Ters Ozmoz Cihazı Öncesi Suyun Yumuşatılması

Ters Ozmoz membranlarını suyun sertliğine karşı korumak amacı ile ters ozmoz öncesi ham suyun sertliği su yumuşatma cihazı ile giderilebilir.

Ters Ozmoz (TO) cihazı ile su saflaştırma sisteminde, ters ozmoz membranlarını suyun sertliğinin oluşturacağı kristallere karşı korumak maksadı ile, ters ozmoz öncesi suyun sertliğinin giderimi de düşünülebilir. Bu yöntemin ne kadar başarılı olup olmadığını veya gerekli olup olmadığını bu yazımızda inceleyeceğiz.

Öncelikle "Su Yumuşatma" yöntemini hatırlayalım. "İyon değiştirici" reçineler içeren basınçlı kaplardan geçen "sert su" içindeki Kalsiyum (Ca) ve Magnezyum (Mg) iyonları reçineler tarafından alınır ve yerine, reçinede bulunan Sodyum (Na) iyonu suya geçer. Böylece suyun "sertliği" giderilmiş olur, iletkenliği biraz artar.

İyon değiştirici reçineler içindeki Sodyum (Na) iyonu tükenince, bu reçineler tuzlu su ile "rejenere" edilir, bu işlem sırasında reçineler bünyesindeki Ca ve Mg iyonlarını atar, tuzlu sudaki Sodyum (Na) iyonunu içine alır, bu işleme "rejenerasyon" adı verilir. Bu işlem 60 dakikadan daha uzun sürebilir. Bu rejenerasyon sırasında işletmede suyun kesilmemesi için genelde su yumuşatıcı cihazları iki tanklı olarak tasarlanır (tandem yumuşatıcı), böylece bir reçine tankı tuzlu su ile rejenerasyona girdiğinde, otomasyon vanaları suyu ikinci tanka yöneltir ve sonuç olarak işletmenin suyu hiç kesilmez. (Ref.1)

Bu soruya şu olumlu cevaplar verilebilir:
TO besi suyunun TO öncesi sertliğinin giderilmesinde şu avantajları görebiliriz:

1. Tabii suda bulunan "taş yapıcı/kristal yapıcı" Ca ve Mg iyonları su yumuşatıcı tarafından alındığı için TO membranları içinde Ca ve Mg taşlaşması (kristalleşmesi) olmaz.
2. TO membranlarını suda bulunan katı cisimler de tıkar. Bu sebeple, membranları katı cisimlerden korumak maksadı ile TO öncesi suyun çok iyi filtrelenmesi şarttır. Bu koruyucu filtrelerden sonra suyun yumuşatıcıdan da geçmesi sonucunda TO besi suyu bir kez daha filtrelenmiş olur, çünkü yumuşatıcı reçineler aynı zamanda kum filtresi gibi de görev yapar ve sudaki bazı katıları sudan ayırır.
3. Suyun sertliğini gideren reçineler suda bulunan Demir (Fe) ve Mangan (Mn) iyonlarını da kısmen sudan ayırdığı için, TO membranlarına zarar veren Fe iyonundan da kurtulmuş olunur.

DİKKAT: Su yumuşatıcı reçineleri, sudaki Ca ve Mg iyonlarını sudan ayırır ve tuzlu su ile rejenerasyon sırasında bu iyonlar kolayca dışarı atılır. Ancak, reçineler sudan aldığı Demir (Fe) ve Mangan (Mn) iyonlarını kolayca bünyesinden atamaz, bu sebeple reçinelerin sertlik giderici kapasitesi zamanla azalır. Bu durum farkına varıldığında, reçineler Sülfürik Asit veya Müriatik Asit ile yıkanması gerekir; bu asitler reçinede bulunan Fe ve Mn maddelerini çözerek reçinenin temizlenmesini sağlar.

4. TO membranlarını Ca ve Mg iyonlarının oluşturacağı kristallere karşı korumak için genelde ingilizce "Antiscalant" adı verilen bir kimyasal TO besi suyuna dozlanır. TO öncesi suyun sertliği giderildiğinde bu kimyasalı dozlamak gerekmez. Ancak, bazı işletmeler, sistemde su yumuşatıcı bulunmasına rağmen, "emniyet" amacı ile Antiscalant dozajını da yapar.
5. Ters Ozmoz üretim suyunda "SIFIR" seviyesinde sertlik (Ca, Mg) istenen hassas prosesler vardır (enerji üretim tesisleri ve bazı kimya prosesleri). SIFIR seviyesinde sertlik elde etmek için, TO öncesi su yumuşatma tekniği ile suyun sertliği 0,5 Fr civarında sertlik seviyesine düşürülür, bu yumuşak su ile TO beslendiğinde, TO üretim suyunda ölçülmesi zor, "eser miktarda" sertlik kalır.

Aslında doğru tasarlanmış bir TO sistemi sudaki sertlik yapıcı Ca ve Mg iyonlarını su yumuşatıcıdan daha iyi giderir. Şöyle bir hakiki örnek verelim:

Yakın zamanda imalatını yaptığımız 60 m³/saat kapasiteli bir TO cihazına gelen ham su iletkenliği 2260 mikroS/cm ve sertliği 25 Fr idi. TO üretim suyu iletkenliği 40 mikroS/cm ve sertliği 0,08 Fr oldu. Bu örnekten de görüleceği gibi, TO cihazı su yumuşatıcıdan daha düşük sertlikte su üretir ve bunu yapmak için tuz kullanmaz.

TO Öncesi Su Yumuşatıcı Bulunmasının Avantaj Olmayan Durumları:

TO besi suyunun TO öncesi sertliğinin giderilmesinde şu sorunlar yaşanabilir:

B. TO besi suyu iletkenliği çok yüksekse, su yumuşatıcı reçineler suyun sertliğini yeterince gideremez, bu durumda su arıtım sistemine su yumuşatıcı eklemek gereksiz bir yatırım olur.

C. TO besi suyu sertliğinin çok yüksek olduğu durumlarda su yumuşatıcı çok sık tuzlu su ile rejenere edilir, bu da yüksek tuz maliyeti ve fazla su harcama sorunlarını ortaya çıkarır. Bu sebeple, TO öncesi su yumuşatıcı düşünülüyorsa, öncelikle su yumuşatıcının bir yıl içinde ne kadar tuz ve su kullandığı hesaplanmalı, elde edilen rakam ile yeni TO membranları satın alma fiyatı karşılaştırılmalıdır. Rakamlar birbirine yakınsa, su yumuşatıcı yatırımı gereksiz olur.

D. Su yumuşatıcı reçinelerinin rejenerasyonu TUZ (NaCl) ile yapılır. Bu durumda işletmeye katı tuz veya suda çözünmüş tuz satın alınacaktır. Dolayısı ile ortam havasında tuzdan (NaCl)'den kaynaklanan "Cl" iyonu bulunabilir. Ortam havasındaki "gaz formundaki Cl iyonu" SS316 kalite dahil, her tür paslanmaz çeliği ve normal çeliği paslandırır. Bu durum özellikle çok paslanmaz çelik teçhizat kullanan gıda, kağıt ve kimya sanayii tesislerinde sorun yaratır.