NEHİR SUYUNDAN İÇME SUYUNA Su canlıların yaşamlarını sürdürebilmeleri için gerekli ve vazgeçilmez olan tatsız ve kokusuz bir maddedir. Su canlı yaşamının en temel maddesidir Dünya üzerinde farklı şekillerde bol miktarda bulunur. Canlıların temel birimi hücreden başlayarak, dokularda, organlarda ve sistemlerde karakteristik bir nitelik olarak gözlenen madde alışverişi (özümleme, metabolizma, salgı ve boşaltım) aslı su olan sıvı bir ortamda oluşur. Su, bir besin maddesi olmasının yanında, içerisinde bulundurduğu mineral ve bileşiklerle vücudumuzdaki her türlü biyokimyasal reaksiyonların gerçekleşmesinde inanılmaz derecede etkin rol oynamaktadır. Yeryüzünün yaklaşık üçte ikisini kaplayan su, insan ve diğer canlılar için yaşamsal bir öneme sahiptir. Örneğin, insanın %70 i sudur. Normal bir insanda yaklaşık 35 litre su bulunur. İnsan her gün terleme ve boşaltım sistemleriyle yaklaşık 2,5 litre su kaybeder. Vücudumuzun ph dengesinin korunmasından başlayarak, hücrelerdeki moleküllere ve organellere dağılma ortamı oluşturmasına; besinlerin, artık maddelerin ilgili yerlere taşınmasına kadar pek çok görev alır. Bu nedenle susuz hayat düşünülemez. Su canlının ve canlılığın her şeyidir. Su hidrojen ve oksijen atomlarından oluşmuş H 2 O formülüne sahip moleküler bir maddedir. Su 0 0 C nin altına buz (katı), 100 0 C nin üstünde buhar (gaz) olarak bulunur. 0 0 C ve 100 0 C arasında ise sıvı halde bulunur. Özellikleri itibariyle kokusuz, tatsız, renksiz saydam bir sıvıdır. Su, aynı zamanda canlılar için bir yaşam ortamıdır 1
Su Kaynakları Dünya daki su doğal olarak farklı şekillerde ve yerlerde bulunur: Havada, Yüzeyde, Yer altında Okyanuslarda. Su Kaynakları Tatlı su Dünya daki suyun sadece %2.5 lik kısmını oluşturur ve bunun çoğu buzullar ve buz tabakaları içerisinde donmuş haldedir. Kalan donmamış haldeki tatlı su başlıca yeraltı suyu olarak bulunur. Sadece küçük bir kısmı yer üstünde ya da hava da bulunur Su Kaynakları İçme Suyunun Özellikleri Tortusuz, kokusuz, renksiz, berrak ve içimi hoş olmalıdır. Suda fenoller, yağlar gibi suya kötü koku ve tat veren maddeler bulunmamalıdır. Yeterli derecede yumuşak olmalıdır. Hastalık yapan mikroorganizma içermemelidir. Suda sağlığa zararlı asal maddeler bulunmamalıdır İçme Suyunun Özellikleri İçme kullanma suyunda Florür/lt. 1 2 mg bulunması normaldir ve standarda uygundur. Florür azlığı (lt. de 1 mg dan az olması) çocukluk çağında diş çürüğü oranının yüksek bulunması nedenidir. Bu durum yalnız süt dişleriyle ilgili değil kalıcı dişlerle de ilgilidir. Bu yüzden genel olarak flor miktarı az içme suyu kullanan toplumlarda diş çürüğü oranı yüksektir. İçme Suyunun Özellikleri İçme suyundaki Florür miktarı 2 mg dan fazla ise bu tür su kullanan nüfusun dişlerinde kahverengi çizgiler bulunur. Bu bulguya diş flourozisi adı verilir. Ancak bu sonuncu değişiklik dişin çürüme niteliğini etkilemez. Yalnız bir estetik sakınca oluşturur İçme suyunda florür miktarı az olan yerlerde nüfusun diş çürüğünden korunması için içme suyuna dışardan Florür eklemek ya da süte Florür katmak gibi önlemler gelişmiş ülkelerde halk sağlığı uygulamaları arasında yer alır. 2
Yumuşak ve Sert Su İçerisinde kalsiyum, magnezyum katyonları bulundurmayan ya da çok az miktarda bulunduran sular yumuşak sudur. Yumuşak ve Sert Su Yağmur suları yeryüzünde ve yer altında deniz ve göllere doğru ilerlerken kireçli topraklardan geçerken kireci çözerler. Sulardaki sertlik iki türlüdür. Bunun sonucunda Ca 2+ iyonları suya karışır. Bikarbonat ın (HCO 3- ) oluşturduğu geçici sertlik Kalsiyum ve magnezyumun oluşturduğu kalıcı sertlik Benzer şekilde toprak katmanlarından geçen sulara Mg 2+ iyonları karışır. Yumuşak ve Sert Su Kireçli su olarak ta adlandırılan sert suların tadı acıdır. Ancak sağlık açısından bir tehlike teşkil etmezler. Hatta Ca 2+ kemik gelişimi açısından önemli olduğu için bazı durumlarda sert sular daha faydalı olabilir. Ancak sert sular temizlik için kullanıldığında sabunun köpürmesini engeller. Çaydanlık, kazan ve sıcak sert suyun geçtiği boruların içerisinde taş oluşumuna neden olur. Su Kirliliği İnsan ve canlı yaşamı açısından hayati öneme sahip olan suyun kullanılabilir olması için tehlikeli kimyasallardan ve bakterilerden temizlenmiş olması gerekir. Ayrıca insanlar tarafından kullanılan suyun belirli standartlara uyması gerekmektedir. Aksi taktirde kullanımı zararlı sonuçlar doğurabilir. Günümüzde teknolojinin gelişmesi, hızlı nüfus artışı gibi nedenlerden dolayı su kaynakları aşırı derecede kirlenmektedir. Su Kirliliği Yerleşim yerlerinin ve fabrikaların atık suları derelere ve göllere bağlanmaktadır. Atık sulardaki kimyasal maddeler ve organik bileşikler suda çözünen oksijen miktarının azalmasına neden olmaktadır. Bu da suda yaşayan hayvan ve bitkilerin ölüm oranını yükseltmektedir. Hatta bazı dere ve göllerde canlı yaşamının tamamen sona erdiği belirtilmektedir. Su Kirliliği Doğal dengeyi bozan ve su kaynaklarını kirleten etkenleri ortadan kaldırmak için son yıllarda yoğun çalışmalar yapılmaktadır. Bunun için; Yerleşim yerlerinin atık suları artıma istasyonlarından geçirildikten sonra tabii su kaynaklarına verilmekte, Fabrikalara filtre ve arıtma tesisi konmakta, Doğaya zarar vermeyecek yeni ürünler elde edilmektedir. 3
Su Arıtma İçilmesinde, kullanılmasında veya çevreye bırakılmasında sakınca bulunan suların, kirletici parametrelerinden arındırılmasına su arıtma denir. Su Arıtımı Fiziksel İşlemler Izgaradan Geçirme: Ham suda bulunan, ağaç dalları ve bunlara benzer irilikteki yabancı maddeler elek ve ızgaralarla tutulur. Su arıtımı iki aşamada yapılır: Fiziksel arıtma Kimyasal arıtma Sedimantasyon: Sedimantasyon havuzunda bekletilen suda askıda bekleyen katı maddeler kendi ağırlıkları ile çökerler. Koagülasyon: Çökeltme havuzlarında suya bir koagülant (pıhtılaştırıcı) katılması ile askıdaki katı maddelerin çökeltilmesi kolaylaştırılır. Koagülasyon, kolloidal taneciklerin kolayca çökebilecekleri biçimde bir araya gelmeleri anlamına gelir. Su Arıtımı Fiziksel İşlemler Flotasyon: Su içinde süspansyion halinde bulunan düşük yoğunluklu katı partiküllerin çökelme hızı çok yavaştır. Bunları sedimantasyon tankı içinde kısa sürede çökeltebilmek mümkün olmaz. Bu tanecikler en kolay şekilde flotasyon yapılarak sudan uzaklaştırılabilir. Flotasyon su içinde askında bulunan katı partiküllerin hava kabarcıkları yardımı ile yüzdürülerek yüzeyde toplanması işlemidir. Yüzmeyi kolaylaştırmak için su içine yüzey aktif maddeler katılabilir. Filtrasyon: Çökelme havuzlarının üst kısmından alınan duru suyun içinde kalan küçük taneciklerin süzülerek tutulması gerekir. Bu amaçla kum filtreleri kullanılır. Kum filtreleri ikiye ayrılır: Yavaş süzen kum filtreleri Hızlı süzen kum filtreleri Kimyasal Arıtma Doğal sular içinde çeşitli cins ve miktarda safsızlık bulunabilir. Kullanım amacı düşünülerek suların kimyasal olarak arıtılması ve içinde bulunan safsızlıkların giderilmesi veya belli sınırların altına düşürülmesi gerekir. Fazla miktarda çözünmüş tuz içermeyen berrak haldeki sular hiçbir arıtmaya gerek duyulmadan içme suyu veya endüstriyel amaçlı kullanılabilir. Ancak fazla miktarda çözünmüş tuz içeren suların sertliğinin giderilmesi gerekmektedir. Kimyasal Arıtma Suları kimyasal olarak arıtılması iki ana grupta toplanabilir: Kimyasal çöktürme yoluyla yapılan arıtma işlemleri Soğuk kireç-soda yöntemi Sıcak kireç-soda yöntemi İyon değiştirici ile yapılan artıma işlemleri Katyon değiştiriciler ile sertliğin giderilmesi İyon değiştiriciler ile demineralizasyon Kimyasal Arıtma-Kimyasal Çöktürme ile Arıtma Suda sertliği meydana getiren kalsiyum ve magnezyum iyonlarının suda çözünmeyen bileşikler haline getirilerek çökeltilmesi veya bu iyonların sodyum iyonu ile yer değiştirmek suretiyle uzaklaştırılması işlemine suların yumuşatılması denir. Suların sertliği aşağıdaki amaçlarla giderilir: Su içindeki kalsiyum ve magnezyum iyonları sabun ile birleşerek suda çözünmeyen iyonlar oluşturur. Bu da sabunun köpük oluşumuna ve temizleme özelliğini göstermesine engel olur. Sertliği yüksek olan sular çamaşırların lekelenmesine neden olur. Sert sular kaynatıldıkları kapların diplerinde bir taşlaşmış tortu tabakası meydana getirir. Gıda endüstrisinde kullanılan sular ürün kalitesi üzerinde olumsuz etki yapar. 4
Kimyasal Arıtma-Kimyasal Çöktürme ile Arıtma Soğuk Kireç-Soda Yöntemi Bu yöntem kalsiyum karbonatın ve magnezyum hidroksitin sudaki çözünürlüklerinin küçük olması temeline dayanır. Uygun miktarlarda suya atılan kireç ve soda suya sertlik veren magnezyum ve kalsiyum iyonları ile reaksiyona girerek sodyum hidroksit ve kalsiyum karbonat bileşiklerini oluşturur. Oluşan bu bileşikler çamur halinde çökerek sudan ayrılır. Sıcak Kireç-Soda Yöntemi Sıcaklık arttıkça kalsiyum karbonat ve magnezyum hidroksitin çökelme hızları artar. Böylece çökeltmek için gerekli olan kireç miktarı azaltılmış olur. Kimyasal Arıtma-İyon Değiştiriciler ile Yapılan Arıtma İşlemleri Katyon değiştiriciler ile sertliğin giderilmesi Taşımış oldukları sodyum iyonlarını su içinde bulunan Ca 2+ ve Mg 2+ iyonları ile değiştirebilir. İyon değiştiricilerle demineralizasyon Sularda yalnız sertlik yapıcı iyonları değil su içinde bulunan diğer iyonları da uzaklaştırmak için iyon değiştirici reçinelerden yararlanılır. Kimyasal Arıtma-İyon Değiştiriciler ile Yapılan Arıtma İşlemleri Suların Mikroplardan Temizlenmesi Kaynatma: Su 5-10 kaynatıldığı zaman içindeki mikropların hepsi ölür. Ultraviyole Işınlar ile Dezenfeksiyon: Dalga uzunluğu 100-3900 A 0 olan ultraviyole ışınlar kullanılır. Bu ışınlar her türlü mikrobu öldürür ama bu yöntem oldukça pahalıdır. Ozonla Dezenfeksiyon: Ozon kuvvetli bir yükseltgen ve bakteri öldürücüdür. Kimyasal Arıtma-İyon Değiştiriciler ile Yapılan Arıtma İşlemleri Suların Mikroplardan Temizlenmesi Klorla Dezenfeksiyon Kolay uygulanabilmesi ve ucuz oluşu sebebiyle şehir sularının dezenfeksiyonunda en çok kullanılan yöntemdir. Klor yükseltgen bir madde olup, sularda organik ve anorganik maddelerin yükseltgenebilecek türlerini yükseltger. Bazı maddeleri de absorblayarak etkisiz hale getirir. Mikrop öldürücüdür. Bakterileri öldürme gücü sıcaklıkla artar. Kireç Kaymağı ile Dezenfeksiyon Bu maddenin kullanılması çok eskidir Kireç kaymağı suya ilave edildiği zaman ortamda Ca 2+, OH -, Cl - ve ClO - iyonları meydana gelir. Bu iyonlardan etkili olan ClO - (hipoklorit) dir. Hipoklorit çeşitli reaksiyonlarla klor (Cl) ve oksijen (O 2 ) meydana getirir ki bunlar dezenfektan maddelerdir. Suyun Arıtılması İyon Değiştirme Suyun Arıtılması Distile Su İyon değiştirme bir iyonun diğer bir iyonla yer değiştirmesidir. Bu işlem için reçineler kullanılır. Distile su kaynama kazanında, paslanmaz çelik ısıtıcılarla buhar haline getirilen suyun, soğutma suyunun dolaştığı serpantide yoğunlaştırılması ile elde edilir. Reçineler katyon değiştirici ve anyon değiştirici veya bunların kombinasyonu olabilir. Katyon değiştirme veya baz değiştirme, pozitif bir iyonun diğer bir pozitif iyonla yer değiştirmesidir (Doğal sularda katyonlar: Ca 2+, Mg 2+, Na +, H +, Fe 2+ ve Mn 2+ ) Anyon değiştirme bit iyonun diğer bir iyonla yer değiştirmesidir (doğal sulardaki anyonlar genel olarak: Cl -, SO 4 2-, NO 3- ) 5
Suyun Arıtılması Ters Osmoz Ters ozmoz teknolojisi, bilinen en hassas membran filtrasyon teknolojisidir. Atık suyun yeniden kullanılabilmesini sağlamak amacıyla, genellikle endüstriyel atık su arıtımında kullanılan çözünmüş anorganik ve organik maddelerin sudan uzaklaştırılması yada geri kazanılması amacıyla yüksek basınç uygulanan bir sistemdir. Ters ozmoz işleminin çalışma prensibi cihaz üzerinde bulunan membranlar sayesindedir. Su membranlar üzerinde bulunan gözeneklerden, yüksek basınç altında geçmeye zorlanır. Bu işlem esnasında su molekülleri ve bazı inorganik moleküller bu gözeneklerden geçebilirken suyun içindeki maddelerin çoğu bu gözeneklerden geçemez ve konsantre su olarak dışarı atılır. 6