devamı:
RO Membranlarının Yapıları ;
RO ünitelerinde kullanılan yarı geçirgen membranlar asimetrik
yoğunlukta dizilmiş polimer tabakalarıdır. Bunlar çok yoğun ve
ince bir bariyer tabakasına sahiptir.(1”/10 milyon inceliğinde)
daha büyük gözenekli tabakalarla da desteklenmiştir. Tuz geçişini
engellemek ve pratikte yeterli su akış oranını sağlamak için
kullanılan madde selüloz asetat olmuştur ve halen de
kullanılmaktadır. Örneğin polimerler yalnız kullanılırlar veya
ince tabaka kompozit membran adıyla polisülfon ile birlikte
kullanılırlar.
RO Operasyonu ;
Bütün ro’ların çalışma prensibi aynıdır. Besleme akımı membrandan
geçerken süzülme gerçekleşir ve su membrandan geçerken mineraller
dışarı taşınarak atılır.
Düşük Basınçlı Sistemler ;
Düşük basınçlı ro üniteleri genelde besleme basıncının 100
psig’den az olduğu sistemlerdir. Membrandaki basınç farkı
azaltılınca su üretimi durur. Alınan tedbir,membrandaki çözünmüş
konsantrasyon farkını azaltana kadar tuz geçişi devam edecektir,
yüksek TDS suyu membranın süzülmüş tarafında ortaya çıkacaktır. Bu
olay TDS krebi olarak tanımlanır.
Yüksek Basınçlı Sistemler ;
100 psig üzerindeki basınç pompalı donanımlar, yüksek basınçlı
sistemler olarak sınıflandırılır. Gerçek operasyon basıncı, 100 -
1000 psig arasında değişir. Bu değişim seçilen membrana ve
arıtılan suya göre belirlenir. Çoğul membran sistemleri
düşünüldüğünde, her modül en az 1, en çok 6 membran içerir ve
çapları 2.5 - 8” arasındadır. Süzme kalitesi, kapasite, debi,
uzaklaştırma yüzdesi ve iyileştirme ile ilgili özel operasyon
istekleri hedefe bağlıdır. Bunlarla ilgili dizayn bilgileri
kullanılan membran ve pompa tipleriyle doğrudan alakalıdır.
Verimi Etkileyen Faktörler ;
RO ile elde edilen su kalitesi, membran tipi, operasyon basıncı,
pH, hamsu karakteristiği ve sıcaklık gibi pek çok etkene bağlıdır.
Ca, Mg ve sülfat gibi 2 değerlikli iyonlar, genel olarak Na ve Cl
gibi tek değerli iyonlara göre daha etkili uzaklaştırılır. Bazı
maddeler, örneğin borat pH’dan önemli oranda etkilenirler. Genelde
yüksek pH’da verim artar.
Basınç ;
RO ’larda operasyon basıncı; besleme suyundaki toplam çözünmüş
katılara ve istenen süzme basınç verimine bağlıdır. TDS, sistemin
osmotik basıncına karar verir. 100 mg/lt TDS 1 psi’ye karşılık
gelir. Besleme, osmotik basınç farkı ile süzme basıncı toplamından
büyük olmalıdır. Bu yüzden deniz suyu arıtımı tuzlu suya göre çok
daha yüksek basınç ister. Ek olarak basınç farkının artması, süzme
kalitesini artırır. Tuz geçişi sabit iken, su basıncı artırılır ve
daha yüksek kalitede su elde edilir. RO sistem basıncını
artırarak, istenildiği kadar çok su elde edilebileceği düşünülse
bile bu doğru değildir. Membran üreticileri max debiye göre,
günlük su debisine ve yüzey alanına göre dizayn yaparlar. Bu,
konsantrasyon kutuplaşması olarak bilinen, membran yanında mineral
yapılmasından dolayıdır. Bundan başka, membranlar zamanla
basınçtan dolayı sıkışırlar. Buda, içinden geçen suyun difüzyonunu
yavaşlatır ve üretim oranı (debi) azalır.
Sıcaklık ;
Besleme suyu sıcaklığındaki artış, süzme akışını artırır, fakat
süzme kalitesini etkilemez. Membran yapısının seçiciliğine bağlı
olarak, bu ısı etkisi 1 fahrenheit başına % 1.5-2 olabilir.
Sıcaklığın artması yanlızca, membranın özel operasyon maximumunun
altında faydalı olur. Bunun üstüne çıkan sıcaklıklarda membran
zarar görür.
İyileştirme Yüzdesi ;
Membranın çalıştığı iyileştirme yüzdesi direk olarak süzme
kalitesini etkiler. Organikler, pirojenler(ateş), hücreler,
virüsler ve bakteriler gibi iyonik olmayan bileşiklerin
eliminasyonu filtrasyon prosesidir. Bakteri konsantrasyonunun çok
yüksek olduğu durumlarda da süzme akımında bulunabilirler. Membran
gözeneklerinden geçerken , buralara yerleştikleri kesin olmamakla
birlikte, böyle olabileceği kabul edilir. Dolayısı ile ro öncesi
bakteriyolojik arıtım yapılmalıdır.
Membran Ömrünü Etkileyen Faktörler ;
Dizayn performansını ortaya çıkartmak için, süzme kalitesi ve
operasyon verimini düşüren faktörler göz önüne alınmalıdır.
Alçaltma, inorganik, organik yada mikrobiyolojik üremeden dolayı
ortaya çıkan üretimdeki azalmadır. Veya alçalma, membran yüzeyinde
geri dönülemez hasarlardan dolayı olan su kalitesindeki düşüş
anlamına da gelebilir.
İnorganik Kirlenme ;
En yaygın inorganik kirlenme problemleri, uygun ön arıtımın
yapılması ile ortadan kaldırılabilir.
Askıda Katı Maddeler ;
Tipik filtrasyon ihtiyacı, delikli geçiş membranında max 5 micron
büyüklük ve spiral sarılı membranlarda da besleme hızına bağlı
olarak 25 micron veya daha küçüktür. Bulanıklık genelde 1 NTU dan
küçük olarak düşünülür.
Bikarbonat Alkalinitesi ;
Bütün sular kalsiyum bikarbonat içerir ve kalsiyum karbonat
formuna dönüşebilir veya en son aşamada çökelti oluşturabilir ve
membranı tıkar. Bu problemden kaçınmak için; besleme suyu ya
yumuşatılır yada kalsiyum karbonat çökeltisini önlemek amacıyla pH
azaltmak için asitle arıtma yapılır. Genelde, küçük ro üniteleri
yumuşatma, büyük ünitelerde pH kontrolü kullanır. Membran kalsiyum
karbonatla tıkanmışsa, asitle yıkama yolu ile temizlenebilir.
Hazırlanmış asitli yıkama aparatları, genel olarak sitrik asit
veya fosforik asit ile yapılır.
Kalsiyum Sülfat ;
Kalsiyum sülfat suda sınırlı çözünürlükte bulunur. Eğer suda
bulunuyorsa, besleme suyu, süzülme ile tuzlu su bölümünden
geçerken, konsantrasyonu artar ve çökelti oluşturarak membranı
tıkar. Besleme suyunun ön yumuşatma ünitesinden geçirilmesi veya
antisikalantlarla arıtımı yapılır. Kalsiyum sülfatla tıkanan
membranlar, asitle arıtılarak temizlenebilir. Kalsıyum sülfatı
asitle uzaklaştırmak, kalsiyumkarbonata göre daha zordur.
Demir, Manganez, Silikat ve Kolloidal Madde ;
Sudaki çözünmüş demir hava ile temas ettiğinde demirhidroksit
ve/veya demiroksit oluşturacak şekilde okside olur veya çökelir.
Bu jelatinimsi bir çökeltidir ve membranı tıkar. Eğer demir
miktarı 0.05 - 0.5 mg/lt arasında ise önarıtımla
uzaklaştırılmalıdır. Demir tıkanması, korozyon ürünlerinden dolayı
olabilir. Manganez, silikat, alüminyum ve kolloidal maddelerden
kaynaklanan problemler de demir ile aynıdır.
Organik Kirlenme ;
Membran organik maddelerden dolayı tıkanırsa, deterjanla veya
kostik soda ile temizlenebilir. TFC membranlarının, selülozik
membranlara göre daha geniş pH aralığı toleransına sahip
olduğundan, kolay temizlenebilir oldukları düşünülür.
Mikrobiyolojik Kirlenme ;
Selüloz asetat membranları mikrobiyolojik üremeyi desteklerken,
poliamid tipi membranlar desteklemez. Her ikiside mikrobiyolojik
kirlenme problemi ile karşılaşabilir. Selüloz asetat membranları,
besleme suyunun klorlanması ile, bu kirlenmeden uzak tutulur.
Poliamid membranları klorun oksidatif özelliğini tolare edemez.
klorlanmış besleme suyu, sisteme girmeden önce arıtılmalıdır.
Oksidasyon ;
Öncelikle TFC membranları ile ilgilidir ve klora karşı dayanım
olduğu zaman düşünülür. Bununla birlikte her oksiden aynı etkiye
sahip değildir. Membran aşırı okside edici kimyasala maruz
bırakılırsa sistem çöker ve kabul edilemez tuz geçişleri ortaya
çıkar.
Hidroliz ;
Selülozik membranları ilgilendirir ve TFC’lerin oksidasyonu ile
paralellik taşır. Aynı şekilde hidroliz ile sistem zarar görebilir
ve aşırı tuz geçişi ortaya çıkar. Buda oksidasyonda olduğu gibi
geri dönülemez bir zarardır. Membranın beslediği suyun pH’ı
arttıkça, hidroliz daha çabuk ortaya çıkar. Genelde pH max 8 - 8.5
ile sınırlandırılır.
Polarizasyon (Kutuplaşma) ;
Membran, mineral konsantrasyonu çok farklı olan durgun iki
çözeltiyi yanyana bulundurur. Bu konsantrasyon polarizasyonu
olarak adlandırılır ve membran tipi için yapılan max süzme akışı
ile membran üreticisi tarafından düzenlenir. Membran süzmesi,
polarizasyon ne kadar çok sürerse o kadar çok olur.
Drenaj Bağlantısı ;
RO sistemi, besleme ve drenaj suyu arasındaki potansiyel geçiş
bağlantısını temsil eder ve bu yüzden uygun drenaj bağlantısı, su
besleme hattına hastalık yapıcı bakterilerin geçişini engelleyecek
şekilde yapılmalıdır.
Yapı Malzemeleri ;
Modüller 200 psig’de çalışır ve tamamıyla plastik
malzemedendirler. Plastik malzemenin sıcaklık limitleri, membranın
sıcaklık limitlerini geçer. 400 psig ve üzerindeki çalışmada, bazı
bölümler 304 paslanmaz çelikten, bronzdan veya pirinçten yapılır.
