Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Prof. Dr. Ay ş e Nilgün AKIN. SU TEKNOLOJ İ S İ Su teknolojisi 3 önemli konu ile ilgilenir. 1- Su kaynaklarını bulmak 2- Suyu kullanılaca ğ ı yere göre.

Benzer bir sunumlar


... konulu sunumlar: "Prof. Dr. Ay ş e Nilgün AKIN. SU TEKNOLOJ İ S İ Su teknolojisi 3 önemli konu ile ilgilenir. 1- Su kaynaklarını bulmak 2- Suyu kullanılaca ğ ı yere göre."— Sunum transkripti:

1 Prof. Dr. Ay ş e Nilgün AKIN

2 SU TEKNOLOJ İ S İ Su teknolojisi 3 önemli konu ile ilgilenir. 1- Su kaynaklarını bulmak 2- Suyu kullanılaca ğ ı yere göre hazırlamak 3- Atık suları zararsız hale getirmek

3 SU KAYNAKLARI Endüstriyel tesislerin kurulması sırasında gerekli suyun ekonomik olarak sağlanabileceği su kaynağına gereksinim vardır. Su kaynakları : Yer altı suları Yeryüzü suları: akarsular, ırmaklar, denizler,göller Bu kaynaklar yağmur suyu ile beslenirler. Bir fabrika kullanımı için yeterli derecede yer altı suyu bulunsa da, atıkların seyreltilmesi ve çevre kirliliğini azaltmak için yeryüzü suyuna da gerek vardır

4 SUYUN ENDÜSTRİDE KULLANIM ALANLARI - Ta ş ımacılık: Kömür çıkarıldı ğ ı yerden su ile bulamaç haline getirilerek ta ş ınır. -Isı aktarımı: So ğ utma kuleleri, ısı de ğ i ş tiriciler, yo ğ u ş turucular, so ğ utma- havalandırma cihazları - Kimyasal tepkimelerde hammadde: fosforik asit üretimi, kalsiyum karbürden asetilen üretimi - Çözücü olarak - Endüstriyel sıvı atıkların seyreltilmesi -Kinetik enerjisinden yararlanılır. Yüksek basınçlı jetlerde bazı metal parçaların temizlenmesi -Kullanma ve içme suyu

5 SUYUN ENDÜSTRİDE KULLANIM ALANLARI Kullanıldığı yere ve amaca göre suyun kalitesi farklılık gösterir. Bu nedenle kimyasal ve/veya fiziksel prosesler uygulanarak su istenilen özelliklere getirilir. Ayrıca endüstride ve evlerde kullanılan su temizlendikten sonra doğaya geri verilmektedir. Bu amaçla da su arıtım teknolojileri geliştirilmiştir.

6 SAF SU Do ğ ada tamamen saf su yoktur. Çok iyi bir çözücü oldu ğ undan dolayı ya ğ mur halinde ya ğ arken bile havada bulunan birçok gazı çözer. (Oksijen, azot, azotoksit, karbon dioksit, kükürt dioksit) Toprakta ise çeşitli mineral maddeleri çözecektir. Sudaki en önemli safsızlık kalsiyum bikarbonattır [Ca(HCO 3 ) 2 ] Suyun niteliğini katı maddeler, bakteriler, renk, koku, ve çözünmüş diğer safsızlıklar belirler.

7 SU SERTLİĞİ Su sertli ğ i nedir? Suda bulunan iki de ğ erlikli metal katyonlarının sebep oldu ğ u, sabunun köpürmesini güçle ş tiren, kazan ta ş ı olu ş umuna yol açan, bazı endüstriyel i ş lemlere zarar veren, suyun tadını bozan ve bu ş ekilde suyun kalitesini etkileyen bir parametredir.

8 SERTL İ K OLU Ş TURAN KATYONLAR Suyun sertliği içermiş olduğu +2 ve +3 de ğ erlikli metal katyonlarının iyon konsantrasyonuna bağlıdır. Bunların başlıcaları kalsiyum ve magnezyum iyonlarıdır. Diğerleri ise demir, mangan, baryum, aluminyum vb. dir ancak bunlar genellikle eser miktarda bulunurlar. (Ca ve Mg dı ş ındaki katyonlar do ğ al sularda çok az bulundu ğ undan sertli ğ e fazla katkıları bulunmaz) Su sertliği litrede bulunan CaCO 3 ün mg/L olarak konsantrasyonu cinsinden ifade edilir. Bu nedenle toplam sertlik Ca ve Mg iyonu konsantrasyonlarının toplamı olarak tanımlanır. (mg CaCO 3 /L)

9 TOPLAM SERTLİK Karbonat sertliği Ca ve Mg’un bikarbonatları [Ca( HCO 3 ) 2 ve Mg(HCO 3 ) 2 ] ile karbonatlarının(CaCO 3 and MgCO 3 ) toplamıdır. Karbonat olmayan sertlik ise yine Ca ve Mg un karbonat iyonu dışındaki iyonlarının toplamıdır. Bunlar kalsiyum sulfat (CaSO 4 ), kalsiyum klorür (CaCl 2 ), mağnezyum sülfat(MgSO 4 ), ve mağnezyum klorür (MgCl 2 ). Toplam sertlik karbonat ve karbonat olmayan iyonların konsantrasyonlarının toplamıdır. Ancak kabaca magnezyum ve kalsiyum iyonlarının toplamı olarak da bilinir.

10 SUYUN KALİTESİ Yumuşak su mg/ L CaCO 3 Orta 75 – 150 mg/ L CaCO 3 Sert 150 – 300 mg/ L CaCO 3 Çok sert >300 mg/ L CaCO 3 Suya sertlik veren maddeler suyun ısıtılması sırasında uğrayacakları değişikliklere göre ikiye ayrılır.

11 GEÇİCİ VE KALICI SERTLİK Geçici sertlik: bikarbonatların olu ş turdu ğ u ve kaynatılmakla giderilen sertlik Bikarbonatlar ısıtıldıklarında karbonat ve karbondioksite dönüşürler. Karbonatlar çökerek sarı kahverengi bir taş oluştururlar. Bunların birikimiyle de kazan taşı oluşur. Ca(HCO 3 ) 2 CaCO 3 + CO 2 + H 2 O Mg(HCO 3 ) 2 MgCO 3 + CO 2 + H 2 O Kalıcı sertlik: Toprak alkali metallerinin bikarbonat dı ş ında silikat, klor, sülfat ve nitrat gibi di ğ er anyonları ile olu ş turdukları tuzların yol açtı ğ ı ve kaynatılmakla giderilemeyen sertlik

12 SU SERTLİK DERECELERİ 1 Alman SD= 100 mL suda 1 mg CaO 1 Fransız SD= 100 mL suda1 mg CaCO 3 1 İ ngiliz SD= 700 mL suda10 mg CaCO 3 1 USA SD= 100 mL suda 0,1 mg CaCO 3 Ülkemizde Fransız sertlik derecesi kullanılır.

13 SU SERTLİĞİNİN GİDERİLMESİ Endüstride kullanılacak suyun sertliğinin giderilerek kullanılması yani yumuşatılması gerekir. Bazı hallerde yalnız su yumuşatma yetmez saflaştırılması da gerekir. Suyun saflaştırılması işlemi sudan organik maddelerin ve mikroorganizmaların giderilmesi işlemidir. Su sertliğinin giderilmesi genellikle iki yöntemle yapılır. iyon değiştiriciler kimyasal maddeler

14 K İ MYASAL MADDELERLE ÇÖKTÜRME Eski yöntemler olmasına rağmen halen kullanılmaktadır. Sertliği giderilecek suya, Ca +2 ve Mg +2 katyonları ile suda güç çözünen maddeler verebilecek kimyasal maddeler ilavesiyle sertlik veren maddeler çöktürülürler. Çöktürme maddeleri olarak NaOH, Na3PO4 ve NaCO3 kullanılabilir. En çok kullanılan yöntemlerden birisi Kireç-soda yöntemidir. Bu yöntemde kireç doymamış çözelti halinde, soda ise uygun konsantrasyonda ilave edilir. MgCl 2 + Na 2 CO 3 MgCO 3 + 2NaCl (soda) (çöker) MgCO 3 +Ca(OH) 2 Mg(OH) 2 + CaCO 3 (kireç) (çöker) (çöker) Na 2 CO 3 ilavesinde olu ş an ve çok az çöken MgCO 3, kireç ilavesinde tamamen ayrılır.

15 İ YON DE ĞİŞ T İ RME Katı maddede bulunan suda çözünen iyonların, çözeltide bulunan benzer yükteki iyonlarla yer de ğ i ş tirilmesi i ş lemidir. Hareketli iyonlar, elektriksel yönden nötr veya yüklü olarak katı yapıya (balık ağı yapısında polimerik reçine) bağlanmıştır. Bunlara iyon değiştirici denir. İyon değiştiricilerin sabit yüklü grupları negatif olduğu zaman katyon değiştirici, pozitif olduğu zaman anyon değiştirici iyon değiştirici denir. Reçinelerin %80 inden fazlası su yumuşatmada kullanılır.

16 İ YON DE ĞİŞ T İ R İ C İ LER İyon değiştirme özelliği bakımından sınıflandırılmaları: Katyon değiştiriciler Na+ iyon değiştiriciler H+ iyon değiştiriciler Anyon değiştiriciler Zayıf bazik anyon değiştiriciler Kuvvetli bazik anyon değiştiriciler

17 İ YON DE ĞİŞ T İ R İ C İ LER Yapılarına göre sınıflandırılmaları: Anorganik Doğal zeolitler Sentetik zeolitler Organik Sülfone kömür esaslı Reçine esaslı

18 Na-katyon de ğ i ş im prosesi Su yumu ş atmada kullanılan en yaygın metottur. Yumu ş atma prosesi esnasında sert sudan Ca +2 ve Mg +2 iyonları uzakla ş tırılır ve bunların yerini iyon de ğ i ş tiricinin Na + iyonu alır. R = iyon de ğ i ş tirici radikal

19 Na-katyon de ğ i ş im prosesi İyon değiştirici gruplar tümüyle Ca ve Mg bileşiklerine dönüştüğü zaman işlevlerini kaybederler. Bunun rejenere edilerek tuz haline getirilmesi tuz (NaCl) çözeltisi ile sağlanır. CaR 2 + 2NaCl2NaR + CaCl 2 MgR 2 + 2NaCl2NaR + CaCl 2 Tuz Ca ve Mg un çözünen klorürleri halinde uzaklaştırılır. Aynı zamanda katyon değiştiriciyi de tekrar Na tuzu haline çevirir. Bu işlemden sonra katyon değiştiricinin bulunduğu yatak yıkanarak çözünen ürünlerden ve tuzun fazlasından kurtarılır. İyon değişimine tabi tutulan suyun Ca sertliği sıfır dır.

20 Hidrojen katyon de ğ i ş imi Sodyum katyon de ğ i ş imi prosesine benzer. Sadece katyon de ğ i ş imi yapan reçine de ğ i ş tirilebilen hidrojen iyonuna sahiptir ve tüm katyonları uzakla ş tırmak için kullanılabilir. R sembolü, hidrojen katyon de ğ i ş tiricinin kompleks radikalini gösterir. Asitli su istenmez ve bu sebeple, hidrojen katyon de ğ i ş imini terk eden su ya nötralize edilir veya minerallerinden kurtarmak için anyon de ğ i ş imi yapan bir maddeden geçirilir.

21 Anyon de ğ i ş tiriciler Fazla bazik ve az bazik olmak üzere genelde iki tiptir. Her iki tip reçine de sülfürik, hidroklorik ve nitrik asit gibi kuvvetle iyonize olan asitleri uzakla ş tırır. Su yumu ş atılması i ş leminde kullanılan iyon de ğ i ş tiricilerde aranan özellikler Su ile reaksiyona girmemeli Mekanik a ş ınmaya dirençli olmalı Sürekli rejenere edilebilmeli İ yon de ğ i ş tirme hızı ve kapasitesi yüksek olmalı

22 ATIK SU ARITIMI Dünyada nüfusun artması ve endüstrinin gelişmesi ile suyun yerküre üzerindeki doğal yapısı istenilmeyen yönde bozulmaktadır. Su kirliliği, kaynak suyu veya herhangi bir doğal suyun fiziksel, kimyasal, biyolojik veya radyoaktif katkılarla etkilenmesi sonucu oluşur. Suyun kalitesini kötüleştirebilecek miktar yada konsantrasyonlarda suya, kanalizasyon suyunun, endüstriyel ve tarımsal faaliyetler sonucu oluşan atıkların, diğer zararlı ve istenmeyen maddelerin ilave edilmesiyle su kirlenir bu nedenle bitki büyümesini, insan ve hayvan sağlığını tehdit edici düzeye ulaşır. Canlıların yaşamasını zorlaştıracak, ekosistem dengesini bozabilecek her şey doğrudan veya dolaylı su kirliliği oluşturur.

23 ATIK SU ARITIMI Su içerisine karışan atık maddelerdeki organik maddeler bazı bakterilerin yardımı ile biyo oksidasyona uğrar ve zararsız duruma dönüştürülür, bu durumun olabilmesi için bazı bakteri gruplarının ve fazla miktarda çözünmüş oksijenin suda bulunması gerekir, akarsulara göllere ve denizlere boşaltılan anorganik, organik ve toksik maddelerin oldukça fazla olması durumunda, sudaki oksijen azalmaktadır, oksijen azalmasıyla bulunması gereken bakteriler ölmekte ve su kaynakları kirlenmektedir. Endüstrinin yol açtığı biyolojik kirlenme sonucunda da sularda patojen bakteriler, mantarlar, algler vb. çoğalmaktadır.

24 ENDÜSTRİYEL ATIK SULAR VE ÖZELLİKLERİ Endüstri atıklarının su ortamlarına boşaltılması, çevresel açıdan, evsel atıklara oranla çok daha büyük bir tehlike oluşturmaktadır. Endüstri atık suları genelde, debi ve içerdiği kimyasal maddelerin bileşimi yönünden büyük salınımlar gösterir, Su kalitesi gerek ayni bir endüstri için zaman içerisinde, gerekse endüstriden endüstriye büyük farklılıklar gösterir. Ayrışmaz ya da güç ayrışabilir türden maddelerin yanı sıra toksik bileşenleri de içerebilen bu sular, zaman zaman çok kuvvetli (kirlilik konsantrasyonu yüksek) nitelik arz ederler. Bazı durumlarda renkli yüzer madde, köpük gibi maddelerin bulunması, suyun yalnızca estetik açıdan kullanım imkanını bile ortadan kaldırabilmektedir.

25 ENDÜSTRİYEL ATIK SULAR VE ÖZELLİKLERİ Atık sularda bulunan zararlı bazı organik bileşikler şu başlıklar altında toplanabilir; Fenoller ve Türevleri Pestisidler Deterjanlar Uçucu Organik Bileşikler (UOB) Endüstriyel Çözücüler Polisiklik Aromatikler (PAH lar)

26 ENDÜSTRİYEL ATIK SULAR VE ÖZELLİKLERİ Endüstriyel atık sular taşıdıkları kirletici yük ve türlerine göre başlıca dört sınıfa ayırabiliriz. Üretim işlemleri atıkları Soğutma suları İşyeri ve çalışanların temizliğiyle ilgili atıklar Yağmur suları ve temizlik suları Birbirinden çok farklı kalitelerde olan bu dört sınıfa ait atık sular farklı yöntemlerle arıtıldıklarından genellikle ayrı tutulup işlem görmeleri ekonomik açıdan uygun olur.

27 ATIK SU ARITIMI Türkiye ’de endüstriyel kirlenme konusunda 1974 yılına kadar bir yasal düzenleme bulunmamaktadır yılında 1380 sayılı Su Ürünleri Kanunu çerçevesinde endüstriler için deşarj standartları getirilmiştir tarihli Çevre Kanunu ‘nda endüstriyel kirlenme kontrolü, genel kirlenme kontrolü çerçevesinde belirli esaslara bağlanmıştır. Bunların dışında belediyelerce ön arıtma standartları yürürlüğe konulmuştur. Ayrıca şehirlerde arıtma tesisleri kurularak fabrikaların ön arıtmalarından gelen atık suların ve evsel atık suların arıtmı gerçekleştirilmektedir. Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği, T.C Çevre ve Orman Bakanlığı, ve sayılı kanun ile sanayi kuruluşlarına belli bir sınırlandırılma getirilmiştir.

28 Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği Bu yönetmelikte her türlü sektör için olması gereken atık su deşarj limitleri bulunmaktadır. Yasal olarak sanayi kuruluş bu yönetmeliğe uymak zorundadır. Sanayi kuruluşları ön arıtımı yaptıktan sonra arıtma tesisinde karışık atık sular toplanmaktadır. Bu atık sularında arıtım tesisinde arıtıldıktan sonra su kontrol yönetmeliğine göre belirli deşarj limitlerine sahip olması gerekir.

29 Karışık endüstriyel atık suların alıcı ortama deşarj standartları küçük ve büyük organize sanayi bölgeleri ve sektör belirlemesi yapılamayan diğer sanayiler PARAMETREBİRİM KOMPOZİT NUMUNE 2 SAATLİK KOMPOZİT NUMUNE 24 SAATLİK KİMYASAL OKSİJEN İHTİYACI (KOİ) (mg/L) ASKIDA KATI MADDE (AKM)(mg/L) YAĞ VE GRES(mg/L)2010 TOPLAM FOSFOR(mg/L)21 TOPLAM KROM(mg/L)21 KROM (Cr +6 )(mg/L)0.5 KURŞUN (Pb)(mg/L)21 TOPLAM SİYANÜR (CNˉ)(mg/L)10.5 KADMİYUM (Cd)(mg/L)0.1- DEMİR (Fe)(mg/L)10- FLORÜR (Fˉ)(mg/L)15- BAKIR (Cu)(mg/L)3- ÇİNKO (Zn)(mg/L)5- CİVA (Hg)(mg/L)-0.05 SÜLFAT (SO 4 )(mg/L)1500 TOPLAM KJELDAHL-AZOTU(mg/L)2015 BALIK BİYODENEYİ (ZSF)-10 PH-6-9

30 ATIK SU ARITIM YÖNTEMLERİ Atık sulardan organik bileşiklerin giderimin de çeşitli fiziksel, kimyasal ve biyolojik yöntemler kullanılmaktadır. Arıtım için kullanılacak yöntem organik bileşiklerin tipine ve derişimine bağlı olarak saptanır.

31 Endüstriyel Atık Suların Arıtımında Kullanılan Başlıca Arıtım Yöntemleri KONVANSİYONEL YÖNTEMLER FİZİKSELKİMYASALBİYOLOJİK Debi ölçümleri Izgaralar Öğütücüler Dengeleme Karıştırma Yumaklaştırma Çökeltme Yüzdürme Mikroelekler Gaz transferi Uçurma ve gaz ile sıyırma Kimyasal çöktürme Adsorpsiyon Dezenfeksiyon Klor ile giderme Klor ile dezenfeksiyon Klordioksitle dezenfeksiyon Brom klorür ile dezenfeksiyon Ozon ile dezenfeksiyon AEROBİK PROSESLER  Askıda büyüyen prosesler  Yüzeyde büyüyen prosesler  Birleşik-askıda ve yüzeyde büyüyen prosesler ANOKSİK PROSESLER  Askıda büyüyen prosesler  Yüzeyde büyüyen prosesler ANAEROBİK PROSESLER  Askıda büyüyen prosesler  Yüzeyde büyüyen prosesler BİRLEŞİK AEROBİK-ANOKSİK VE ANAEROBİK PROSESLER  Askıda büyüyen prosesler  Birleşik askıda ve yüzeyde büyüyen prosesler STABİLİZASYON HAVUZLARI

32 Endüstriyel Atık Suların Arıtımında Kullanılan Başlıca Arıtım Yöntemleri İLERİ YÖNTEMLER FİZİKSELKİMYASALBİYOLOJİK Mikroelekler Gaz transferi Uçurma ve gaz ile sıyırma Filtrasyon Hava ile sıyırma Ultrafiltrasyon Ters ozmos Elektrodiyaliz İyon değiştirme Karbon adsorpsiyonu Kimyasal oksidasyon (Katalitik veya katalitik olmayan) Ultraviyole ışığı ile kimyasal oksidasyon Kırılma noktası klorlaması Metal tuzları ile kimyasal çöktürme Kireç ile kimyasal çöktürme Biyolojik nitrifikasyon Biyolojik nitrifikasyon/denitrifikasyon Biyolojik denitrifikasyon Biyolojik fosfor giderme Aktif çamur-toz aktif karbon


"Prof. Dr. Ay ş e Nilgün AKIN. SU TEKNOLOJ İ S İ Su teknolojisi 3 önemli konu ile ilgilenir. 1- Su kaynaklarını bulmak 2- Suyu kullanılaca ğ ı yere göre." indir ppt

Benzer bir sunumlar


Google Reklamları