Su İçin Aktif Karbon Filtresi
Enis Burkut
Makine Yüksek Mühendisi
enis@burkut.com.tr
Mart 2011
Suda istenmeyen koku, tat ve organik giderimi için kullanılan Aktif Karbon Filtresini iyi tanırsak yanlış uygulamaları önleyebiliriz.
Öncelikle çok önemli bir bilgiyi yazının başında okuyuculara aktarmak isteriz:
Aktif Karbon (Aktif Karbon) filtresi koku, tat, renk ve organik giderimi için kullanılır. Aktif Karbon filtresi "mekanik" bir filtre olarak kullanılmamalıdır, yani suda bulunan katı maddeler ve bulanıklığı oluşturan çok ince katılar Aktif Karbon filtresi öncesi kaliteli filtreler ile süzülmeli, daha sonra su Aktif Karbon filtresine gönderilmelidir. Çünkü, sünger gibi mikroskopik gözenekleri olan Aktif Karbon maddesi içine giren katıların ters yıkama ile dışarı atılmasına imkan yoktur. Resim 1’de aktif karbon parçacıkları görünüyor.
Hindistan cevizi kabuğu, odun, kömür gibi bazı tabii malzemelerin oksijensiz ortamda yüksek sıcaklıkta ısıtılması sonucu elde edilen Granül halindeki Aktif Karbon, tabii sünger gibi yüksek miktarda çok küçük gözenekler içerir. Bir cm3 Aktif Karbon parçacıkları içindeki gözeneklerin açılımı bin metrekare kadardır. Bu gözenekler, Aktif Karbon parçacıkları çevresinden geçen su içindeki bazı maddeleri kendi üzerlerine çekme özelliğine sahiptir. Tam olarak ayni fizik kaidesi olmasa da, Aktif Karbon'un bu fiziksel özelliğini evlerdeki televizyon ekranının ortamdaki tozları üzerine çekmesine benzetebiliriz. Bu fiziksel çekim gücü "ADSORBSİYON" veya "VAN DER WAAL" gücü olarak adlandırılır. Bu tabii güç Aktif Karbon'un yüzeyi ile tutulacak olan madde veya molekülün birbirine yakınlığı ile orantılıdır; suyun sıcaklığı ve basıncı bu gücü etkilemez. Resim 2’de bir aktif karbon parçacığı kesitinin mikroskopta görüntüsü görünüyor.
Fiziksel güç ile Aktif Karbon tarafından tutulmuş olan maddelerin bazıları Aktif Karbon'un kendisi ile kimyasal bir reaksiyon yapabilir. Örneğin, su içinde bulunan serbest ozon veya aktif klor (hipoklorit) molekülü Aktif Karbon ile birleşip karbondioksit – CO2 gazı üretir.
Parçacık şeklinde bulunan Aktif Karbon’un bir tank içine yerleştirilmesi sonucunda (kuartz kumlu filtre gibi) "Aktif Karbon Yataklı Filtre" meydana gelmiş olur. Ancak, sudan alınmak istenen malzeme türüne göre Aktif Karbon’un türü, yatak kalınlığı ve su hızı tayin edilir. Piyasada birçok Aktif Karbon türü ve markası bulunduğundan seçim işini bir uzman şirketin yapması yanlış yatırımı önler.
Bazı su filtrasyonu uygulamalarında, özellikle su debisinin 5 – 10 m3/h’ı geçmediği durumlarda, "Aktif Karbon Yataklı Filtre" yerine "Aktif Karbon Kartuşlu Filtre" kullanılabilir. Kartuş filtrelerde Aktif Karbon kalınlığı azdır, bu nedenle su geçiş hızları düşük alınmalıdır. Kartuş içindeki Aktif Karbon miktarı da az olduğu için bunların organik tutma miktarları da çok kısıtlıdır. Bu özelliklerine rağmen Aktif Karbon kartuş filtrelerin birçok uygulama alanı vardır. Resim 3’de otomatik ters yıkamalı bir aktif karbon filtresi görünüyor.
Aktif Karbon filtresi genelde renk ve koku giderici olarak bilinir. Oysa Aktif Karbon suda istenmeyen başka maddeleri de sudan giderir: serbest klor, serbest ozon, trihalometan tabir edilen klor bileşikleri, bazı organikler, hümik asit, yağ, zirai ilaçlar ve koloidal tabir edilen çok küçük katılar gibi.
Yukarıda sözü edilen renk ve koku giderme görevi yanında Aktif Karbon filtresi su ile beraber gelen katı cisimleri de birkaç mikron seviyesine kadar filtreler, fakat Aktif Karbon filtresinin katıları ayıracak bir filtre olarak kullanılması yanlış olur ve bu uygulama ekonomik de değildir. Çünkü katı cisimler Aktif Karbon’un içindeki gözeneklere tutunurlar ve ters yıkamalar ile atılamazlar. Zaten Aktif Karbon’un yoğunluğu çok düşük olduğundan filtrenin ters yıkaması sırasındaki su hızı da çok düşük tutulur, dolayısı ile, tutulmuş katıların düşük su hızı ile ters yıkama sırasında filtreyi terk etmeleri mümkün olmaz. Aktif Karbon filtresine sudaki katılar da gelirse, Aktif Karbon malzemesi kısa zamanda özelliğini kaybeder, esas görevini yapamaz hale gelir. Bunun sonucunda Aktif Karbon malzemesi filtre tankı içinden çıkarılarak atılır, yerine yeni Aktif Karbon malzemesi konur. Aktif Karbon malzemesini çok sık yenilemek bir işletme için hiç ekonomik değildir.
Suda bulunan çözünmüş maddeler ile beraber katı cisimlerin de tutulması isteniyorsa Aktif Karbon filtresinden önce suyun çok iyi filtrelenmesi uygun olur. Tek bir filtre ile hem katılar hem de kokular alınmak isteniyorsa KARTUŞ şeklindeki Aktif Karbon filtreler tercih edilmelidir. Kartuş filtreler sık aralıklar ile değiştirildiğinden ters yıkama işlemi uygulanmaz ve değiştirilen kartuş ile beraber tutulan katılar da atılmış olur.
Aktif Karbon Filtrenin İlk Devreye Alınışı: Aktif Karbon'nin ilk kullanılışında, tank içine yerleştirilen Aktif Karbon öncelikle ıslatılır ve yaklaşık 24 saat kadar su içinde bırakılır. Daha sonra Aktif Karbon ters yıkama ve durulama işlemleri yapılır.
Aktif Karbon'nin işletilmesi sırasında dikkat edilmesi gereken hususlar:
1. Ters Yıkama: ilk defa işletmeye sokulacak Aktif Karbon'nın en az 30 dakika süre ile ters yıkanması ve daha sonra durulanması iyi olur. İşletme sırasında da periyodik olarak ters yıkama ve durulama işlemleri yapılır. Ters yıkama sırasında Aktif Karbon filtrenin ürettiği temiz su kullanılmalı ve Aktif Karbon yatağının %30 kadar kabarması sağlanmalıdır.
2. Aktif Karbon'da en çok korkulan şey Mikrobiyolojik üremedir. Mikrobiyolojik üremenin kontrol altında tutulması için filtrenin giriş - çıkış basıncı sürekli olarak gözlenir ve periyodik olarak çıkış suyunda bakteri sayımı yapılır. Çok gözenekli bir malzeme olan Aktif Karbon bakterilerin üreyebilmesi için çok uygun bir ortamdır. Aktif Karbon filtresinden klorlu su geçse dahi bakteri üremesinin önüne geçmek imkansızdır. Mikrobiyolojik üremenin engellenmesi için fiziksel ve kimyasal yöntemler ile sterilizasyon yapılmalı ve Aktif Karbon filtresinin sağlıklı kullanımı sağlanmalıdır.
Klor ve ozon gibi oksidan malzemeler Aktif Karbon içindeki mikrobiyolojik üremeyi gidermez, çünkü oksidan malzemeler Aktif Karbon yatağının üst kısımlarında Aktif Karbon ile kimyasal reaksiyona girer ve CO2 gazı oluşturur, Aktif Karbon yatağının alt kısımlarındaki mikroplar yaşamaya ve üremeye devam eder. Bakteri üremesine karşı diğer bir yöntem Aktif Karbon parçacıklarından oluşan filtre yerine Resim 4’de görünen Aktif Karbon içeren kartuşlu filtre kullanmaktır. Bakterinin üreme süresi bellidir, bu sürelerden önce kartuşlar yenilenir ve böylece bakteri sorunu yaşanmaz.
İşletmeye zarar vermeyecek, sağlıklı çalışan ve uzun ömürlü bir Aktif Karbon filtreye sahip olabilmek için, bu filtreyi bu konuda uzman bir şirkete imal ettirmek en doğru yoldur.
Bazı uygulamalarda, içine gümüş iyonları emdirilmiş Aktif Karbon kullanıldığını okuyoruz. Gümüşün bakteri yok etme özelliği sayesinde Aktif Karbon parçacıkları sağlıklı kalabilir. Gümüş emdirilmiş Aktif Karbon’u biz uygulamadığımız için bu konuda daha geniş bilgi veremiyoruz.
3. Karbon tozlarının kaçması: Aktif Karbon filtrelerden geçen su içinde pudra şeklinde çok küçük karbon parçaları bulunabilir. Aktif Karbon filtrenin kullanıldığı işletmenin hassasiyetine göre Aktif Karbon filtreden geçen su çok hassas kartuş filtreler tarafından tekrar filtrelenir. Gıda sanayiinde Aktif Karbon'dan sonra bir mikron veya daha hassas kartuş filtreler kullanılarak Aktif Karbon tozlarının prosese girmesi engellenir.
4. Ters ozmoz cihazı öncesi Aktif Karbon filtre kullanıldığında, Aktif Karbon filtre içinde üreyen bakterilerin membranlara getirebileceği sorunlar göz önüne alınmalıdır. Ayrıca, 3. paragrafta sözü edilen ince karbon tozların ters ozmoz membranlarına zarar verdiği de gözlemlenmiştir. Ters ozmoz sistemlerinde bu iki sorun için önlem alınması şarttır.
Her filtre gibi, Aktif Karbon filtrenin de uygulaması ve işletilmesinin birçok püf noktaları bulunmaktadır. Aktif Karbon mekanik bir filtre olmadığı için mekanik filtrelere göre daha çok sorunlar yaşayan bir filtredir. Bu sebeple Aktif Karbon filtrenin satın alınmasında ve işletilmesinde daha çok titizlik gösterilmelidir. Aktif Karbon filtre uzman bir kuruluştan satın alınırsa işletme hataları en aza iner ve işletme zarar etmez görüşündeyiz.
