DENİZ SUYUNDAN KULLANIM SUYU ÜRETİMİ ÜZERİNE

Enis Burkut
Makine Yüksek Mühendisi
enis@burkut.com.tr

Kasım 2014 
TERS OZMOZ Tekniği ile deniz suyundan şehir suyu, kullanım suyu, sanayi proses suyu ve tarım sulama suyu üretimi son 40 yıldıryapılıyor ve bu tesislerin sayısı gün geçtikçe artıyor. Deniz suyundan yararlanmak dünya üzerindeki kullanılır su miktarı artırıyor.

Deniz suyundan şehir suyu üretimi artık “rayına oturmuş” bir yöntemdir, çünkü yaklaşık kırk yılı aşkın bir süredir dünya üzerinde, kaynak suları kısıtlı olan şehirlerin, sanayi tesislerinin ve tarım sulama suları deniz suyundan üretiliyor.  ABD’deki bir medya’dan aldığımız bir bilgiye göre, bugün dünya üzerinde 20.000’i aşkın şehir ve kasaba deniz suyundan şehir suyu üretiyor.

Örneğin, turizm mevsiminde nüfusu çok artan Akdeniz adalarının bir çoğunun şehir suyu deniz suyundan elde ediliyor.  Akdeniz’de ilk kez böyle bir tesis Malta adasında kurulduğu için, Malta adasındaki bu sisteme ait bilgiler ters ozmoz ile ilgili yayınlarda görülmektedir. Arap yarımadasında su kıtlığına karşılık petrol bolluğu olduğundan ve elektrik ucuza mal edildiği için, Arap yarım adasındaki petrol ülkeleri deniz suyundan şehir suyu üretimi tekniğinin öncülüğünü yapmıştır.

Deniz suyundan şehir suyu üretimi sistemlerinin en önemli bölümü, hatta sistemin “kara ciğeri” diyebileceğimiz bölümü T.O. - TERS OZMOZ cihazıdır.  T.O. cihazı deniz suyu içindeki tuzların %99’unu sudan ayırdığı için, elde edilen suyun kalitesi birçok şehir suyunun kalitesinden daha yüksek olur.  T.O. cihazı en çok sudaki sertliği (Kalsiyum RESİM 1 ve Magnezyum) sudan ayırdığından, T.O. ile elde edilen su içindeki sertlik çok düşük olur.  Bu sebeple, T.O. ile üretilen bazı şehir sularına,şehir şebekesine verilmeden önce suya mineraller ilave edilir.

T.O. cihazı deniz suyundan yalnız tuzları ve sertliği ayırmakla kalmaz, sudaki bütün biyolojik maddeleri, organik malzemeleri ve kirlilikleri de sudan ayırır ve sağlıklı kullanma ve içme suyu üretir.

Kaynak sularının az olduğu kurak bölgelerdeki denizlere akar sular az su getirdiği için, Akdeniz gibi denizlerin tuzluluğu yüksektir: 35.000 mg/litre gibi. Hatta Kızıl Deniz’de tuzluluk 43.000 mg/litre seviyesine kadar çıkar.  Bu kadar tuzlu olan suların T.O. tekniği ile tuzsuzlaştırılmasında kullanılan pompalar 65 – 75 bar gibi yüksek basınçta çalışırlar, dolayısı ile, deniz suyundan elde edilen su sisteminin en büyük gideri ELEKTRİK gideridir (3 – 4 kWh/m3).  Elektrik ücretinin yüksek olduğu ülkelerde T.O. tekniği ile deniz suyundan şehir suyu üretmenin bedeli yüksek olur.  ABD, Kalifornia’da bulunan LongBeach bölgesinde kurulmuş olan deniz suyu tuzsuzlaştırma tesisinin işletilmesi elektrik gideri sebebi ile durdurulmuş.  O bölge halkı kendi kendini eğiterek SU TASARRUFU tedbirleri almış ve mevcut su kaynaklar ile yetinmeyi öğrenmiştir. 

LongBeach bölgesinde “kısıtlı kullanım suyu” olmasaydı tabii ki deniz suyu tuzsuzlaştırma sisteminden vaz geçmezlerdi.  Suyu az olan bölgeler denize yakınsa, ya deniz suyundan yararlanacak veya Resim 2 çok uzak mesafelerden su getirecek ve bir ihtimal suyun sevki için büyük pompalar kullanıp yine elektrik kullanacaktır.  Bazı görüşlere göre, deniz suyu kullanımı ile uzak mesafeden getirilecek suyun yatırım ve kullanım giderleri birbirine yakınsa, deniz suyu ile şehir suyu üretmenin şu avantajı vardır: Deniz suyu tesisinin KURAKLIK RİSKİ YOKTUR.  Birkaç sene arka arkaya kuraklık olduğunda kara suyu yetersiz kalabilir, oysa deniz suyu her zaman kullanıma hazırdır.

Dünyadaki kullanılır iyi su miktarını arttırmak:  son yıllarda içme kalitesinde suyun dünyadaki varlığı üzerinde çok konuşuluyor ve bu suların büyük bir bölümünün buzullarda bulunduğundan insan kullanımına uzak olduğu ve ancak dünyadaki suyun %2’sinin insan tarafından kullanılabileceği vurgulanıyor. İşte, T.O. tekniği ile deniz suyundan iyi su elde etme yöntemi sayesinde bu %2 sınırı yükseltilmiş oluyor. Daha önce şehir suyu veya sulama suyu olarak kullanımı düşünülemeyen deniz suyu, enerji gideri ödendikten sonradünya üzerindeki kullanılır su sınırını %2 üzerine taşıyan bir su kaynağı haline geldi. Bu da insanlık için bir EMNİYETTİR görüşündeyiz. 

Deniz suyu emişi ve denize konsantre tuzlu su dönüşü: 
T.O. cihazını beslemek üzere deniz suyunun emişi ve T.O. atığı olan konsantre suyun denize geri dönüşü tabiata zarar veriyor düşüncesi zaman zaman dünya medyasında tartışılıyor.  T.O. sistemi plajlara yakın olmayan bir bölgeye kurulduğunda, deniz suyu doğrudan denizden emilir.  Bu durumda, su emiş noktasına büyük filtreler konsa dahi tabiatın parçası olan ve bazı balıkların yemi olan planktonlar kayba uğrar.  T.O. sistemine verilecek su plaj kumu altına döşenecek drenaj boruları vasıtası elde edilirse iki avantajı birden getirir: deniz suyu plaj kumu ile süzüleceği için plankton gibi tabii canlılar kayba uğramaz ve T.O. öncesi gerekli olan hassas su filtrelerinin yatırım ve işletme maliyetleri çok azalır.

T.O. cihazı sürekli olarak kendini temizler ve kendi içinde suyun kristalleşme yapmasını önlemek için bir miktar suyu sürekli olarak atarak çalışır.  İçindeki tuzların çoğu T.O. sistemi yöntemi ile alındıktan sonra, “T.O. atığı” diye adlandıracağımız ve denize dönen su deniz suyuna kıyasla  iki katı tuz içerdiği için, denize döndüğü noktada bu su deniz suyu ile karışmaz, daha ağır bir su olarak deniz dibine çöker. Bu çok tuzlu su tabiata zarar verir.  Bu zararı önlemek için muhakkak tedbirler alınmalıdır.  

ABD’deki bir deniz suyu tuzsuzlaştırma tesisi, denize dönen konsantre tuzlu suyun tuzluluğunu azaltmak için şöyle bir yöntem bulmuş:  T.O. tesisini büyük bir enerji santralı yakınına kurmuş.  Resim 3 Enerji santralının soğutma kulesinin attığı düşük tuzlulukta su ile T.O. atık suyu karıştırılarak denize verilmiş ve böylece T.O. atığı olankonsantre tuzlu suyun tuzluluğu azaldıktan sonra T.O. atığı denize verilmiş. 

T.O.’nun attığı suyun enerjisi: T.O.’nun attığı su konusunda bir hatırlatma yapmak isteriz: Deniz suyu çok tuzlu ve çok mineralli olduğundan deniz suyu için tasarlanan T.O. cihazları %60 - %50 civarında suyu atarak çalışırlar ki bu da yüksek basınçlı suyun atılması ve yüksek elektrik gücünün israfı gibi görülebilir.  Neyse ki son 20 yıl kadar önce geliştirilmeye başlanan teknikler ile, denize dönen basınçlı deniz suyundaki basınç enerjisi kısmen geri kazanılıyor ve bu geri kazanılan mekanik enerji T.O. basınçlı pompasında kullanıldığı için T.O. elektrik gideri azalıyor.  

T.O.’nun icadı: T.O. membran tekniği ABD – Kalifornia’nın San Diego kentinde 1960’lı yıllarda icat edildi.  O günden bu yana San Diego bölgesindeki imalatçılar milyonlarca T.O. membranı imal etti ve sattı, ayrıca bu kentte bulunan  proje ve taahhüt şirketleri dünyanın bir çok yerine yüzlerle deniz suyu tuzsuzlaştırmatesisleri kurdu.  San Diego kenti bizim Ege gibi az yağış alan bir bölgede ve“deniz kıyısı” kenti olmasına rağmen bugüne kadar kendisi için deniz suyundan şehir suyu üretme tesisi kurmadı, fakat şimdi ilk kez San Diego bölgesinde böyle bir tesis kurulduğunu ve 2016 yılında devreye alınacağı haberini aldık. 

“CARLSBAD Desalination Project” olarak internette bulabileceğiniz bu yatırım 3 milyon nüfuslu San Diego bölgesinin %7 kadar su ihtiyacını karşılayacaktır.

Şehirleşme ile insanların ayni bölgede yoğunlaşması, sulu tarımın çoğalması, sanayinin artması ve kuraklığa karşı tedbir gibi sebeplerile, gün geçtikçe deniz suyundan şehir suyu üretimi artacaktır.  Bugün bu ihtiyaç yüksek elektrik tüketen T.O. tekniği ile elde ediliyor, ancak araştırmacı şirketlerin daha düşük enerji ile ayni işi yapmak için çalışmalar yaptığını düşünüyoruz.  

Bize düşen görev: Mecbur kalındıkça deniz suyu tuzsuzlaştırma tesisleri tabii ki kurulacaktır.  Fakat,bizler de su tasarrufu yaparak bu yatırımların ve elektrik giderinin azaltılması için birşeyler yapmalıyız görüşündeyiz. Teknik kişiler olarak aşağıdakileri yapabiliriz:

• Görev aldığımız sanayi kuruluşlarında su ekonomisi yapmak için yöntemler bulmak;
• Evsel su ihtiyaçlarımızı azaltarak ailemize su tasarrufu eğitimi vermek;
• Kurak olan bölgelerimizdeki yeşil alanlara çok su tüketen çim ekmek yerine, bu yeşil alanlara sulama istemeden yaşayan Akdeniz’in bitkilerini dikmek ve ahşap, tabii taş ve mıcır gibi malzemeler ile bahçe dekorları yapmak gibi.  

Deniz Suyu Ters Ozmoz Sistemi 24 m3 saat

Şehir suyu üreten büyük bir T.O. Sistemi

Proses suyu üreten bir T.O. Sistemi