HAVUZ SUYU KİMYASI KİMYA Y. MÜH. ERDİNÇ İKİZOĞLU E.Ü. MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ BİYOMÜHENDİSLİK BÖLÜMÜ Ü ÖĞRETİM GÖR.
Dengede Havuz Mutlu Havuzdur!
SU NEDİR? SAF SU bir oksijen molekülü ve iki hidrojen molekülü içerir. Saf su, RENKSİZDİR KOKUSUZDUR TATSIZDIR
KATYONLAR ANYONLAR KOLLOİDLER GAZLAR Sd Sodyum Kalsiyum Magnezyum Potasyum Alüminyum Demir Manganez Bk Bakır Çinko Kurşun Bikarbonat Karbonat Klorür Florür Nitrat Fosfat Hidroksitler Boratlar Silikatlar Sülfat Kil, Kum, Toprak Silikat Ferrikoksit Alüminyumoksit Magnezyumdioksit Hümik asitler, Taninler Amonyak Karbondioksit Hidrojensülfür Hidrojen Metan Azot Oksijen Amonyum Nitrit Hidrojen Sülfit Sülfür
CANLILAR Virüsler Bakteriler Mantarlar Protozoalar Algler Böcekler Kuşlar Bitkiler İNSAN KAYNAKLI KİRLİLİKİ İ İ Vücut kiri, yağı ve teri Tükürük İdrar Dışkı DİĞERLERİ Kan Tarım İlaçları Cerahat Gübreler Sümük Korozyon Ürünleri Kozmetikler Boyalar Polenler Saç Klorlu bileşikler
TDS ( TOPLAM ÇÖZÜNMÜS KATILAR) Sudaki toplam çözünmüs katılar, inorganik tuzları ve az miktarda organik maddeleri içerirler. Gerek yüzey suları gerekse yer altı suları ilişkide olduklari toprak ve taş malzemeden mineral çözerler. Çözünmüş inorganik maddeler suda iyon olarak bulunur. Suda bilinen en genel iyonlar asagidaki gibidir; KATYONLAR : Ca+2, Mg+2, Na+1, Fe+2, Mn+2,NH4+ ANYONLAR : Bikarbonat HCO3-, Cl-1, SO4-2, N03 - Nitrat, C03-2 Karbonat
Bunların yanında sular ağır metal iyonlarını (kurşun, civa, aluminyum, bakır vb.) ve organik maddeleri de içerebilirler. Çözünmüs organik kimyasallar (pestisitler, herbisitler gibi) küçük miktarlarda bile insan ve hayvanlar üzerinde toksik etki gösterirler. e Trihalometanlar (THM) ve dioksin gibi suda çözünmüş organik maddelerin çoğu kanser yapıcıdır. Bu tip organikler suda çözünmüş iyon formunda ve düşük konsantrasyondadırlar. Yukarıda bahsedilen iyonlar, suda elektrik iletimini sağlarlar. Yüksek değerde bu özellik, metal yüzeyler için koroziftir. Aşırı TDS borular içinde tabakalaşmaya ş da sebep olabilir, yüksek konsantrasyonları ishal etkisi gösterebilir.
AZOT Azot doğal dolanımı olan, bakteriler tarafından besi kaynagı olarak kullanılan ve kimyasal yollardan değişik oksidasyon kademelerinde bulunan ve sularda sık sık görülen bir parametredir. Azot Türleri: NH3-N : Amonyak Azotu Org-N : Organik Azot NO2-N : Nitrit Azotu NO3-N N:Nitrat Nitrat Azotu Amonyak (NH3): Amonyak dogal sularda genellikle amonyum azotu (NH4) halinde bulunur ki buna serbest veya tuz halindeki amonyak denir. Sularda amonyak, kimyasal ve fiziksel olaylar veya mikroorganizma faaliyetleri sonucunda oluşur. Kimyasal ve fiziksel olaylar sonucunda oluşan amonyağın sağlığa zararı yoktur. Ancak mikroorganizma faaliyetleri sonucunda oluşan amonyak organik madde kaynaklı olma ihtimali bakımından tehlikelidir. 0.5 ppm'den büyük değerde amonyak kirliliğin belirtisidir.
Nitrit (NO2) : İçme ç suyunda kesinlikle istenmez. Güneş ş ışığı ş ğ ve bazı bakteriler nitratları nitrite dönüştürür. Nitrat (N03) : Azotlu organik bileşiklerin ikl i son yükseltgenme ürünleridir. Kuyu sularında nitrat genelde daha fazla bulunur. Özellikle bebeklerde blue-baby denilen hastalığa neden olur. Vücudu morarmaya baslayan bebeklerde bu hastalık ölüme dahi neden olabilir. Nitratlar suya topraktan geçmiş olabilir. Fakat amonyak ve nitritten kaynaklıysa kl tedbir alınmalıdır. l Çünkü nitritlerin i i mevcudiyeti i suda kirlenmeyi ifade eder. Nitritler yüksek miktarda organik madde ile bulunursa daha büyük bir kirlenme söz konusudur. Amonyak ta bazı bakteri türlerinin çoğalmalarına sebep olur ki bunlar suya kötü koku verirler.
BULANIKLIK Bulanıklıkaskıda askıda katı madde içeren suların ışık geçirgenliğinin bir ölçüsüdür. Bulanıklığın ğ nedeni; suyun içindeki askıda maddelerden,,gözle görünecek büyük tortulara kadar her şey olabilir. Kum, kil, silis, kalsiyum karbonat, demir, mangan, sülfür vb.. gibi maddeler bulanıklığa neden olurlar. Özellikle nehir sularında yüksek olan bulanıklık, yağmurlarla taşınan topraktan veya nehire karışan evsel - endüstriyel atık sulardan kaynaklanır. Ayrıca bu kirlenme sırasında organik maddeler kadar inorganik maddeler de suya karışır. ş Bu maddelerin bulunması suda bakteri oluşumunu destekler. Bakteri oluşumu da suda bulanıklığı arttırır. Örnegin N.P gibi maddeleri kullanan algler büyüyerek suda bulanıklığa sebep olurlar. Aynı zamanda suda sıcaklık artışı da mikroorganizma faaliyetlerini hızlandırır. Sonuç olarak bulanıklığın nedeni tamamen inorganik maddeler olabilecegi gibi doğadaki pekçok organik te olabilir.
RENK Sularda renk; yapraklar, kozalaklı ağaç meyveleri, ağaç ve sebze artıkları gibi organik maddelerin suyla temasında çözünmeleriyle meydana gelir. Bu sular pek çok askıda madde ihtiva ederler. Suya renk veren hücreler; tannin, hümik asit ve hümattır (ligninin parçalanmasi ile). Bazan demir suda ferrik humat formunda bulunarak yüksek renk potansiyeli olusturur. Dogal olarak renk içeren sular negatif degerliklidir. Bu yüzden metalik iyonların (demir, alüminyum gibi) koagülasyonu ile renk arıtımı yapılabilir.
KLORÜR Klorür, tüm doğal veya kullanılmış sularda çok yaygın bir şekilde bulunan iyon türüdür. Sulara yer altı formasyonlarından çözünme yolu ile ya da tuzlu su - tatlı su girişimleri sonucu katılabilir. İnsan idrarında günde kişibasına ortalama 6 gr kadar klorür atılmaktadır. Klorürün normal konsantrasyonlarında bir sağlık sakıncası yaratmadığı bilinmektedir. Ancak 250 mg/it'den yüksek konsantrasyonlarda tuz tadı oluşmaktadır. Klorür suyun iletkenligini artırdığı için korozyonu kolaylaştırır. Konsantrasyonların yüksek olduğu sularda klorür; tat, korozif eğilim ya da yumuşatma prosesine ters etki ile varlığını gösterir.
SÜLFAT Sülfat çevre sularına doğal yollardan karışan en önemli iyonlardan biridir. Bütün doğal ğ sularda değişen ğ ş miktarlarda sülfat bulunur. Bazı endüstriyel atık suların sülfat muhtevası fazladır ve doğal sulara karıştıklarında onların da sülfat miktarını artırırlar. Suda yüksek sülfatin anlami; yüksek sertlik, yüksek sodyum tuzu ve yüksek asiditedir. Sodyum sülfat ve magnezyum sülfat, insanlarda müshil etkisi gösterdiklerinden 250 mg/1 üst sınırla sınırlandırılmıştır. ş Hayvanlar için ise bu sınır 1000 mg/l olarak belirlenmistir. Bunun yanında sülfatlar suya acımsı tat verirler. Sülfatlar çimento ile birleştiklerinde de büyük kristallerin meydana gelmesine ve bu nedenle borunun şişmesine ve parçalanmasına sebep olurlar. Korozif etkisinin izlediği konsantrasyon 100-250 mg/lt olarak belirlenmiştir.
ph: ph değeri bir suyun nötr, asit ya da baz oluşunu belirleyen faktördür. H2O>(H+) + (OH-) ph değeri sulu bir çözeltideki hidrojen iyonu konsantrasyonu olup 1-14 arası bir skala ile ifade edilir. Burada ph 0 çok asit, 7.0 nötr ve 14'de kuvvetli baz özelliklerine karşılık gelmektedir. Havuz suyunun ph değeri, çöktürme ve y p ğ,ç filtrasyon, dezenfeksiyon, korozyon etkisi ve yüzenlerin rahatlığı açısından çok önemlidir.
ph Bağımlı Havuz Problemleri Düşük ph Aşındırıcı Derz aralarının aşınması Metal yüzeylerde aşınma Diğer Sorunlar Klor kaybı Göz/Cilt tahrişi Kireç Yapıcı Tıkanmış filtreler Tıkanmış ısı değiştiriciler Azalan sirkülasyon Bulanık ksu Diğer Sorunlar Klor etkisizleşir Göz/Cilt tahrişiş Yüksek ph
Alkalinite: Suyun tamponlanma kapasitesinin miktarsal ölçümüdür. ph'nin değişmeye gösterdiği direncin derecesidir. Suyun içindeki tüm alkali maddelerin tip ve toplam miktarını ifade eder. Düşük alkalinitede ph sürekli değişir ve su korozifdir. Yüksek alkalinitede ph değişmeye direnç gösterir ve su taş yapıcıdır. Alkalinitede önerilen aralık 80-120 PPM (caco3)dir.
Toplam Alkalinite Havuz suyu kimyasında çok önemli Toplam Alkalinite üç şekilde bulunur: Bicarbonate Carbonate Hydroxide 5.0 7.0 8.0 8.2 9.0 10.0 ph
Toplam Alkalinite İle İlgili Havuz Problemleri Minimum Düşük Toplam Alkalinity Ideal 80 100 ppm yüksek ph dezenfektanlar 100 120 ppm düşük ph dezenfektanlar 60 ppm 180 ppm ph Kilitli ph Değişken Bulanık su Derz aralarında aşınma Yüzeylerde parlama Isı değiştirici arızaları Havuz yüzeylerinde pürüz Tıkanmış Filtreler Tıkanmış ısı değiştiriciler Azalmış sirkülasyon Maximum Yüksek Toplam Alkalinite
Kalsiyum Sertliği Toplam sertlik sudaki kalsiyum ve magnesyum iyonlarının konsantrasyonudur. Havuzlarda yalnız kalsiyum sertliği önemlidir. Havuzlarda 200 400 ppm CaCO3 kalsiyum sertliği idealdir.
Katyonlar Anyonlar HCO 3 Ca 2+ CO 2-3 OH - Mg 2+ Na + K + SO 2-4 - Geçici Sertlik, Alkalinite Cl - Kl Kalıcı Sertlik NO 3 -
Toplam Sertlik = Karbonat sertliği ğ (Geçici Sertlik) + Karbonat olmayan sertlik (Kalıcı Sertlik) Alkalinite<Toplam Sertlik Alkalinite = Karbonat Sertliği Toplam Sertlik Alkalinite = Karbonat Olmayan Sertlik Alkalinite Toplam Sertlik Toplam Sertlik = Karbonat Sertliği
Fransız sertlik derecesi Alman sertlik derecesi İngiliz sertlik derecesi Suyun niteliği 0-7 0-4 0-5 Çok yumuşak. Sertlik derecelerine göre sularda sınıflandırma 7-14 4-8 5-10 Yumuşak 14-22 8-12 10-15 Hafif sert 22-32 12-18 15-22 Sert 32 54 18-30 22-35 Çok sert >54 >30 >35 Çok aşırı sert
Kalsiyum Sertliği ile İlgili Havuz Problemleri Minimum Ideal Maximum 150ppm 200 to 400ppm 1000ppm Düşük Kalsiyum Sertliğiğ Aşındırıcı Derz aralarının aşınması Metal yüzeylerde aşınma Kireç Yapıcı Tıkanmış filtreler Tıkanmış ısı değiştiriciler Azalan sirkülasyon Bulanık Su Yüksek Kalsiyum Sertliği
Toplam Çözünmüş Katı Madde Havuz suyundaki toplam çözünmüş madde: Mineraller and kimyasallar Dezenfektanlar ve yan ürünleri Yüzücülerin taşıdıkları (ter, idrar, saç sprayi, losyon, vb) Buharlaşma ile konsantre olur Önerilen maximum kons. 2,500 mg/l
Denge Sayısı (SI) Beş Denge Faktörü ph Toplam Alkalinite Kalsiyum Sertliği Sıcaklık Toplam Çözünmüş ü Katı Mdd Madde
SI=pH +Tf +Cf +Af -TDSf -0.3 and +0.3 arası su dengededir. -0.5-0.4-0.3-0.2-0.1 0 +0.1 +0.2 +0.3 +0.4 +0.5 Corrosion Balanced Water Scaling
SI Hesaplanması Sıcaklık Kalsiyum Sertliği ğ Toplam Alkalinite F Tf Ppm Cf Ppm Af 32 0.0 25 1.0 25 1.4 37 0.1 50 1.3 50 1.7 46 0.2 75 1.5 75 1.9 53 0.3 100 1.6 100 2.0 60 0.4 125 1.7 125 2.1 66 0.5 150 1.8 150 2.2 76 0.6 200 1.9 200 2.3 84 0.7 250 2.0 250 2.4 94 0.8 300 2.1 300 2.5 105 0.9 400 2.2 400 2.6 800 25 2.5 800 29 2.9 TDS Factors = <1,000ppm = 12.11 >1,000ppm 12.22
Havuz suyunu neden ölçeriz? Halk sağlığı ile havuzun sağlığı ve genel bakım için havuz operatörü basit su ölçümleri yapmalıdır.
Parametre Örnek alma sıklığı Birim Minimum Maksimum ph Her gün mg/l 7.2 7.6 Amonyum haftada bir mg/l 05 0.5 Nitrit haftada bir mg/l 0.5 Nitrat Ayda bir mg/l 50 Organik maddeler Ad Ayda bir 35 3.5 için sarf edilen oksijen miktarı Toplam alkalilik Her Hafta 80 120 Serbest klor Günün değişik saatlerinde en az iki defa 0.3 1.5 Bağlı Klor Her gün mg/l 0.2 Kalsiyum Sertliği Ayda bir
TS 11899 YÜZME HAVUZLARI, SUYUN HAZIRLANMASI, TEKNİK İ YAPIM, KONTROL, BAKIM ve İŞLETMESİ GENEL KURALLAR
SORULARINIZ? Erdinc.ikizoglu@ege.edu.tr