İçme suyu üretimi Koagülasyon ve flokülasyon ile ilgili genel bilgiler Organik koagülantlar Organik flokülantlar...

Transkript

1 İÇME SUYU

2 2

3 3 İÇİNDEKİLER İçme suyu üretimi Koagülasyon ve flokülasyon ile ilgili genel bilgiler Organik koagülantlar Organik flokülantlar Laboratuvar testleri Aktif karbon Endüstriyel uygulama İçme suyu arıtma süreçleri Ürünler içme suyu onayı

4 4 İÇME SUYU ÜRETİMİ İçme suyu, son kullanıcı için son derece sağlıklı olması gereken sudur. Doğal ortamdan alınan su, insanların tüketebileceği uygunlukta olmasını sağlayacak işlemlerden geçirilmelidir. Çökelme Bu aşamada, koagülant ve flokülant asılı partiküllerin çökelmesini hızlandıracaktır. Statik çökeltici Koagülant Kum Kum filtresi Karıştırıcı Sıra tipi su pompası Bunlar, suda asılı kalan her türlü partikülü filtreler. Bu aşama suyun berraklığını büyük ölçüde arttırır.

5 5 Klorlama Bu aşama, suyun aktarımı sırasında mikrop oluşumunu önler. Bu, dağıtım şebekesi boyunca sağlıklı bir su garanti etmek için gereklidir. Ozonlama İçme suyu Klorlama Ozonun oksitleme özelliği, mikroorganizmaları yok ederek suyu dezenfekte eder. Ayrıca büyük boyutlu molekülleri indirger. Karıştırıcı Desatürasyon tankı Aktif karbon Aktif karbon filtreleri Ozonlama tankları Bu ikinci filtreleme hala suda mevcut bulunan olası organik bileşenleri filtreler.

6 6 İLGİLİ GENEL BİLGİLER Koagülasyon kelimesi Latincede "topaklanmak" anlamına gelen "coagulare" sözcüğünden gelmektedir. Su arıtma işlemlerinde, koagülasyon içme suyunun bulanıklığına, rengine, tadına ve kokusuna büyük ölçüde etki edebilen asılı koloidal partiküllerin uzaklaştırılması için temel mekanizmadır. Bu, ham suya özel kimyasal reaktifler ilave edilerek gerçekleştirilir. Bu koagülantlar, geniş bir alana dağılmış küçük koloidal partiküllerin çökelme, flotasyon ve filtreleme gibi katı-sıvı ayrıma işlemleri kullanılıp, flokülasyon uygulanarak arındırılabilen daha büyük kütleler (yüzen tabakalar) halinde toplanmasını sağlar. Koagülasyon, içme suyunun arıtılmasında fiziko-kimyasal işlemlerin gerçekleştirilebilmesi için gerekli olan bir ara aşamadır. Koagülasyonun temel ilkeleri Ham sudaki tüm askıda katı maddeler, çeşitli temizleme sistemlerinin tasarım parametreleriyle kolayca arındırılabilecek kadar büyük olsaydı, kimyasal koagülasyon uygulamaya gerek olmazdı. Ancak, askıda katı maddelerin çoğu büyük bir bölümü koloidal olan, geniş bir alana dağılmış çok küçük katı parçacıklardan oluşur. Çok küçük olduklarından dolayı, koagülasyona tabi tutulmadıkları sürece bu partiküllerin çökeltilmesi, yüzdürülmesi veya filtrelenmesi neredeyse imkansızdır. Esasen, koagülasyon koloidal partikülleri elimine eder. Koagülasyon, dengesiz hale getirmenin ilk aşamasıdır, esas olarak işlevi elektrik yüklerini nötralize etmek ya da azaltmak ve bu partiküllerin bir araya toplanmasını sağlamaktır. Koloidal partiküller Koloitler, sulu yapılarda oldukça kararlı olan, 1 mm'den daha küçük boyutta suda asılı partiküllerdir. Koloidal partiküller neredeyse ham suların tümünde mevcuttur. Bunlar, içme suyundaki fark edilir bulanıklık, renk, tat ve kokunun temel nedenidir. Bu partiküller değişik maddelerden kaynaklanırlar: Mineral mil, kil, kum, hidroksitler ve metalik tuzlar, Organik bitki ve hayvansal maddelerin, renklendiricilerin, sürfaktif maddelerin vs. ayrışmasıyla tutulan humik ve fulvik asitlerdir. Biyolojik mikroorganizmalar (patojenik ya da patojenik olmayan). bakteri, plankton, su yosunu ve virüsler. Koagülasyon mekanizması Sulu süspansiyonda partiküllerin kararlılığı ve kararsızlığı birçok çekme ve itme kuvvetine bağlıdır: - Van der Waals çekim kuvvetleri, - Elektrostatik itme kuvvetleri, - Yerçekimi - Brown hareketi. Koagülasyon, koloidal partiküller ve koagülant kimyasallar arasındaki çarpışmaların tortulaşma ve yığın oluşturmayla sonuçlandığı bir kimyasal ve fiziksel süreçtir. Katyonik koagülantlar, koagülant partiküllerin yüzeyindeki negatif yükleri nötr hale getirirler ve yüzen tabaka olarak adlandırılan süngerimsi kütleler oluştururlar. Yüzen tabaka mineral partikülleri, organik maddeler ve mikro-organizmaları yakalayıp yüzeye çeker.

7 KOAGÜLASYON VE FLOKÜLASYON 7 Koloidal bir süspansiyonu kararsız hale getirmek için, koagülasyon aşağıdaki etkileri sağlayacaktır. Yük nötralizasyonu elektriksel itme kuvvetlerini azaltır Sabit katman Kimyasal köprüleme katyonik polielektrolit yardımıyla partikül birikimi. Koloid Koagülant Koloid <1 mikron Koagülant Koloid Koloid Katyonik koagülant koloidin negatif yükünü nötr hale getirir Başlangıç adsorpsiyonu koagülasyonu Başlangıç koagülasyonu Koagülasyon mekanizması için, katyonik yük moleküler ağırlıktan daha önemli gibi görünür. Aslında, katyonik yük asılı koloidlerin yüzeylerindeki yükleri nötr hale getirerek kararsız hale gelmelerini ve yığın oluşturmalarını kolaylaştırır. Flokülasyonun temel ilkeleri Koloidal süspansiyonlar koagülantlarla kararsız hale geldikten sonra, flokülant polimerler çoğunlukla berraklaştırma işlemlerinin performansını arttırmak için kullanılır. Kararsız hale getirilen partiküller Kararsız hale getirilen partiküllerin kök çeşitliliği büyük ölçüde arıtılan suyun kaynağına bağlıdır. Flokülant yükü (+ veya -) partiküllerin kendilerine göre seçilir. Genel olarak şunlar doğrudur: Mineral partikülleri için anyonik Organik partiküller için katyonik Flokülasyon mekanizması Kararsız koloidler Flok formasyonu Köprüleme Yüksek moleküler ağırlıkları (çok uzun monomer zincirleri) ve iyonik yüklerinden dolayı, flokülantlar kararsız hale getirilen partikülleri köprüleyerek birleştirir. Bu, suda asılı büyük partiküllerin formasyonuna neden olur. Bu yüzen tabaka formasyonu flokülasyon olarak adlandırılır. Partikül ve polimer arasındaki bu köprülemedeki kuvvetler temelde iyonik bağlar ve hidrojen bağlarıdır.

8 8

9 ORGANİK KOAGÜLANTLAR FLOQUAT Serisi 79 Organik polimerik flokülantlar, alüminyum ve demir gibi inorganik koagülantların ilavesini takiben, yıllardır koagülant desteği ve yüzen katman yapılandırıcısı olarak su arındırma işlemlerinde kullanılmaktadır. Ağırlıklı flokülasyon ve doğrudan filtrasyon ile içme suyu için düşük kaliteli doğal suların temizlenmesinde birincil koagülant olarak polimerlerin uygulanması tartışılır. Katyonik polielektrolit ile inorganik koagülantın tamamen veya kısmi değişimi hala içme suyu arıtma süreçlerini geliştirebilir. Organik koagülantların uygulama alanları şunlardır: - çökeltmeyle berraklaştırma - flotasyon - berraklaştırma - doğrudan filtrasyon ile berraklaştırma Organik Koagülasyonun Avantajları İşleme Sürecinin Optimizasyonu l Katı-sıvı ayrıma oranında artış l İnorganik tuzlara kıyasla daha düşük reaktif tüketimi l Daha düşük tortu hacmi oluşur (metal hidroksit tortusu oluşmaz) l Doğrudan filtrasyonda uzun filtre süresi elde edilir l Bu işlem daha az ph bağımlıdır l Diğer arıtma kimyasallarının kullanımında azalma olur l Arıtılmış suda çözülmüş tuz seviyesi daha düşüktür l Tek hücreli su yosunlarının giderilmesi Su arıtımında temel olarak iki çeşit katyonik polielektrolit kullanılır: - poliamin - polidadmak Koagülantların koloidlerin negatif yüklerini nötr hale getirmek için çok yüksek bir katyonik yük sağlamaları ve böylece yüzen tabaka formasyonu başlatmaları gerekir. Moleküler ağırlıkları, partiküller arasında iyi bir yük difüzyonunu garanti etmek için oldukça düşük olmalıdır. Düşük viskozitelerinden dolayı atık suya kolayca karışabilirler.

10 10 POLİAMİNLER FLOQUAT Serisi Kuarterner poliaminler -poli (2 hidroksi propil N, N dimetil amonyum klorid)- konsantre sulu çözeltide yüksek sıcaklıklarda dimetilamin gibi ikincil bir amin ve epiklorhidrinin halka açıklığı yoğuşma polimerizasyonu ile elde edilir. Moleküler ağırlıklar, monomerlerin reaksiyon kabına eklenme sırasıyla kontrol edilerek ile arasında değişebilir. Sonuçta meydana gelen polimer yapısı diğer polielektrolitlerden farklıdır, böylece katyonik yükler asılı yan grupların aksine temel zincirde yer alırlar. Epiklorhidrin Dimetilamin Poliamin Bu yolla oluşturulan endüstriyel polimerler aşağıdaki özellikleri gösterirler: l ile arası moleküler ağırlık l Sıvı form, %40 ile 50 arası aktif içerik l Ana zincirde katyonik bölge l Viskozite, 40 ile cp arasında %50 l Klor kararlılığı l Mineral koagülantlarla uyumluluğu l Uzun raf ömrü l Ön seyreltme ile ya da ön seyreltme olmaksızın kullanılabilme

11 POLİDADMAK FLOQUAT Serisi 11 7 DADMAK (Diallil dimetil Amonyum Klorid), allil klorid ve dimetilaminden sentezlenir. Allil grupları içeren diğer monomerlerle birlikte, DADMAK vinil polimerizasyon sırasında bağıl bir kararlı allil radikal biçimlendirir. Bu, polimerin moleküler ağırlığını sınırlar. Taban Allil klorür Dimetilamin DADMAK Döngüsel reaksiyonla kopolarizasyon. polidadmak Bu yolla oluşturulan endüstriyel polimerler aşağıdaki özellikleri gösterirler: l ile arası moleküler ağırlık l Sıvı form, %20 ile 50 arası aktif içerik l İkincil zincirde katyonik bölge l Viskozite, ile cp arasında %40 l Klor kararlılığı l Mineral koagülantlarla uyumluluğu l Uzun raf ömrü l Ön seyreltme ile ya da ön seyreltme olmaksızın kullanılabilme

12 12 ORGANİK FLOKÜLANTLAR FLOQUAT Serisi FLOPAM PWG (İçilebilir Su Derecesi) flokülantları, çökelme hızını arttırmak için koagülantlarla bağ oluşturulmasında kullanılır. Koloidal süspansiyonun koagülantla kararsız hale getirilmesinin ardından, Stokes kanununa göre flokülant, yüksek moleküler ağırlığıyla çökelmenin hızlanmasında etkilidir. İçme suyu için, yüksek moleküler ağırlığa sahip anyonik (%0 ila 50) ve düşük katyonik (< %15) ürünler başarıyla kullanılmaktadır. Kararlı koloidal süspansiyon Birincil koagülant organik ve/veya mineral Koagülasyon aşaması kararsız koloid mikroflok formasyon İkincil koagülant/flokülant organik polimer Flokülasyon aşaması büyük yüzen tabakalar Süspansiyonun çökelmesi Koagülasyon/flokülasyon süreci esnasında, organik ve mineral koagülant miktarı, koloidlerin kararsız hale getirilmesi için gerekli olan miktarla sınırlanır ve çökelecek bir süspansiyon oluşturmak için aşırı miktara gerek yoktur. Anyonik ve Non-iyonik Polimerler Non-iyonik polimerler Akrilamid homopolimerlerdir. Anyonik polimerler ise bir fonksiyonel grup tarafından farklılaştırılmıştır. İki monomer kullanılır: Akrilamid ve Akrilik asit. Non-iyonik FLOPAM AH 912 PWG - FA 920 PWG Serisi Bu polimerler akrilamid monomerin polimerizasyonu ile elde edilir - 5 ile 15 milyon arası moleküler ağırlık Akrilamid Noniyonikpolimer

13 13 7 Anyonik FLOPAM AN 900 PWG Serisi Bu polimerler akrilamid ve sodyum akrilatın kopolimerizasyonu ile elde edilir. Akrilamid Akrilik asit Kostik soda Anyonik polimer Polimer özellikleri: - 5 ile 22 milyon arası moleküler ağırlık - Mineral maddeler tarafından kolay emilebilme Katyonik Polimerler FLOPAM FO 4000 PWG Serisi Katyonik polimerler akrilamid ve trimetil amonyum atil akrilit kolorürün (metil klorür ADAM) kopolimerizasyonuyla elde edilir. Metil klorür ADAM Akrilamid Katyonik polimer Polimer özellikleri: - 5 ile 15 milyon arası moleküler ağırlık - Organik maddeler (humik ve fulvik asit) ve bazı mineral maddeler (kum) tarafından kolayca emilir

14 14 LABORATUAR TESTLERİ Bu laboratuar testlerinin amacı, koagülantın iyi bir berraklık ve çökelme sağladığı koşulları belirlemektir. Katyonik Polimerler Jar Test Metodu Bu standart metot, çok sayıda numune üzerinde berraklık ve çökelme performansını kontrol eder ve karşılaştırır: - reaktif kullanılarak (tip, dozaj, konsantrasyon, ilave sırası), - farklı çalışma koşullarında (çalkalama mesafesi ve sıklığı) Prosedür 1: Birincil koagülant dozajının seçilmesi bir prosedür örneği Aşama A - Aşama B - Aşama C - Aşama D - Aşama E - Aşama F - Aşama G - Ham suyun sıcaklığını, bulanıklığını ve ph değerini ölçün bir behere 1 litre ham su doldurun çözeltiye değişik dozajlarda organik koagülant ekleyin ya da saf halde (tek bir ürün olarak ya da mineral karışımlı bir koagülant olarak) bırakın hızlı çalkalama fazı (hidroliz) 2 dakika süreyle 250 dv/dk düşük çalkalama fazı (yüzen tabakaların oluşumu) 15 dakika süreyle 40 dv/ dk çökelme fazı (çalkalamayı durdurun) 20 dakika süreyle çökelmeye bırakın bulanıklıktaki gelişmeyi ölçmek için numune 3, 5 ve 20 dakika sonra numune supernatantı Bu test ile, ham sudaki bir koloidal süspansiyonun kararsız hale getirilmesi için kullanılan minimum koagülant dozajı belirlenir. Prosedür 2, «prosedür 1» gibi, en ideal çökelmeyi elde etmek için flokülant seçimidir.

15 15 7 Prosedür 2: Flokülant dozajının belirlenmesi Aşama A - Aşama B - Aşama C - Aşama D - Aşama E - Aşama F - Aşama G - Aşama H - Aşama I - ham suyun sıcaklığını, bulanıklığını ve ph değerini ölçün bir behere 1 litre ham su doldurun prosedür 1 de elde edilen sonuçlara göre organik koagülant ilave edin hızlı çalkalama fazı (hidroliz) 2 dakika süreyle 250 dv/dk ayrı beherlere çeşitli dozajlarda flokülant çözeltileri ilave edin hızlı çalkalama fazı: karıştırma düşük çalkalama fazı (flok oluşumu) 5 dakika süreyle 40 dv/dk çökelme fazı (çalkalamayı durdurun) 10 dakika süreyle çökelmeye bırakın bulanıklığı ölçmek için supernatant numuneleri alın Açıklamalar: Bu iki prosedür sadece, su arıtma tesislerinde bulunan koşullara uyarlanması gereken örneklerdir. Jar testi, çeşitli su arıtma tesislerine özgü benzer koşulların laboratuvarda yeniden oluşturulması için gösterilmektedir. Sonuç olarak, hızlı ya da yavaş, farklı çalkalama süreleriyle veya farklı çökeltme süreleriyle, jar testi metodu uygun kalitede su elde etmek için gerekli flokülant ya da koagülant dozajını net olarak gösterir. Ölçülen Sonuçlar - Yüzen tabaka boyutu: çalkalama fazında yüzen tabakaların gelişmesinin ve boyutunun görsel değerlendirmesi - Bulanıklık: çökelme fazı sırasında supernatant için eğriler: bulanıklık = f (koagülant dozajı) ve bulanıklık = f (çökelme süresi) - Organik maddeler: çökelme sonrası supernatant için - Alkalite, ph, artık Al

16 16 AKTİF KARBON SORBOPOR ve ANTHRAFILTER Serisi Aktif karbon gerektiren şeylerin başında; içme suyunun arıtılması gelir. Doğrusu, aktif karbon büyük ölçüde içme sularının saflaştırılmasında, gerek toz gerekse granül formunda, kullanılır. Yıllar boyunca, bu maliyet etkin ürün içme suyu kalitesi düzenleme standartlarını karşılayabileceğini kanıtlamıştır. Temel ilkeler Aktif karbon gelişmiş gözenek yapısı, oldukça geniş iç yüzey alanı ve gözenek hacmiyle karakterize edilmiş karbonlu bir maddedir. Aktif karbonun en önemli özelliği adsorpsiyon kapasitesidir. Adsorpsiyon, moleküller uyarılıp zayıf Van der Waals kuvvetleri (fiziksel adsorpsiyon) veya kimyasal bağlarla (kimyasal adsorpsiyon) karbon yüzeyinde tutulduğunda meydana gelir. Adsorpsiyon kapasitesi iki faktörle belirlenir: l İç yüzey alanı l Gözenek boyutu dağılımı A: mikrogözenekler B, F: mezogözenekler C, E, D: makrogözenekler Mikrogözenekler ve mezogözenekler adsorpsiyon olayının en etkili oluşumları olarak kabul edilir ve bunlar %80-90 gözenek dağılımı sunar. Avantajlar Temel arıtma amaçları şunlardır: l Organik kirletici madde adsorpsiyonu (pestisit, halojenli çözeltiler, hidrokarbonlar,...) l Oksidan giderme (klorür, ozon) l Tat ve koku giderme Saflaştırılacak suyun türüne, yerüstü ya da yeraltı suyu, kirlenme türü ve seviyesine göre en uygun teknoloji seçilecektir: l Toz karbon dozaj sistemi ve enjeksiyon noktası l Basınçlı ya da üstten beslemeli granül karbon filtreler Değişken veya ağır kirletici madde konsantrasyonlu sular için çoğunlukla toz aktif karbon tercih edilir. Filtre kullanım ömrünü uzatmak için genellikle granül karbon filtrelerden önce toz aktif karbon kullanılır.

17 17 7 Ürün ve hizmetler SNF Floerger, her biri karakteristik özellikleriyle alan gerekliliklerini karşılamak üzere, içme suyunun saflaştırılması için çeşitli aktif karbon türleri sağlar. Granül aktif karbon Temel türleri kömürden ya da hindistan cevizi kabuğu odun kömüründen üretilir. Çeşitli boyutları mevcuttur: 12x40, 8x30, 10x20 (A.B.D.). Aşağıdaki tabloda Anthrafilter aktif karbon uygulamaları özetlenmekte ve önerilen türleri belirtilmektedir. Bu, her bir işlemin özelliğine göre, teknik asistanımız tarafından durum bazında onaylanacak kaba bir gösterimdir. Uygulama Su türü Birincil filtrasyon (kum ön filtrasyonu yok) İkincil filtrasyon (kum filtrelerinden sonra) Tat ve koku Yüzey Zemin ZM 90 8x30 ZM 90 12x40 ZM 90 12x40 ZM 90 12x40 Pestisitler Yüzey Zemin ZM 85 8x30 ZM 85 12x40 ZM 85 12x40 - Klorlu HC Zemin YV x40 - AOX Yüzey Zemin ZM 90 8x30 ZM 90 12x40 ZM 90 12x40 Organik madde (humik, fulvik asit) Yüzey Zemin ZM 90 8x30 ZM 90 12x40 ZM 90 12x40 ZM 90 12x40 Ozon giderme Yüzey YV x40 - Kum filtresi dönüşümü Yüzey ZM 90 10x20 - Klordan arıtma Yüzey Zemin YV x40 YV x40 YV x40 YV x40

18 18 AKTİF KARBON SORBOPOR ve ANTHRAFILTER Serisi Toz aktif karbon Toz aktif karbonla ilgili olarak, Sorbopor MV 118, kömür bazlı ve Sorbopor MV 125, odun bazlı olmak üzere iki ürün gamı mevcuttur. Her ikisi de, arıtma amaçları ve müşteri ihtiyaçlarına göre, aktivasyon seviyesi ve boyutuna göre değişen, geniş bir yelpazede tedarik edilebilir. Hizmetler Ürünler küçük torbalarda (20 Kg, 25 Kg, 50 lb), büyük torbalarda (500 Kg, 600 Kg, 1000 lb) ya da ambalajsız olarak tedarik edilir. Ambalajsız teslimatlar için, silo kamyonları doğrudan büyük torbalardan ya da depolama silolarından toz ya da granül aktif karbonla doldurulabilir. Sahada, toz aktif karbon basınçlı havayla boşaltılırken, granüle aktif karbon, boşaltma sistemleriyle donatılmış özel silo kamyonları sayesinde hidro-pnömatik olarak boşaltılmalıdır. Bu silo kamyonlar ayrıca harcanan granül karbonları toplamak için de kullanılır: granül karbon basınçlı su ya da ejektörler yardımıyla filtrelerden silo kamyona aktarılır ve ardından devindirici su boşaltma sistemi yardımıyla boşaltılır. SNF Floerger, yetkili personel ve cihazlarla (ejektörler, borular, pompalar, kamyonlar) taşınan karbona ilişkin tüm durumları gerçekleştirebilmektedir. Aktif Karbon Seçimi Kapsamlı laboratuvar değerlendirmesi, gerçek tesis ölçeği uygulamalarda en iyi performansı en etkili ve ekonomik olarak sağlayacak aktif karbon arıtım özelliklerini belirlemek için temel teşkil eder. l Toz aktif karbon Toz aktif karbon bazlı bir adsorpsiyon arıtımının parametrelerini belirlemek için, genellikle jar testi denemeleri kullanılır. Bu, en uygun karbon ve gerekli dozajın belirlenmesiyle, bir sıvı faz adsorpsiyon izotermi oluşturan oldukça kolay bir prosedürdür. Çok az zaman gerektirir ve çoğu durumda doğrudan laboratuvardan endüstriyel ekipmana uygulanabilir. Bu tür denemeler N. D3860 ASTM standart test metoduna uygun olarak gerçekleştirilebilir. l Granül aktif karbon Sabit yataklarda granüle aktif karbonla arıtma durumunda, işlem temel olarak, difüzyon ilkelerine göre adsorpsiyon ilkeleriyle düzenlenir. Bu nedenle, karbon arıtım parametreleri dinamik koşullarda değerlendirilmelidir. Deney, saflaştırılacak suyun sabit ve denetimli bir debide, karbon yataktan aşağıya doğru döküleceği bir sabit yatak sütununda gerçekleştirilir. Bu test ile, pilot ve tesis ölçekli uygulama için tasarım kriteri elde edilecektir. Ayrıca bu durumda, sudaki çözülebilen kirleticilerin adsorpsiyonu sorgulanırken, test ASTM standart yöntemine, özellikle N. D 6586 ya başvurabilir.

19 19 7 Adsorpsiyon İzotermi Adsorpsiyon kapasitesi X/m* (mg/g) Aktif karbon 1 Konsantrasyon (mg/l) Aktif karbon 2 *X/m: aktif karbon gramı başına adsorbe edilen kirletici miligramı

20 20 ENDÜSTRİYEL UYGULAMA İçme suyunun organik polimerlerle arıtılması, ham suyun karakteristiklerine uyarlanmalıdır. Koagülant ve flokülant kullanımı ham suyun ph, bulanıklık, alkalite, sertlik ve organik bileşenlerine bağlıdır. Koagülantlar Organik katyonik koagülant için temel uygulama, bir birincil koagülant ve koagülant desteği olarak içme suyunun berraklaştırılmasındadır. Birincil koagülant olarak kullanılırken, organik koagülant, alüminyum ve demir tuzları gibi klasik inorganik koagülant dozaj gerekliliklerini etkili bir şekilde azaltır, bazı durumlarda ise tamamen ortadan kaldırır. Mineral koagülant dozajı genellikle yarıya kadar düşürülür ve organik koagülant dozajı, yeni mineral koagülant dozajının %10 undan daha azdır. Suyun türüne bağlı olarak, en ideal karıştırma durumunu belirlememiz gerekir. Organik ve mineral koagülant, enjeksiyondan önce karıştırılabilir, ancak iki reaktifin ayrı enjeksiyonun, iyi bir koagülasyon için daha etkili olduğu ortaya konulmuştur. İdeal koagülasyon için, inorganik koagülant ilave edilmesi ile organik koagülantın ilave edilmesi arasında yeteri kadar beklenilmelidir. İşlenmemiş su yumuşak olduğunda ve düşük mineral içerdiğinde (Britanya, ekvatoral Afrika), organik koagülantlar düşük alkalitede etkili oldukları gibi etkindirler. Çamur işlemleri pahalı olabileceği için (susuzlaştırma, yakma), daha düşük çamur hacmi oluşacağından dolayı organik koagülant daha ekonomik olabilir. Organik koagülantlar daha düşük ph duyarlılıktadırlar, bu nedenle daha geniş bir ph aralığında etkilidirler. Flokülantlar Mevcut çökelme süresi (tesisatın boyutuna ve debiye bağlı olarak) kısa olduğunda, koagülasyon sonrasında bir flokülant ilavesi gerekebilir. Flokülant kullanımı, yeterli çökelme sağlanırken, elde edilecek ürün akışının arttırılmasına olanak sağlar. İlave edilecek flokülant 0,01 ppm ila 0,5 ppm gibi oldukça küçük dozajdadır.

21 ENDÜSTRİYEL HAZIRLAMA EKİPMANLARI 21 7 Sıvı Organik Koagülantlar Çeşitli sıvı koagülantlar kolayca çözülebilir. Su ve organik koagülantın karıştırılması, bir karıştırma kabında mekanik karıştırmayla kolay ve hızlı bir şekilde gerçekleştirilir. Tesis ölçeğinde, su ve organik koagülantın karıştırılması, sisteme konsantre edilmiş ürünün ölçülmesi ve hatta seyreltilmesiyle kolayca elde edilir. Sonuçları optimize etmek için, iyi bir başlangıç dağılımı ve uygun karıştırmayı sağlamak üzere yeterli türbülans olduğunda, sisteme organik koagülant ilave edilebilir. İdeal olarak, katkı akışlarının başlangıç noktası daha sonra uygulanabilir bir türbülans seviyesine düşürülmelidir. Koagülantlar mekanik parçalanmaya duyarlı değildir. Tüm pompa türleri kullanılabilmektedir (dişli, pistonlu pompalar vb.). Toz Organik Flokülantlar Endüstriyel ölçekte flokülantların çözülmesi, flokülant özelliklerine uyarlanması gereken bir prosedür gerektirir: l Konsantrasyon: seyreltildiğinde, flokülant çözeltileri hala oldukça vizkozdur, l Karıştırma sırasında, aşırı kesme önlenmelidir, l flokülant partikülleri düzgün dağılmamışsa, kolayca çözülmeyen flokülant grupları halinde bir araya toplanma eğilimindedirler. Hazırlayıcı ünitesinde aşağıdaki bileşenler bulunur: l Tozların topaklanmadan uygun şekilde ıslatılmasını sağlayan bir dağıtma sistemi. Statik ıslatma Dinamik ıslatma l Toz ejektörü (manuel sistem) l Islatma küreği (otomatik sistem) l FLOQUIP WU Tip l Daimi ve kesintili sistemi bulunan çözünme tankları l Aktarma ve dozaj pompaları Flokülantın mümkün olan en yüksek konsantrasyonda çözülmesi ve ölçme pompasından sonra seyreltilmesi tavsiye edilir. Ürünün Teknik Veri Sayfalarında (TDS), çeşitli viskozitelerde tavsiye edilen konsantrasyonlar verilmektedir. Açıklama: SNF FLOQUIP ticari markası altında hazırlayıcı üniteler üretmektedir.

22 22 İÇME SUYU ARITMA İŞLEMLERİ İçme suyu üretiminin çeşitli aşamalarına genel bakış l Birincil Arıtım (eleme ünitesi, süzme ünitesi, çakıl haznesi, yüzey yağ giderici) Müteakip arıtma proseslerini engelleyecek iri taneli partikülleri yok etmek için tasarlanmıştır. l Fiziksel (havalandırma ile) ya da kimyasal (O 3, Cl, CI 2 O 2 ön oksidasyon) fazla gazın çıkarılması için (CO 2, H 2 S). organik madde oksidasyonu için, Fe 2+ ya da Mn 2+. l Koagülasyon, flokülasyon başarılı bir katı-sıvı ayırma işleminin ilk aşaması. l Flotasyon hava kabarcığı ve reaktif enjeksiyonlarla katı-sıvı ayırma işlemi. l Çökelme çökelmeyle katı-sıvı ayırma işlemi. l Filtrasyon filtrasyonla katı-sıvı ayırma işlemi Filtrasyon, katı maddelerin tutulmasını, sıvı maddelerin geçişini sağlayan gözenekli bir malzeme üzerinden katı-sıvı karışımının geçişinden ibarettir. l İlave işlemler (O 3, aktif karbon adsorpsiyonu) organik madde fazlalığı atılır. l Dezenfeksiyon (O 3, UV, Cl, Cl ) Dezenfeksiyon, ısrarcı etkisiyle tüm patojenik mikroorganizmaları yok eder. l Özel işlem demirin atılması havalandırma yoluyla Fe 2+ nin oksidasyonu (CO2 nin azalması) manganezin atılması havalandırma yoluyla Mn 2+ nin oksidasyonu dekarbonizasyon suyun sertliğinin azaltılması (Kalsiyum fazlalığı) nötralizasyon tahriş edici su için (CO 2 bakımından zengin, karbonat bakımından fakir) membran filtrasyonu (m Filtrasyon, Ultra-Filtrasyon, Ters ozmoz)

23 23 7 İçme suyu üretimi ekipmanı Koagülasyon, Flokülasyon Kimyasal su arıtma iki bölüme ayrılabilir: koloidlerin kararsız hale gelmeleri ve yüzen tabakaların oluşumunu içeren bir reaksiyon fazı ve yüzen tabakaların sudan ayrıldığı ayırma fazı. Flokülasyon işlemi, reaktiflerle koloidal partiküllerin çarpışmasını sağlamak üzere enerji verilmesini gerektirir. Karıştırma işlemi koagülasyon için hızlı (hızlı karıştırma), flokülasyon için daha yavaş olmalıdır. Flokülasyon Çökeltme İşlemi İşlenmemiş su Çamur çıkarma işlemi Çökeltme bölgesi Atık su dağıtma bölgesi Çamur çukuru Duru su kanalı Köprü Çamur kazıyıcı

24 24 İÇME SUYU ARITMA İŞLEMLERİ Yüzdürme Partiküllerin çamur olarak ayrılabileceği şekilde, yüzeyde yüzdürülmesi için hava kullanılabilir. Yüzen kimyasal tabakaların yoğunluğu düşük, yüzey alanı büyüktür ve özellikle yüzdürme ayırma işlemi için uygundur. Yüzdürme İşlemi İşlenmemiş su Flokülant Karıştırma odaları Basınçlı su Yüzdürme basini Kazıyıcı köprü Çamur çıkarma işlemi Duru su

25 25 7 Çökeltme Çökeltme işlemi, yüzen tabakaların yatay ve dikey akışla bir çökelme tankının alt kısmında çökelmesini sağlar. Çökelme tanklarının farklı tipleri mevcuttur: l Dikdörtgen ve dairesel yatay akış tankları l Dikdörtgen ve dairesel dikey akış tankları l Lamel çökeltme tankları Dikey akış tankları, su yüzeyinden sökülen daha geniş bir yüzey sağladıkları için, kimyasal çamurun çökeltilmesi için önerilirler. Atık su girişi Yatay çökeltme tankı Arıtılmış suyun kendi ağırlığıyla çıkışı İşlenmemiş su girişi Duru su çıkışı Flokülasyon Lamel çökeltme tankları Dağıtma bölgesi Lamel çökeltme Çamur konsantrasyonu Çamur çıkarma işlemi

26 26 İÇME SUYU ARITMA SÜREÇLERİ Filtrasyon Filtreleme normalde sadece suyun arıtılmasında nihai bir temizleme sağlamak üzere, çökeltme ve flotasyonu tamamlayıcı olarak uygulanır. Ancak içme suyunda, bazı filtre türleri sadece kimyasal flokülasyon için ayırma safhası olarak görev yapmak üzere tasarlanmıştır (doğrudan filtrelemeyle berraklaştırma). İki tip filtre mevcuttur: l Aşağı akışlı filtrasyon l Yukarı akışlı filtrasyon Kum filtresi işlemi Kum Beton zemin Nozüller Hava başlığı Yıkama suyu girişi ve filtrelenmiş su çıkışı Çamur tahliyesi İşlenmemiş su

27 27 7 Aktif karbon filtresi İşlenmemiş su girişi Filtrelenmiş su çıkışı Yıkama suyu ve hava girişi (hücre 1) Yıkama suyu ve hava girişi (hücre 2) Yıkama suyu toplama bölgesi Yıkama suyu çıkışı Aktif karbon Nozüller Aktif karbon çıkışı Aktif karbon girişi Çamur Susuzlaştırma Çoğu ülkedeki düzenleme, yıkanan çamurların çökeltilmesini ve filtrelenmesini gerektirir. Susuzlaştırma işlemi genellikle belt filtre, filtre baskı yada santrifüj yardımıyla gerçekleştirilir. Genellikle, su nötralize edilir ve tesisin başında tekrar püskürtülür. Bu durumda, içme suyu için onaylı flokülantlar kullanılmaktadır. Normalde, çamurun bir katyonik flokülant ya da koagülant kombinasyonu ve anyonik flokülantlarla işlenmesi gerekecektir. Kullanılan polimer miktarı, kuru ton başına 5-15 kg dır. Açıklama: SNF ÇAMUR SUSUZLAŞTIRMA broşürü mevcut olan çeşitli işlemlerin ayrıntılarını göstermektedir.

28 28 A M E R İ K A V E A V R U P A İ Ç M E F L O Q U A T V E ÜRÜN FLOQUAT FL 2550 PWG FLOQUAT FL 2650 PWG FLOQUAT FL 2850 PWG FLOQUAT FL 3050 PWG FLOQUAT FL 2949 PWG FLOQUAT FL 3150 PWG FLOQUAT FL 4420 PWG FLOQUAT FL 4520 PWG FLOQUAT FL 4620 PWG FLOQUAT FL 4440 PWG FLOQUAT FL 4540 PWG FLOPAM AH 912 PWG FLOPAM FA 920 PWG FLOPAM AN 905 PWG FLOPAM AN 910 PWG FLOPAM AN 913 PWG FLOPAM AN 923 PWG FLOPAM AN 934 PWG FLOPAM AN 945 PWG FLOPAM AN 956 PWG FLOPAM FO 4115 PWG FLOPAM FO 4140 PWG FLOPAM FO 4190 PWG FLOPAM FO 4240 PWG FLOPAM FO 4290 PWG A.B.D. NSF EVET (maks. < 20 mg/l) EVET (maks. < 20 mg/l) EVET (maks. < 20 mg/l) EVET (maks. < 20 mg/l) EVET (maks. < 50 mg/l) EVET (maks. < 50 mg/l) EVET (maks. < 50 mg/l) EVET (maks. < 50 mg/l) EVET (maks. < 50 mg/l) EVET (maks. < 1 mg/i) EVET (maks. < 0,7 mg/l) İçme Suyu FLOPAMTM ve FLOQUATTM Not: Bu broşürdeki bilgi iyi niyetle sağlanmıştır. 1 Mart 2005 tarihinde bilgimize sunulmuştur.

29 S U Y U O N A Y L A M A L A R I F L O P A M P W G İ Ç İ N 29 7 Birleşik Krallık DWI FRANSA Sağlık Bakanlığı EVET (maks. < 10 mg/l) EVET (maks. < 10 mg/l) EVET (maks. < 10 mg/l) EVET (maks. < 10 mg/l) EVET (maks. < 10 mg/l) EVET (maks. < 10 mg/l) EVET (maks. < 0,5 mg/l) EVET (maks. < 0,5 mg/l) EVET (maks. < 0,5 mg/l) EVET (maks. < 0,5 mg/l) EVET (maks. < 0,5 mg/l) EVET (maks. < 0,5 mg/l) EVET (maks. < 0,5 mg/l) EVET (maks. < 0,5 mg/l) EVET (maks. < 0,5 mg/l) EVET (maks. < 5 mg/l) EVET (maks. < 5 mg/l) EVET (maks. < 5 mg/l) EVET (maks. < 5 mg/l) EVET (maks. < 5 mg/l) EVET (maks. < 5 mg/l) EVET (maks. < 5 mg/l) EVET (maks. < 5 mg/l) EVET (maks. < 5 mg/l) EVET (maks. < 5 mg/l) EVET (maks. < 5 mg/l) EVET (maks. < 0,5 mg/l) EVET (maks. < 0,5 mg/l) EVET (maks. < 0,5 mg/l) EVET (maks. < 0,5 mg/l)

30 30 NOTLAR

31 31 7

32 SNF FLOERGER KİMYA SAN. TİC. ve LTD. ŞTİ İnönü Mah. Muammer Aksoy Caddesi 37/B Sefaköy-Küçükçekmece İSTANBUL/ TÜRKİYE Tel: Faks: SNF FLOERGER ZAC de Millieux Andrézieux Cedex FRANSA Tel : + 33 (0) Faks : + 33 (0) floerger@snf.fr