Reverse Osmosis Cihazı ile İlgili Temel Bilgiler

reverse-osmosis

Su , dünya üzerindeki hayatın temelini oluşturan doğal kaynakların en başında gelenidir. Dünya üzerindeki mevcut su kaynakları başlıca 2 gruba ayrılır.

  • Yeraltı su kaynakları (memba, artezyen ve kuyu suları )
  • Yerüstü su kaynakları (akarsular, göller ve denizler )

İnsan yaşamına ait evsel ve endüstriyel faaliyetlerden kaynaklanan su sarfiyatı, yeraltı ve yerüstü su kaynaklarının gün  geçtikçe artan miktarlarda kullanılmasını gerekli kılmaktadır. Su kaynaklarının kullanımını sınırlandıran 2 etken mevcuttur.

  • Su kaynağının rezerv kapasitesi (kullanıma uygun miktarı )
  • Suyun kalitesi

Kullanıma açılacak su kaynaklarının öncelikle kapasite ihtiyacını karşılaması gereklidir. Bir su kaynağı için bu kriterin sağlandığı kabul edilirse, kaynağın kullanıma uygun olup olmadığını belirleyen temel olgu su kalitesidir yani suyun kullanım amacına uygun kabul edilebilir kalitatif niteliklere sahip olmasıdır.

Su, doğada sürekli bir çevrim içindedir ve bu çevrim yağmur sularının havadan toprağa ve denize düşmesi ile başlar. Su yeryüzüne düştükten sonra rezerv oluşturacağı noktaya kadar hareket halindedir. Bu hareket yer altı akışı ( birikme, süzülme, serbest akış, basınç altında akış ) veya yüzeysel akış ( birikme, taşma , serbest akış ) biçimindedir. Bu hareketin son noktasına kadar  su doğadaki maddelerle temas halinde bulunur. Suyun kalitesini belirleyen ve değiştiren maddeler bu hareket esnasında suya nüfuz eder ve son noktaya kadar su ile birlikte taşınır.

REVERSE OSMOSİS CİHAZI SEÇİMİ

MODEL BESLEME
SUYU
KAPASİTESİ
20 C m3/gün
ÜRÜN KAPASİTESİ
20 C m3/gün
MEMBRAN
BOYUTU
MEMBRAN SAYISI
(ADET)
GERİ KAZANIM
%
MOTOR GÜCÜ
(kv)
ATC 125-1 1,8 0,72 2,5”x21” 1 40 0,37
ATC 125-2 3,75 1,5 2,5”x40” 1 40 0,37
ATC 125-3 5 2 4”x21” 1 40 0,37
ATC 140 10 5 4”x40” 1 50 0,64
ATC 240 20 10 4”x40” 2 50 0,64
ATC 340 25 15 4”x40” 3 50 1,1
ATC 440 33,5 20 4”x40” 4 50 1,5
ATC 540 42 25 4”x40” 5 50 2,2
ATC 640 50 30 4”x40” 6 50 2,2
ATC 840 57,5 40 4”x40” 8 60 2,2
ATC 940 64,5 45 4”x40” 9 60 2,2
ATC 1040 71,5 50 4”x40” 10 60 2,2
ATC 1240 86 60 4”x40” 12 60 3,3
ATC 1540 107,5 75 4”x40” 15 60 3,3

Suda Bulunan Kirleticiler

Su kalitesini olumsuz yönde etkileyen maddeler genel bir ifade ile kirletici olarak tanımlanır. Sudaki kirletici maddeler  2 gruba ayrılır.

  • İnorganik Maddeler ( doğal olarak ayrışmayan inert madde ve mineraller )
  • Organik maddeler ( doğal süreçlerde diğer maddelerle etkileşen ve bu yolla ayrışabilen karbon, azot ve fosfor bazlı maddeler )

Bu kirletici maddeler suyun bünyesinde 2 şekilde bulunur.

  • Çözünmüş maddeler halinde
  • Askıda katı maddeler halinde ( çökelebilen ve çökelemeyen katı partikül madde ve kolloidler )

Su doğal yapısı gereği çok iyi bir çözücü maddedir, yani temas halinde olduğu inorganik ve organik maddelerin önemli bir kısmını çözerek kendi bünyesine dahil eder. Su aynı zamanda çok iyi bir taşıyıcıdır, yani bünyesinde çözemediği maddelerinde bir kısmını da akışı esnasında sahip olduğu hidrolik kuvvetler sayesinde kendisi ile birlikte taşır. Bu taşıma esnasında sudan hafif olan katı partiküller askıda kalarak taşınır, sudan ağır olan katı partiküller ise su hızının düşük olduğu, suyun durgun ve hareketsiz olduğu ortamlarda dibe çökerek sudan  ayrılır. Su ayrıca içerisinde mikro-makro organizmalar ve çok hücreli canlıların yaşayabildiği, onların ihtiyaç duyduğu besi maddelerini barındıran, onlar için çok uygun yaşama koşullarına sahip bir yaşama ortamıdır.

Doğal su kaynakları, eğer yapay bir kirlenmeye maruz kalmamış ise çok düşük oranda organik kirletici ihtiva eder. Bu sular, doğal çevrim sürecinde inorganik maddeler ile daha fazla temas halinde olduğundan içinde çözünmüş ve partikül halde inorganik maddeler bulunmayan bir su kaynağı bulmak mümkün değildir. Ancak su buharında oluşan bulutlardan yoğuşarak düşen ve yere ulaşmayan yağmur suları veya hidrotermik kaynaklardan çıkan su buharının yoğuşmasından elde edilen sular inorganik ve organik kirletici ihtiva etmez, bunlarda ancak çözünmüş gazlar bulunur.

Reverse Osmosis Su Kalite Parametreleri

OzmozCihazı

Suyun kalitesini ve içindeki kirleticilerin niteliğini ifade eden kalite parametreleri, yani suyun nitelikleri 3 gruba ayrılır.

  • Fiziksel parametreler ( suyun fiziksel niteliğini ifade eden parametreler )
  • Kimyasal parametreler (  suyun kimyasal niteliğini ifade eden parametreler )
  • Mikrobiyolojik parametreler ( sudaki mikroorganizma faaliyetlerinin yoğunluğunu ifade eden parametreler )

     Fiziksel parametreler                                    Kimyasal parametreler                              Mikrobiyolojik parametreler

  • Fiziksel görünüm                                    – Çözünmüş katyonlar                                Suda bulunan ve suyun organik
  • Tad                                                                (Na, Ca, Mg, K, Fe, Mn, NH4,                    kirlenmeye maruz kaldığını gösteren
  • Koku                                                             Ba, Sr )                                                          belli başlı bakteri ve çok hücreli (bitkisel
  • Renk                                                           – Çözünmüş anyonlar                                 ve hayvansal ) organizmaların sudaki
  • Bulanıklık                                                     ( CI, F, CO3, HCO3, SO4, PO4,                   yoğunluğu ve üreme miktarları
  • Askıda katı maddeler (AKM)                  NO3, SiO2 )
  • Silt yoğunluk indisi (SDI)                        – Çözünmüş organik maddeler
  • Sıcaklık                                                  – pH                                                              

Özellikle endüstriyel uygulamalarda, suyun fiziksel olarak iyi kaliteye sahip olması, kimyasal olarak dengede olması ve suda mikrobiyolojik faaliyet olmaması istenir.

Ters Ozmoz Su Arıtım Metodları

Su kaynağı kalitesinin kullanım amacına uygun olmaması durumunda, suyun kalitatif niteliklerini istenen değerlere getirmek amacıyla yapılan işlemler su arıtımı (water treatment) olarak tanımlanır. Suyun endüstriyel işletmelerde bazı uygulama ve proseslerde kimyasal işlemlerle dengede tutulması ise su şartlandırma (water conditioning) olarak tanımlanır. Bu tanıma göre, su yumuşatma prosesi bir arıtım prosesinden çok bir şartlandırma işlemi olarak görülebilir.

Su arıtımı aşağıdaki başlıklar altında tanımlanabilir.

-Fiziksel Arıtım

Sudaki fiziksel kirleticilerin ( askıda katı madde ve partiküller, renk, tad, koku, bulanıklık ) sudan ayrılması işlemine fiziksel arıtım denir. Başlıca fiziksel arıtım metodları şunlardır; havalandırma, çöktürme,  yavaş filtrasyon, mekanik filtrasyon, medya filtrasyonu, çapraz akış filtrasyon ( cross-flow filtration ) adsorbsiyon, ısıtma-soğutma, kimyasal işlemler. Çoğu fiziksel arıtım prosesleri fltrasyon prensibine dayalıdır.

– Kimyasal Arıtım

Suda çözünmüş halde bulunan inorganik ve organik maddelerin sudan ayrıştırılması işlemine kimyasal arıtım denir. Sudaki çözünmüş iyonların sudan yüksek oranda  ayrıştırılması yoluyla suyun saf hale getirilmesine yönelik kimyasal arıtım işlemleri ise genelde su saflaştırma (water purification) olarak tanımlanır. Başlıca kimyasal arıtım metodları şunlardır; kimyasal oksidasyon (klorlama, ozonlama) , kimyasal çöktürme, çapraz akış filtrasyon (Nanofiltrasyon ve Reverse Osmosis –NF, RO ) iyon değiştirme ile deiyonizasyon ( Ion Exchange Deionization –IX )

– Mikrobiyolojik Arıtım

Sudaki mikroorganizma ve diğer canlıların aktivitesine son vermek, üremelerini durdurmak, bunların insan sağlığı ve endüstriyel proseslere olan zararlarını gidermek amacıyla yapılan işlemlere mikrobiyolojik arıtım denir. Genelde mikrobiyolojik arıtım için kullanılan metod kimyasal oksidasyon (klorlama vb. ) ve diğer işlemler (ozonlama, ultraviyole ışınımı-UV ) ile dezenfeksiyon ve sterilizasyondur.

Reverse Ozmosis Nedir

Reverse-Osmosis-Cihazı

Reverse Ozmoz, yarı geçirgen bir zar ile ayrılmış saf su ile tuzlu su ortamları arasında gerçekleşen su geçişidir. Su tatlı su tarafından tuzlu su tarafına membranın gözenekleri içinden geçer. Reverse Ozmoz, doğal bir mekanizmadır.  Bu olay insan vücudu ve bitkiler gibi pek çok doğal ortamda gerçekleşir. Örneğin, insan vücudunda kanın böbrekler tarafından temizlenmesi, kandaki besin maddelerinin damarlar tarafından dokulara emilmesi, yada bitki köklerindeki hücrelerin topraktaki suyu emmesi gibi işlemler Reverse ozmosis mekanizması sayesinde gerçekleşir. Ozmoz esnasında tuzlu su ile tatlı su arasında bir basınç farkı oluşur. Bu basınç farkı ozmotik basınç olarak tanımlanır ve tuzlu su tarafındaki tuzluluk ile doğru orantılı olarak artar.

Ters Ozmoz (Reverse Osmosis –RO ) Nedir

Ters-Ozmoz

Ters ozmoz, doğal ozmoz sürecinin suni yolla tersine çevrilmiş halidir. Ozmoz mekanizmasını tersine çevirmek için, membranın tuzlu su tarafına basınç uygulanması gerekir. Uygulanan bu basınç (ozmotik basınç + net sürme basıncı) kadardır.

Reverse Osmosis İle Su Saflaştırma

Reverse-Osmosis-Cihazı

Fiziksel arıtımı yapılmış olan ( içindeki partikül ve askıda katı maddeleri filtrasyon ile ayrılmış olan ) tuzlu bir sudaki çözünmüş tuzların ters ozmoz ile sudan ayrılması işlemine RO ile su saflaştırma denir.  RO sistemleri ile fiziksel ön arıtımı yapılmış olan her türlü yüzeysel su (göl, baraj, vb.) kuyu suyu, acı kuyu suyu ve hatta deniz suyu arıtımı yapılabilir. RO sistemi öncesinde fiziksel ön arıtım için direkt filtrasyon prensibinden faydalanılır. (Mekanik filtre, kum filtresi, kartuş filtre, torba filtre vb.) RO membran sistemi ise bir çapraz akış filtrasyon prensibidir. RO ve benzeri tüm membran sistemleri çapraz akış prensibi ile çalışır.

  • RO sistemi sürekli bir prosestir.
  • RO ile sudaki çözünmüş iyonlar (tuzlar) sudan ayrılır.
  • RO membranı giren su akımını saf su ve konsantre su olarak iki akıma ayırır.Bu akımlar süreklidir ve birbirinden ayrıdır(membran zarı tarafından veya bağlantı noktalarında sızdırmazlık elemanları ile izoledir.)
  • RO konsantre atığı giren suya göre ortalama 2-5 kat daha tuzludur ve kullanılmadan direkt atılır.
  • RO sistemi yüksek basınç ile çalışır, çalışma basıncı giren suyun tuzluluğuna göre değişir. ( Tipik kuyu sularında 10-15 bar, yüksek tuzluluktaki acı kuyu sularında 15-35 bar, deniz sularında 70 bar )
RO Membranı İle İlgili Bilgiler
  • En yaygın kullanılan membran tipi TFC ( ince film kompozit ) spiral sarım membrandır. TFC membran poliamid/polisülfon esaslı polimer malzemeden mamüldür.
  • Standart membran çapları 5”, 4”, ve 8” tir.
  • Standart membran boyu 40” (1 mt) dir.
  • 1 adet 8’’ TFC membranın efektif filtrasyon yüzey alanı 350-400sqft (32-36 mt2) dir.
  • Membranlar 1-6 elemanlı yüksek basınca dayanımlı paslanmaz çelik veya FRP kılıfların içine yerleştirilir.
  • RO Sistemi Hangi Ekipmanlardan Oluşur?
RO sistemi tipik olarak aşağıdaki ekipmanlardan oluşur.
  • Ham su ve temiz su depoları (polietilen, paslanmaz çelik, epoksi veya fayans kaplı betonarme)
  • Ham su besleme pompası (yatay veya dikey santrifüj tip pompa)
  • Kimyasal dozaj üniteleri (diyafram tip dozaj pompaları ve solüsyon tankları)
  • Yüksek basınç pompası (dikey çok kademeli santrifüj tip pompa)
  • Membran modülleri ( FRP membran kılıfları içine yüklenmiş membran elemanları)
  • RO ünite şasesi (karbon çelik veya paslanmaz çelik)
  • Otomatik ve manuel kontrol vanaları (PVC veya paslanmaz çelik on-off vanalar, paslanmaz çelik globe vanalar)
  • Alçak ve yüksek basınç borulaması (PVC ve paslanmaz çelik borulama)
  • Kumanda panosu (PLC kontrollü motor güç ve kumanda devrelerinin bulunduğu pano)
  • Enstrümantasyon (basınç ve akış göstergeleri, on-line iletkenlik, ORP ve pH analizörleri)

Reverse Osmosis Öncesi ve Sonrası Kimyasal Dozajlarının Fonksiyonu Nedir

Reverse--Osmosis-Akım-Şeması

  • Klor (sodyum hipoklorit) dozajı

Ham su depo girişinde veya kum filtresi / AC filtre girişinde yapılır.Bakteri üremesini engellemek için dozlanır.Genelde kullanılan kimyasal %15 lik sıvı sodyum hipoklorittir.

  • Sodyum metabisülfit dozajı

RO ünitesi girişinde kartuş filtre öncesinde dozlanır.Bakiye klor giderimi ve bakteriyel koruma amacıyla dozlanır.Genelde %95 lik toz formda sodyum metabisülfit dozlanır.

  • Asit dozajı

RO ünitesi girişinde kartuş filtre öncesinde dozlanır.Sert sulardakalsiyum karbonat (CaCO3) kışırının membranlar üzerinde çökelmesini engellemek için pH değerini düşürmek amacıyla kullanılır.Genelde % 98 lik sıvı sülfirik asit (H2 SO4) kullanılır.

  • Antiskalant dozajı

RO ünitesi girişinde kartuş filtre öncesinde dozlanır. Yüksek tuzluluktaki sularda kalsiyum karbonat, kalsiyum sülfat, baryum sülfat, strontiyum sülfat, kalsiyum florür, demir hidroksiti, alüminyum hidroksit ve silika tuzlarından kaynaklanabilecek kışırın membranlar üzerinde çökelmesini engellemek amacıyla kullanılır.

  • Kostik dozajı

RO ünitesi çıkışında arıtılmış su hattına dozlanır. Arıtılmış sudaki çözünmüş CO2 gazı nedeniyle oluşan düşük pH değerini yükseltmek ve istenen pH değerini ayarlamak amacıyla kullanılır. Genelde %50 lik sıvı sodyum hidroksit kullanılır.

Bir RO sistemi dizayn parametreleri bilgisayar programına girilerek dizayn edilir.

RO sistem dizaynında aşağıdaki parametreler dikkate alınır.

  • Ham suyun fiziksel nitelikleri ( askıda katı madde, bulanıklık, sıcaklık )
  • Ham suyun kimyasal analizi ( iyon konsantrasyonları, pH )
  • Arıtılmış su üretim kapasitesi ( m3/gün )
  • Sistem su üretim verimi
  • Arıtılmış su kalitesi ( iletkenlik, pH, alkalinite, silika )

Aşağıdaki parametrelerde herhangi bir değişiklik olması durumunda RO sisteminin arıtılmış su üretim kapasitesi ve arıtılmış su kalitesi anında değişir.

  • Ham suyun kimyasal özellikleri
  • Ham suyun sıcaklığı
  • Sistemin su üretim verimi (giriş debisinin düşmesi veya artması, vana ayarlarının değişmesi, membranların durumu )
 RO Dizayn Parametrelerindeki Değişimlerin Etkileri
 

 

 

Muhtemel Neden

 

Ortaya Çıkan Etki

Sistem

basıncı

Arıtılmış

su debisi

Atıksu

debisi

Sistem

verimi

Arıtılmış su iletkenlik
Ham su

İletkenliğinde artış

Su kaynağının değişmesi,

mevsimsel değişimler

Ozmotik basınç artar Yükselir Azalır Artar Azalır Aynı oranda yükselir
Ham su

İletkenliğinde düşüş

Su kaynağının değişmesi,

mevsimsel değişimler

Ozmotik basınç

düşer

Düşer Artar Azalır Artar Aynı oranda düşer
Ham su

Sıcaklığında artış

Mevsimsel değişimler Membran genleşir ve yük kaybı azalır Düşer Artar Azalır Artar Düşük oranda değişir
Ham su

Sıcaklığında düşüş

Mevsimsel değişimler Membran büzüşür ve yük kaybı artar Yükselir Azalır Artar Azalır Düşük oranda değişir
Giriş debisi düşerse

 

Besleme hattında problem, pompa çıkış vanasının kısılması Membranlar az debi ile beslenir Düşer Azalır Azalır Değişmez veya az

değişir

Bir miktar

yükselir

 

Giriş debisi artarsa

 

Besleme hattında problem, pompa çıkış vanasının kısılması Membranlar fazla

debi ile beslenir

Yükselir Artar Artar Değişmez veya az

değişir

Bir miktar

düşer

Atıksu vanası

açılırsa

Operatör müdahalesi Membrandan geçen suyun bir kısmı drenaja gitmeye başlar Düşer Azalır Artar Azalır Bir miktar

yükselir

Atıksu vanası

kısılırsa

Operatör müdahalesi Drenaja giden suyun bir kısmı membrandan geçmeye başlar Yükselir Artar Azalır Artar Bir miktar

düşer

RO Membran Sistemlerinin İşletilmesi

RO sistemlerinin sağlıklı çalışması için 3 temel prensip uygulanmalıdır.

  • RO membranları askıda katı maddelerden korunmalıdır.
  • Okside edici maddeler (klor, vb. ) giderilmelidir.
  • Membranlarda çökelme (kışır) önlenmelidir.

Buna yönelik olarak mevcut ön arıtma sistemleri (filtrasyon ve kimyasal dozaj) en yüksek verim ve dikkatle işletilmelidir.

RO sistemlerinin işletilmesinde operatörlerin sorumluluğunda olan işlemler şunlardır.

  • Sistemin genel temizliğinin yapılması
  • Kartuş filtrelerin kontrolü ve düzenli değişimi
  • Kimyasal solüsyon dozajlarının kontrolü ve eksilen solüsyonların hazırlanması
  • Sistem çalışma parametrelerinin düzenli olarak takibi ve kaydedilmesi

RO sistemlerinin sağlıklı olarak takip ve kontrolü için aşağıdaki parametrelerin düzenli olarak kaydedilmesi gereklidir.

  • Basınçlar ( kartuş giriş-çıkış basınçları, membran giriş, ara kademe ve çıkış basınçları )
  • Debiler ( arıtılmış su, atıksu ve varsa sirkülasyon debileri )
  • Su ile ilgili parametreler ( ham su ve arıtılmış su iletkenliği veya TDS değerleri, giriş ORP ve pH değerleri )

Ayrıca ham su kaynağındaki değişimlerin takibi amacıyla düzenli olarak ham suda fiziksel ve kimyasal analiz yaptırılmalıdır.

RO Membran Sistemlerinin Bakımı

RO sistemlerinde yapılması gereken bakım faaliyetleri 3 ana başlık altında toplanabilir.

  • Ekipmanların periyodik koruyucu bakımlarının yapılması
  • Ekipmanlar ile ilgili arıza giderimi
  • RO membranlarının kontrolü ve kimyasal yıkmalarının yapılması

RO membranlarında zamana bağlı olarak tıkanma meydana gelir. Tıkanmanın niteliğine göre membranlar kimyasal yıkama yapılarak temizlenir. Membranların faydalı ömrü 3-5 sene olup, membranlar kimyasal yıkama ile istenilen verim elde edilemediği zaman değiştirilir.

Reverse Osmosis Membran Yıkama

reverse-ozmoz-cihazı

Membran yıkama, bir RO tesisinin bakım programının en önemli parçasıdır. Etkili bir yıkama yapabilmek için tıkanmaya yol açan maddelerin cinsi ve yıkama metodları hakkında temel bilgi sahibi olmak gereklidir. Membran yüzeyinde biriken tıkayıcı maddeler, membran akısında azalma, basınç farkında artış (Δp), arıtılmış su iletkenliğinde yükselme, verimi aynı mertebede tutmak için daha yüksek besleme basıncı ihtiyacı veya bunların birkaçının bir arada görülmesi gibi sonuçlar doğurur.

En yaygın olarak görülen membran tıkayıcı maddeler şunlardır.
  • Kalsiyum karbonat
  • Demir oksit/hidroksit
  • Koloidal maddeler
  • Organik maddeler, mikroorganizmalar ve biyofilm            
 

     Tıkayıcı Madde

          İyon Geçişi

 ( iletkenlik yükselmesi )

 

                    Δp

 

Arıtılmış Su Debisi

Kalsiyum ve diğer

inorganik tuzlar

       % 10-25 artış           %10-40 artış              < %10 azalma
Metal oksitler ve

hidroksitler

        > 2 x ani artış          > 2 x ani artış             % 20-40 azalma
Koloidal maddeler        > 2 x yavaş artış         > 2 x yavaş artış        > %50 yavaş azalma
Organik maddeler     Artış veya azalma         Az oranda artış           > %50 azalma
Bakteriyolojik üreme

( bio-fouling )

Geçirgenliğe bağlı olarak

      değişir

         > 2 x ani artış           > %50 azalma

Membran Tıkanması İle İlgili Önemli Hususlar

  • Yeni bir RO sistemi devreye alınır alınmaz performanstaki düşüş başlar.
  • Membran imalatçılarına göre ilk 30 günlük operasyon sonunda normalize membran akısının kabaca %10 oranında azalması beklenen bir durumdur ve normaldir.
  • Besi suyu kalitesi membran performansındaki düşüşün hangi hızla gerçekleşeceğini belirleyen en önemli etkendir.
  • Besi suyundaki partikül maddeler öncelikle birinci kademedeki membranların tıkanmasına neden olur, bunun sonucunda basınç farkında artış ve su veriminde azalma ortaya çıkar.
  • Besi suyunun membranın konsantre tarafına geçmesiyle çözünmüş iyonların konsantrasyonu artar.Yükselen konsantrasyonlar çökelme limitlerinin üzerine çıktığında, tuzlar kristalleşerek çökelir(kışır oluşumu). Bu çökelme (kışır) öncelikle sistemin sonundaki membran elemanlarında gerçekleşir. Bunun sonucunda sistemin son kademesinde basınç farkında yükselme ve su veriminde düşüş ortaya çıkar.
  • Bakteriler her türlü suda üreyebilirler ancak ılık sularda bakterilerin üreme hızları çok daha fazladır. Bakteriyel üreme membran sisteminin herhangi bir kısmında veya tümünde çok kısa bir zamanda gerçekleşebilir. Bu da sistemdeki basınç farklarında artışa ve verimde azalmaya neden olur.
  • Yukarıda bahsedilen koşulları hiçbiri birbirinden bağımsız olarak tek başına oluşmaz. Gerçekte her biri diğeri ile etkileşim halindedir ve genelde birden fazla tıkanma nedeni bir arada görülür.

Ters Ozmoz  Kimyasal Yıkama işlemi

Ters-Ozmoz-Cihazı

Membranların yıkanması mutlaka tıkanma oluşumunun erken bir döneminde yapılmalıdır. Aşırı oranda tıkanmış olan membranların yıkanması oldukça zordur ve yıkama işlemi esnasında geri dönülmez hasarlar oluşabilir. Normalizasyon yapıldıktan sonra aşağıaki parametrelerin bir veya daha fazlasında %10-15 oranında bir değişim gerçekleşmesi durumunda yıkama yapılması önerilmektedir.

  • Tuz geçişi veya arıtılmış su iletkenliğinde artış
  • Tesisteki toplam Δp değerinde artış
  • Membran besleme basıncında artış
  • Su üretim verimi veya arıtılmış su debisinde düşüş

Genelde tüm membran imalatçıları tarafından önerilen husus, aşağıdaki 2 temel gösterge ortaya çıktığında membranların kimyasal ile yıkanması gerektiğidir.

  • İlk devreye alma değerine göre normalize su üretim veriminde %10 düşüş
  • İlk devreye alma değerine göre toplam basınç kaybında %15 artış

Reverse Osmosis Membran Yıkama İle İlgili Önemli Hususlar

  • Tesis operatörünün herhangi bir yıkama prosedürüne başlamadan önce mutlaka membran imalatçısının talimatlarını incelemesi ve uygulaması gerekmektedir.
  • Kullanılacak yıkama kimyasallarının seçiminde tıkanmaya neden olan maddelerin cinsi belirleyici etkendir. Ayrıca söz konusu yıkama kimyasallarının kullanılma sırası da önem arzeder. Laboratuar araştırmaları belirli durumlarda alkali deterjanla yıkama öncesi asidik yıkama yapılmasının su akısında geri döndürülemeyecek düşüşlere neden olabileceğini göstermiştir. Bu nedenle tıkanmaya neden olan maddelerin kesin olarak bilinmemesi durumunda tedbir olarak, yıkama işleminin ilk adımında alkali kimyasal kullanılması gereklidir.
  • Membranların iyi durumda tutulması için, düzenli yıkama programlarının uygulanması önerilmektedir. Prosesin niteliğine ve tıkanmanın derecesine bağlı olarak yıkama sıklığı her ay ile yılda bir arasında değişebilir.
  • Yıkamanın tıkanmanın erken bir döneminde yapılması çok önemlidir. Eğer membran performansındaki düşüş %30 dan fazla olursa, rutin yıkama prosedürleri uygulanarak sistem performansının eski hale döndürülmesi mümkün olmayabilir.
  • Membran imalatçılarının yıkama talimatlarında pH, sıcaklık, yıkama debisi ve fark basınç (Δp) ile ilgili hususlara harfiyen uyulmalıdır. Membranlar yıkama adımları arasında klorsuz iyi kalitede su ile iyice durulanmalıdır.

RO Sistemlerinde Su Üretim Verimi ve İyon Giderim Yüzdesi

RO sistemlerinin su üretim verimi, arıtılmış su debisinin besi suyu debisine oranı olarak ifade edilir. Dizayn verimi, ham su tuzluluğuna göre değişir. Tipik bir kuyu suyu RO sistemi %70-75 verime göre dizayn edilebilir. Deniz suyu sistemlerinde ise verim maksimum %35-40 mertebelerindedir. Genel bir kural olarak, ham su tuzluluğu artarsa, sistem verimi azalır. Sistem verimi (%) = ( Arıtılmış su debisi/ Ham su debisi) x 100 Yeni RO membranlarının iyon giderim verimi ortalama % 98- 99 mertebesindedir. Membranların iyon giderimi sabit bir oran olup, besi suyu iletkenliği değiştiğinde arıtılmış su iletkenliği de yaklaşık aynı oranda değişir. İyon giderim verimi= ( ΔC – Arıtılmış su iletkenlik ) / ΔC ΔC = (Ham su iletkenlik + Arıtılmış su iletkenlik ) / 2 Standart bir TFC membran için ölçülen iyon giderim verimleri aşağıda verilmiştir. (Model: Desal AG8040-F400)

İYON GİRİŞ KONSANTRASYON(mg / lt) % İYON GİDERİMİ
Sodyum 68.0 99.4
Kalsiyum 80.0 99.8
Magnezyum 21.0 99.8
Potasyum 4.1 99.4
Sülfat 163.0 99.8
Bikarbonat 132.0 99.3
Klorür 51.0 99.5
Silika 9.3 98.9
TDS 528.0 99.6

Membran Yıkama İle İlgili Önemli Hususlar

pH :  Çoğu membran, ilk adımda alkali deterjan ile yüksek ph da yıkama sonrasında düşük ph değerinde asidik yıkama yapılması durumunda veya tam tersi uygulandığında olumlu sonuç vermektedir. Yıkama kimyasalının ph değerini arttırmak veya düşürmek çoğu zaman tıkalı membranların temizlenmesinde en basit ve etkili yol olabilir.

 Sıcaklık: Kimyasal reaksiyonların hızı ve etkisi, yıkama solüsyon sıcaklığının arttırılması sayesinde artar. Tüm membranların belirli pH değerlerinde maksimum sıcaklık limitleri vardır ve bu değerlere mutlaka uyulmalıdır.

Basınç ve Debi: Membran imalatçıları, kimyasal yıkama için basınç ve debi değerlerine dair öneriler vermektedir ve bunlar mutlak surette dikkate alınmalıdır. Yıkama işlemi için yüksek basınç pompası kesinlikle kullanılmamalıdır ve suyun akış yönü aksi belirtilmedikçe değiştirilmemelidir.

Hidrolik: Çoğu yıkama programı, membran yüzeyindeki birikintilerin temizlenebilmesi için türbülanslı akış koşullarının sağlanmasını gerektirir ki bu da minimum bir akış hızının sağlanması demektir. Membran elemanlarının yapısının zorlanmaması ve organik maddelerin membran gözeneklerinin içine itilmemesi için aşırı basınçlardan kaçınılmalıdır.

Reverse Osmosis Etkili Bir Yıkama İçin 10 Önemli Nokta

  1. Membranlar düzenli olarak veya fark basınç (Δp), üretim verimi veya iletkenlik değeri dizayn limitlerine göre %10-15 oranında değiştiğinde yıkanmalıdır. Düzenli ve dikkatli membran temizliği bir gerekliliktir ve membran ömrünü azaltmaz.
  2. i) Organik madde nedenli tıkanmalar; önce organik madde ve biofilmleri parçalamak ve temizlemek için önce bir alkali deterjan ile yıkama yapılmalıdır, arkasından gerekirse asidik yıkama yapılmalıdır.
  3. ii) Kışır nedenli tıkanmalar; asidik yıkama kimyasalı ile yıkama yapılmalıdır. Eğer tıkanma nedeni belirsiz ise mutlaka alkali solüsyon ile yıkamaya başlanmalıdır.
  4. Yıkama esnasında debi değeri dizayn limitini aşmamalıdır, bu limit 8’’ membran için her kılıf başına yaklaşık 175lt/dk’dır.
  5. Membran yıkama işlemi düşük basınçla yapılmalıdır, <4bar (60 psi)
  6. Yıkama solüsyon hacmi, her 8’’x40’’ membran elemanı başına yaklaşık 40 lt olarak tavsiye edilir. Bu değere bağlantı boruları ve kolektörlerin hacmi bağlı değildir. Minimum yıkama hacmi membran elemanı başına 25-30lt olmalıdır.
  7. Mümkün olduğu durumlarda 25-35˚C sıcaklıkta yıkama solüsyonları kullanılmalıdır.
  8. Sirkülasyona başlamadan önce membranlar yaklaşık 15 dakika yıkama solüsyonu içinde bekletilmelidir. Bu işlem yıkama boyunca düzenli olarak yapılmalıdır.
  9. Her iki yıkama adımı arasında ve tesisi tekrar devreye alma öncesinde boru tesisatı, membranlar ve yıkama tankı klorsuz iyi kalitede su ile (RO suyu, yumuşak su veya en azından filtrelenmiş su ile) iyice durulanmalıdır.
  10. Çok kademeli sistemlerin yıkanması esnasında, her kademe ayrı olarak yıkanmalıdır.
  11. Tesis tekrar devreye alındığında işletme verileri yıkama öncesindeki verilere göre değişmemiş veya daha kötü ise paniklemeyin. Çoğu yıkama kimyasalı membranı ve polisulfon destek yapısını geçici olarak etkilediğinden sistemin performansının stabil hale dönmesi için 4-24 saat gibi bir süre ile çalışması gerekebilir.

Bir başka kaynağa göre membran yıkamasında dikkate alınacak parametreler şöyle verilmiştir.

Parametre Dikkate alınacak değerler
Sıcaklık TFC membranlar için 40-49˚C (Membran imalatçısına danışın)
Beher membran kılıfı için debi 4’’ kılıf için > 10 galon /dk  (38lt/dk)

8’’ kılıf için > 35 galon/dk (135 lt/dk)

Sirkülasyon süresi Her kademe için 45-60 dk
Solüsyonda bekletme Düşük pH ile bekletme 1-24 saat

Yüksek pH ile bekletme 1-8 saat

Membran imalatçısı ve/veya kimyasal firmasına danışın

Notlar Çoğu tıkanma nedeni maddeler homojen değildir. Hem düşük hem yüksek pH değerlerinde ardışık yıkama yapılması karışık birikintilere karşı etkilidir