TERS OZMOZ MEMBRANLARI KORUYUCUSU OLARAK ULTRA FİLTRASYON SİSTEMİ

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

Nisan 2016
Ultra Filtrasyon tekniğinin gelişmesi ve fiyatlarının uygun hale gelmesi ile, Ters Ozmoz sistemlerinin koruyucusu olarak Ultra Filtrasyon kullanımı gittikçe artan ve çok başarılı bir çözüm oldu. Ultra Filtrasyonun katıları ve canlıları (mikropları) geçirmemesi, Ters Ozmoz tekniğinin iki köklü sorununa kesin çözüm olarak görülüyor.

Makalenin konusuna geçmeden önce “su” konularına yeni giren okuyucularımıza kısaca UF-Ultra Filtrasyon’u açıklayalım...

Hassas bir su filtrasyonu tekniği olan UF, suyun 0.02 mikron seviyesine kadar filtrelenmesini sağlar. Bu mikron seviyesi mikroplardan daha küçük olduğu için UF ile filtrelenmiş suda mikrop bulunmaz, ancak yanlış tasarım ve yanlış işletme sonucu UF ile filtrelenen suda mikrop bulunabilir. UF, suda bulunan minerallerin ve iyonların hiçbirini ayıramadığı için suyun kimyasal yapısını ve pH derecesini değiştirmez. 10-15 yıl kadar önce ender olarak kullanılan UF sistemi bugünlerde evsel tesislerden şehir suyuna kadar, kuyu suyundan deniz suyuna kadar çok uygulanan ve çok beğenilen bir su filtrasyonu oldu.

UF kesiti içinde görünen çubuk şeklinde UF membranları

Ham suyun kimyasal kalitesi (mineral türü ve yükü) insan kullanımına uygun olduğu durumlarda UF sistemi ile süzülen sular şehirlere ve sanayi tesislerine verilebiliyor. Ham suyun kimyasal kalitesi uygun değilse, TO-Ters Ozmoz tekniği ile ham su iyileştirilecekse, tabii ki TO koruyucusu olarak suyun katılardan ve mikroplardan arındırılması gerekir. UF fiyatının ekonomik olmadığı yıllarda TO koruyucusu olarak kum filtresi, değişik dolgu malzemeleri ile donatılmış dolgu filtreler ve mikrop mücadelesi için klor ve benzeri kimyasallar ile TO sistemleri korunurdu ve bugün hala bu yöntemler geçerlidir. Ancak, UF tekniği ile TO’nun korunması gün geçtikçe artmaktadır. Çünkü UF ile TO koruması tasarlandığında TO’nın düşmanı olan üç sorundan ikisi ortadan kalkmaktadır. Bu üç sorunu okuyucularımıza hatırlatmak isteriz:

Ters Ozmoz membranları genelde üç sebeple tıkanır: (Bu konuda yazmış olduğumuz iki makale Su ve Çevre Dergisi Temmuz 2011 ve Eylül 2011 sayılarında yayınlanmıştı).  

Sebep 1: Su ile beraber gelen katılar membran içinde çökerek su geçişini daraltır. “Mekanik Tıkanma” olarak da adlandırabileceğimiz bu tıkanmayı özet olarak şöyle tarif edebiliriz: TO cihazına gelmeden önce ham su filtrelerden geçse dahi içinde suda “çözünmemiş” olan katı maddeler bulunur. Bu katı maddeler TO membranları içinde çöker ve sonunda membran içindeki ham su dolaşım kanalları daralır. Bunun sonucunda TO membranları tıkanır. 
TO koruyucusu olarak kullanılan ön filtrelerde tutulmayan katılar olan silt, organik ve koloidal silikat gibi maddeler mekanik tıkanmanın ana sebepleridir. Bu maddeler TO membranı içindeki su geçiş yolunda “takılır” veya “çöker”, bunun sonucunda TO membranı içinde ham su hızı düştüğü için TO üretim kapasitesi de düşer.   

Sebep 2: Su ile beraber gelen ve membran içinde üreyen bakteriler ve canlılar membran üzerinde geçirimsiz tabaka oluşturur. Genel adıyla “mikroskopik canlı” veya “mikrop” veya “bakteri” olarak adlandırılan canlılar TO koruyucu kartuş filtreler ve TO membranı üzerinde ürerler. TO membranı üzerinde üreyen bu canlılar, tabiatta karıncaların ve arıların yaptığı “iletişim” gibi bir iletişim ve “ORTAK ÇALIŞMA” sonucunda, membran yüzeylerinde geçirimsiz bir tabaka oluştururlar. “Mikrobiyolojik üreme” olarak da adlandırılan bu olay sonucunda oluşan tabakaya “BİYOFİLM” adı verilir (İngilizce yazılışı BIOFILM ve bu konuda internette çok bilgi bulunuyor).

UF ile korunan TO Cihazı

İşte, TO membranlarına “DIŞARDAN” gelen iki sorunu UF ile ön arıtım kesinlikle çözer.  Son yıllar içinde kurmuş olduğumuz TO sistemlerinin koruyucu filtresi olarak UF kullandığımızda, yukarıda tarif ettiğimiz iki membran sorunu yaşanmıyor. Fakat UF ham suyun kimyasal kalitesini değiştirmediği için TO’nun üçüncü ana sorunu olan membran içinde “kristalleşme” sorununu UF çözmez. Membranlarda, ham su içinde yoğunluğu artan minerallerin kristalleşmesi sorunu ancak “iyi TO tasarımı” ve “kaliteli antiskalant” dozajı ile çözülür.
TO koruyucusu UF’nin özelliklerine ve TO tasarımına kazandırdıklarına da biraz değinelim...

UF  ile filtrelenmiş TO besi suyunda (Silt Density Index) SDI 1-2 arası olur, “Toplam Katı Madde” 0,1 mg/L altına düşer ve suyun “Bulanıklık” değeri 0,1 NTU olur ve bu üç parametreyi UF üreticilerinin garanti ediyor olması, özellikle TO için çok önemlidir. 

Deniz Suyu UF Sistemi

TO koruyucusu olarak UF kullanıldığında TO tasarımında ve TO işletiminde elde edilen avantajlar şunlardır: 

A.    TO tasarımı için TO membranı üreticilerinin yarattığı bilgisayar programlarında “SDI” değerine göre TO membran su geçiş hızı seçilir, SDI çok düşük olduğunda TO tasarımında membranlardan daha çok iyi su elde edilir. Dolayısıyla kum filtresi yerine UF kullanıldığında daha az sayıda TO membranı ile TO tasarımı yapılabilir ve TO cihazı daha ucuza mal olur. 

B.    UF’den “Koloidal Silika” gibi çok küçük ve TO’ya zararlı katılar geçmediği için TO’nun bu sebeple tıkanma riski ortadan kalkar. Sonuç olarak TO membran yıkama işlemi ve kimyasal gideri azalır, TO cihazı daha az “mecburi” duruş yapar.

C.    UF’den canlılar (bakteriler) geçemediği için TO cihazının bakteriler ile tıkanma riski kalkar ve periyodik yıkamalarda bakteriye karşı yıkama gerekmez. Yıkama kimyasalı gideri ve “mecburi” duruş azalır.

D.    UF ile TO korunduğunda biyofilm riski oluşmadığı için biyofilm sebebiyle artan mineral kristalleşmesi sorunu da ortadan kalkar.

E.    Ham suda bulunma ihtimali olan Demir ve Mangan iyonları UF öncesi okside edilir, UF tarafından tutulur ve böylece TO membranları için zararlı olan demir ve mangan membranlara gelmez.

F.    UF sistemi kum filtresine kıyasla çok mükemmel bir filtredir. Buna rağmen kum filtresinin ters yıkaması sırasında attığı sudan daha az su ile kendini yıkar, böylece atıksu gideri de azalır. 

G.    UF 0,3 bar gibi düşük basınçta görev yapan bir filtredir; bu da besi pompası motorunun düşük enerji çekmesini ve sonuç olarak enerji tasarrufu yapmasını sağlar.  

H.    UF ile TO korunduğunda, UF ile TO arasında depo bulunmadığı durumda kartuş filtre gerekmez. UF-TO arası depo hava kaynaklı katılardan korunduğu taktirde de TO öncesi kartuş filtre gerekmez. 

I.    UF birimleri ve kolektörleri, borulamaları PVC ve HDPE gibi sentetik malzemelerle imal edildiği için deniz suyu gibi korozif sularda kullanılır. Bu sebeple deniz suyu TO sistemleri öncesi UF tercih edilmektedir. 
Dünyada UF tekniği ve rekabeti gün geçtikçe artıyor. Bizler de eski bir yöntem olan Kum Filtresi/Dolgu Filtre tekniklerini TO koruyucusu olarak gün geçtikçe daha az kullanıyoruz. Sıraladığımız avantajları sebebiyle UF tekniği, TO koruyucusu olarak gün geçtikçe daha çok tercih edilecektir görüşündeyiz.

UF ile korunan yüksek kapasiteli deniz suyu TO sistemi