasal temini ve depolanması

    • Klor dioksit jeneratörleri

    • Difüzör, karıştırma ve temas

    • Güvenlik tedbirlerinin alınması




    adsızz.png

    Ozon

    • İlk olarak 1893’te Hollanda’da kullanılmıştır.

    • En kuvvetli dezenfektan ve oksidanttır.

    • Bakiye kalmaz

    • Çok düşük THM

    • Pahalı

    O2 O→O3

    Ozon ihtiyacı

    Literatürdeki bilgilere bağlı olarak teorik olarak hesaplanabilir.

     Aynı maksat için benzer koşullarda işletilen tesis verilerinden yararlanılarak belirlenebilir.

     Laboratuvar çalışmaları ile belirlenebilir.

     Uzun periyotlu pilot tesis çalışmaları ile belirlenebilir.

    Ozonun dezavantajları

    • Dağıtım sisteminde kalıntı bırakmaz.

    • Yüksek özellikle pH değerlerinde bozunmaktadır.

    • Ozon ekipmanlarının ilk yatırım ve işletme maliyetleri diğer dezenfektanlara göre daha yüksektir.

    • Tesiste ön dezenfeksiyon harici ilerleyen proseslerde kullanılırsa müteakiben granüler aktif karbon filtrasyonu veya biyolojik filtrasyon kullanılması gerekebilir. Çünkü biyolojik olarak ayrışabilir organik madde miktarında ozonlama sonrası artış olur.

    • Bromür olması halinde bromat oluşabilir.

    • Maruz kalma süresi ve ozon konsantrasyonuna bağlı olarak toksik etkiye sebep olabilir.

    • Bazı organiklerle reaksiyon sonucu aldehit ve ketonlar gibi istenmeyen yan ürünler oluşabilir.

    • Çözünürlüğü düşük olduğu için özel karıştırıcılar gerektirebilir.

    • Ozon diğer dezenfektanlarla (klor, klor dioksit, monokloramin gibi) reaksiyona girebilir.



    ozon üretimi ile ilgili görsel sonucu
    Ozon düzeneğinin tasarımı

    adsız.png

    Ultraviyole (UV) radyasyonu

    UV ışığının organizma tarafından absorbe edilmesi ve bu absorbe edilen ışığın hücre foksiyonları için önemli olan moleküler bileşenleri değiştiren fotokimyasal bir reaksiyona sebep olması ile organizmaları etkisiz hale getirmektedir. UV ışınları mikroorganizmanın hücre duvarı nüfuz eder ve hücre için hayati önem taşıyan nükleik asit ile diğer bileşenlerle tepkimeye girer. Bu tepkime sonucunda hücrede yaralanma veya ölüm gerçekleşir. Bazı mikroorganizmalardaki enzimler, UV ışını ile oluşan yaralanmaları veya hasarları zamanla iyileştirebilmektedir. Bu iyileştirme işlemi ışıklı veya karanlık ortamda olabilir. UV radyasyonu ile dezenfeksiyonun gerçekleştirilebilmesi için UV ışınınların organizmaya ulaşması ve bu ışınların yeterli enerjiye sahip olması gerekmektedir.

    Verimi artırmak için bazı önlemler aşağıda belirtilmiştir.

     Bulanıklığa sebep olan askıda ve kolloidal maddeler sudan uzaklaştırılmalıdır.

     Işığı absorblayan fenol ve diğer aromatik bileşikler gibi maddeler suda bulunmamalıdır.

     Su ince bir film tabakası şeklinde akmalı ve iyice karıştırılmalıdır.

     Yeterli şiddette ve temas süresinde UV ışınları uygulanmalıdır.

    Ultraviyole (UV) radyasyonu ihtiyacı

    UV ışınlarının genellikle % 2 yansımakta, bir kısımı (% 5-35) UV lambasının içinde bulunduğu koruyucu tüp (kılıf) tarafından absorbe edilmektedir.

    Saf su, uygulanan UV ışının % 8’ini absorbe etmekte ve % 2’sini ise yansıtmaktadır. UV ışını ihtiyacı hesaplanırken bunlarında dikkate alınması gerekmektedir.

    Yüzde geçirgenik UV radyasyonunun dezenfeksiyon için uygunluğunu göstermede yaygın kullanılan bir parametredir.


    Ultraviyole (UV) radyasyonu yan ürünleri

    240 nm ve altında UV ışınları organikler ve nitratla reaksiyon vermektedir. Bu dalga boylarında organik maddeler UV reaksiyonu ile parçalanmakta ve aldehitler veya karboksilik asitler gibi biyolojik olarak ayrışabilir organik madde oluşturmaktadır.

    Bu oluşumlar dağıtım hatlarında biyofilm problemine sebep olabilir. Bu organikler ikincil dezenfektan olarak klor kullanıldığında THM ve HAA gibi dezenfeksiyon yan ürünleri oluşturabilirler.

    225 nm ve altında dalga boylarında nitrat UV ışınları ile nitrite dönüşebilir. İkincil dezenfektan olarak klor kullanıldığında, nitrit gerekli bakiye klor miktarının artmasına sebep olur.



    Ultraviyole (UV) radyasyonu düzeneğinin tasarımı

    adsız.png

    Kaynatma ile Dezenfeksiyon

    Su 5-10 kaynatıldığı zaman içindeki mikropların hepsi ölür.



    Kireç Kaymağı ile Dezenfeksiyon

    •Bu maddenin kullanılması çok eskidir

    •Kireç kaymağı suya ilave edildiği zaman ortamda Ca2 , OH-, Cl- ve ClO- iyonları meydana gelir.

    •Bu iyonlardan etkili olan ClO- (hipoklorit) dir.

    •Hipoklorit çeşitli reaksiyonlarla klor (Cl) ve oksijen (O2) meydana getirir ki bunlar dezenfektan maddelerdir.

    Membran Prosesler

    İçme suyu arıtımında membran prosesler yumuşatma, tuz, çözünmüş organik maddeler, renk, koloidal ve partiküller maddeler ile mikroorganizmaların giderimi ve diğer amaçlar için kullanılmaktadır.



    membran proseslerle ayırma işlemi ile ilgili görsel sonucu
    Membran Prosesler

    Su arıtımında kullanılan başlıca ticari membran prosesler;

    • Mikrofiltrasyon (MF),

    • Ultrafiltrasyon (UF),

    • Nanofiltrasyon (NF),

    • Ters osmoz (RO)

    • Elektrodiyaliz (ED)’dir.

    membran prosesleri ile ilgili görsel sonucu

    Membranlar;

    • Spiral sargılı,

    • İçi boş elyaf (hollow fiber),

    • Tübular,

    • Lehva ve çerçeve gibi konfigürasyonlarda kullanılabilmektedir.

    Membran proses seçiminde aşağıdaki faktörler dikkate alınmalıdır:

     Kaynak suyunun özellikleri, değişkenliği ve mevcudiyeti

     Membran prosesinin ön arıtma ve ileri arıtma gereksinimi

     Özellikle ön artıma için kullanılmayan membran öncesi prosesler, örnek olarak oksidant, toz aktif karbon, koagülantlar ve polimerlerin kullanımı

     Süzüntü suyu kalite ve miktar gereksinimi ile karıştırma seçeneği (paçallama)

     Atık kalıntıların uzaklaştırılması

     Kesikli veya pilot test ihtiyacı (Benzer uygulamalara ait temsil ve tatmin edici veriler var mı?)

     İlk yatırım, işletme ve bakım maliyetleri



    Bazı membran ayırma prosesleri

    slide_30.jpg

    MWCO) ile giderim mekanizmaları arasındaki ilişki aşağıda kısaca özetlenmiştir.

    Mikrofiltrasyon (MF): Nominal gözenek çapı 0.1 ila 0.5 µm aralığındadır. Giardia kistleri, Cryptosporidium oocysts ve benzer 3 µm ebatlı organizmaları 3 log giderebilmektedir.

    Ultrafiltrasyon (UF): Gözenek çapı 0.005 ila 0.1 μm veya veya MWCO’su 10.000 ila 200.000 Da aralığındaki membranlarla en az 1 log virüs giderebilmektedir.

    Nanofiltrasyon (NF): Çözünmüş organikler, renk, kalsiyum, magnezyum ve diğer iyonları sudan ayırabilmektedir. MWCO değeri 200 Da’da büyük ve 500 Da’dan küçüktür. Sodyum klorür giderimi 0 ila ? aralığındadır. RO’ya göre sodyum klorür giderimi daha düşüktür. NF membranı genellikle tek değerli iyonları geçirirken çok değerli iyonları ise alıkoymaktadır.

    Ters osmoz (RO): çözünmüş organikler, renk, dezenfeksiyon yan ürünü öncüleri, sertlik ve diğer çözünmüş iyonlar veya çözünmüş katıları sudan ayırabilmektedir. RO membranları MWCO’su 200 Da’dan küçüktür. Sodyum klorürü ?’in üzerinde giderebilmektedir.



    İyon Değiştirme

    İyon değiştirme, bir iyonun diğer bir iyonla yer değiştirmesi esasına dayanan bir yöntem olup, katyon değiştirme (baz değiştirme) ve anyon değiştirme (asit değiştirme) şeklinde iki kısımda ele alınmaktadır.

    Katyon değiştirme, pozitif bir iyonun veya katyonun, diğer bir pozitif iyonla yer değiştirmesidir. Doğal sularda katyonlar; Ca2 , Mg2 , Na , H , Fe2 ve Mn2 , vb. maddelerdir.

    Anyon değiştirme ise, negatif bir iyonunun veya anyonun, diğer bir negatif iyonla yer değiştirmesidir. Doğal sularda anyonlar genel olarak; Cl-, SO4 2-, NO3-, vb. gibi maddelerdir.



    reçine ile ilgili görsel sonucu iyon değiştirici reçine ile ilgili görsel sonucu
    SONUÇ

    Suyun nasıl kirlendiğini, kirli sudan geçen hastalıkları, suyun dezenfekte edilmesini, temiz suyun özelliklerini, suların kirlenmesini önlemede bizlere düşen görevleri, asit yağmurlarının bitkilere verdiği zararları deney yaparak gözlemledik. Temiz bir dünyada yaşarken, temiz su kullanabilmek herkes için bir zorunluluktur. Suyun kaynağından çıkarılırken ya da bize ulaşması sırasında kirlenmesini önlemek herkesin görevi olmalıdır. Su kaynaklarını korumalıyız.

    İçme suyu, göl, nehir ve akarsu gibi yeryüzü su kaynaklarından da sağlanabilir. Yüzey sularının özelliklerini içeriklerinde bulunan çözünmüş katı maddeler yani katyonlar ve anyonlar, askıda katı maddeler, organik maddeler, renk ve koku veren maddeler ile çözünmüş gazlar belirlemektedir. Yüzey suları ayrıca kalsiyum, magnezyum, askıda katı madde, demir, mangan ve başka organik maddelerde içerebilir. Yüzey sularının arıtılmadan içme suyu olarak kullanılması uygun değildir. Bu nedenle su birçok artıma işlemine tabi tutulur.

    Yapay olarak icat edilen su arıtma teknikleri de yine doğadan ilham alınarak gerçekleştirilmiş tekniklerdir. Doğadaki su arıtma prosesi taklit edilerek doğadan çok daha hızlı bir şekilde arıtma işlemini gerçekleştirebilmemiz gerekmektedir. Suyun yer altında ilerleyerek kirliliklerden arınması takip edilerek kopyalanan filtrasyon sistemleri bilimin katkısıyla doğadakinden çok daha hızlı sonuç vermektedir. Yine doğadan esinlenerek iyon değişimi prensibi ile sudaki kirlilikler zararsız olan maddelerle yer değiştirmek suretiyle arındırılmaktadır. Bitkilerdeki osmatik basınç farkından esinlenerek reverse osmosis,(RO, ters osmoz) su arıtma sistemleri icat edilmiştir. Ancak günümüzün teknolojisinde bile su içerisindeki zararlı yararlı madde ayırımı yapıp arıtma işlemi yapılamamaktadır. Ancak suyun saflaştırıldıktan sonra istediğimiz özelliklere getirilebilmesi mümkündür. Buna karşın doğadaki çeşitli sular bulundukları ortamdan dolayı farklı özellikler gösterebilmektedir. Bu özellikleri sağlayan doğal mineraller ve su moleküllerinin yapısıdır. Su saflaştırıldıktan sonra bu minerallerin ilavesi ile su moleküllerine bu özellikler tekrar kazandırılabilmektedir. Bu şekilde etkin bir su arıtma prosesi işlemiş olacaktır.




    KAYNAKÇA

    Çakmakcı M., Özkaya B., Yetilmezsoy K., Demir S. (2014). “İçme suyu arıtma tesislerinin tasarım esaslarının ve normlarının belirlenmesi ve rehber kitap hazırlanması projesi”, T.C. Orman ve Su İşleri, http://suyonetimi.ormansu.gov.tr/Files/haber/Su _aritma_tesislerinin_tasarm_isletme_esaslari. pdf. Eroğlu V. (2008). “ Su tasfiyesi”. Çevre ve Orman Bakanlığı, Ankara. Hasar H. (2010). “Su Arıtımı”, Çevre Orman Bakanlığı Çevre Görevlisi Eğitim Notları, Antalya. Kurt U. (2010). “Kimyasal temel işlemler ders notları”, Y.T.Ü. Çevre Mühendisliği Bölümü, İstanbul.

    Kurt U. (2010). “Kimyasal temel işlemler ders notları”, Y.T.Ü. Çevre Mühendisliği Bölümü, İstanbul.

    http://cevre.beun.edu.tr/dersnotu/icmesulari/icme-sularinin-aritilmasi.pdf

    http://cevresagligi.thsk.saglik.gov.tr/dosya/Su/SuUygunsuzluguYonetimi3-5Kasim2014/SuAritmaTesislerininTasarimveIsletmeEsaslari.pdf

    Dünya Su Dergileri, muhtelif sayıları

    Sekizinci Beş Yıllık Kalkınma Planı –Su Havzaları, Kullanımı ve Yönetimi Özel İhtisas Komisyonu Raporu, Ankara 2001

    İTO Yayın No:56-Türkiye’de İçme Suyu Sektörü Sorunları ve Çözüm Önerileri, Eylül 1999

    GÜLER Çağatay. Levent AKIN, Halk Sağlığı Temel Bilgiler, Hacettepe Üniversitesi Yayınları. Ankara, 2006

    ÇOBANOĞLU Zakir, Sular Bilgisi, Türk Sağlık Eğitim Vakfı Yay, Ankara, 2001.



    T.C. MİLLİ EĞİTİM BAKANLIĞI Çevre Sağlığı, Ankara,2010

    T.C.MİLLÎ EĞİTİM BAKANLIĞI Gıda teknolojisi, Gıdadaki Suyun Özellikleri, MEGEP

    Download 301.28 Kb.
    1   2   3   4   5




    Download 301.28 Kb.

    Bosh sahifa
    Aloqalar

        Bosh sahifa



    Kİmyada özel konular nehir suyundan iÇme suyuna öĞretim görevliSİ Prof. Dr. Bülent cavaş

    Download 301.28 Kb.