SULARIN ARITILMASI SULARIN ARITILMASI YARD. DOÇ. DR. BERNA KIRIL MERT

SU TASF İ YES İ NE G İ R İ Ş Su Tasfiyesinin Amacı: Suyu hastalık yapan mikroorganizmalardan arındırmak İ stenmeyen özelliklerini düzeltmek, eksikliklerini ilave etmek, zararlı ve tehlikeli maddelerden kurtarma işlemlerini uygulamak, kısacası; Suyun kullanım amacına uygun hale getirilmesidir. Bu amaçla, suların tasfiye işleminden geçirilmesi gereklidir.

İ çme suyuna ait özellikler 4 gruba ayrılır. 1. Fiziksel ve duyu organlarına hitap eden özellikler 2. Kimyasal özellikler 3. Bakteriyolojik özellikler 4. Mikroskobik özellikler İ ÇME SULARININ ÖZELL İ KLER İ

Suyun fiziksel özellikleri: -Sıcaklık -Berraklık Bulanıklık Renk -Lezzet ve koku İ ÇME SULARININ ÖZELL İ KLER İ Suyun kimyasal özellikleri: - Çözünmüş O 2 - Biyokimyasal oksijen ihtiyacı (BO İ ) - Kimyasal oksijen ihtiyacı (KO İ ) - Toplam Org. Karbon (TOK) - Katı madde - Azot - Fosfat - pH

İ ÇME SULARININ ÖZELL İ KLER İ İ çme ve kullanma sularının özellikleri : İ çme ve kullanma sularının özellikleri : Su, kokusuz, renksiz, berrak, ve içimi serinletici olmalıdır. Su hastalık yapan mikroorganizma ihtiva etmemelidir. Suda sa ğ lı ğ a zararlı kimyasal maddeler bulunmamalıdır. Su, kullanma maksatlarına uygun olmalıdır. Sular agresif olmamalıdır.

Su, kokusuz, renksiz, içimi lezzetli olmalıdır Su, kokusuz, renksiz, içimi lezzetli olmalıdır Sularda fenoller, ya ğ lar gibi suya kötü koku ve tat veren maddeler olmamalı, sular, renksiz, berrak ve içilebilecek sıcaklıkta olmalıdır. İ çme suyu için en uygun sıcaklık 8 ile 12°C dir. Ayrıca sulardaki çözünmüş oksijen konsantrasyonu 5mg/lt den büyük olmalıdır. İ ÇME SULARININ ÖZELL İ KLER İ

Suda Hastalık Yapan Organizmalar Olmamalıdır. Suda bulunabilen bazı mikroorganizmalar çeşitli hastalıklara sebep olurlar. Bu çeşit hastalıklara ‘suyun sebep oldu ğ u hastalıklar’ denir. İ ÇME SULARININ ÖZELL İ KLER İ Hastalık AdıOrganizma Basilli DizanteriShigella dysenterial TifoSalmonella typhi KoleraVibro Cholera Amibli DizanteriEntamoeba Histolytica Çocuk FelciÇocuk Felci Virüsü SarılıkHapatitis Virüsü Tablo 1. Sudan Geçen Hastalıklar

Bulaşıcı hepatitis virüsü, su diyaresi virüsleri gibi bazı virüsler de sudan geçerek hastalık yaparlar. Halk arasında ‘kara sarılık’ denen hastalı ğ a sebep olan hepatitis virüsünün su ile geçmesi ve hastalık yapabilmesi için kuvvetli bir kirlenmenin oldu ğ u ileri sürülmüştür. Hepatitis virüsü, iyi şekilde işletilen yumaklaştırma, çöktürme ve filtrasyon kısımlarından meydana gelen bir tasfiye tesisinde %90-99 oranında tutulabilmektedir. İ ÇME SULARININ ÖZELL İ KLER İ

Hastalık etkenleri olan yukarıda belirtilen mikroorganizmaların biyolojik muayeneleri zordur. Bu yüzden gösterge ‘indikatör’ organizmalar kullanılır. Bunlar; Koliform bakterisi, bilhassa E.coli olarak bilinen Escherichia Coli Streptococcus Feacalis Clostridium Perfringens Sporları E.colinin, sularda bulunması, zararlı organizmaların mevcudiyetinin bir işaretidir. Dışkının 1gramında adet E.coli bulunur. Bu sebeple bir içme suyu kayna ğ ı tahlil edildi ğ inde E.coli bulunmuşsa, bu kayna ğ ın insan, memeli hayvan veya kuşların dışkısıyla kirlendi ğ i anlaşılır. İ ÇME SULARININ ÖZELL İ KLER İ

İ çme sularının bakteriyolojik olarak kirlenip kirlenmediklerini kontrol için su numuneleri alınarak tahlilleri yapılmalıdır. Dezenfekte edilen sularda haftada bir numune alınır. Dezenfekte edilmeyen sularda numune alma aralı ğ ı ise TS 266’ da nüfusa ba ğ lı olarak verilmiştir. NüfusEn fazla numune alma aralığı ay ay hafta gün den büyük1 gün Tablo 2. Dezenfekte edilmeyen sular için numune alma aralıkları İ ÇME SULARININ ÖZELL İ KLER İ

Avrupa İ çme Standartlarına Göre; İ çme suyu şebekesine girişlerinden alınan 100 ml numunelerde koliform grubundan herhangi bir bakteri bulunmamalıdır. İ çme suyu şebekesinden alınan 100ml’lik numunelerden %95’ inde koliform grubundan herhangi bir bakteri olmamalıdır. Bu 100 numune tahlil edildi ğ i zaman en fazla 5 numunede koliform grubu bakterilerin bulunmasına müsaade edilebilece ğ i manasına gelir. Buna göre ‘en muhtemel sayı’ 5 EMS = = 0.5 x adet/ml = 0.5 /lt 100 x 100 olarak elde edilir. O halde Avrupa İ çme Suyu Standardı koliform bakterileri için EMS ≤ 0.5 / litredir. İ ÇME SULARININ ÖZELL İ KLER İ

Suda Sa ğ lı ğ a Zararlı Kimyasal Maddeler Olmamalıdır Arsenik metalik olarak (özellikle toz halinde) zehirsizdir. Ancak su, hatta havadaki nem ile birleşti ğ i zaman arsenik trioksite (As 2 O 3 ) dönüşür. Bu çok zehirli bir maddedir. Arsenik zehirlenmelerinde felç, sinir sistemi bozuklukları görülür. İ norganik arsenik bileşiklerinin kanser yapıcı tesir göstermekte oldu ğ u da ileri sürülmüştür. Civanın vücutta yı ğ ılması neticesi, baş a ğ rısı, yorgunluk, kol ve bacaklarda a ğ rılar görülür. Diş etleri iltihaplanır. Diş etlerinde mavi-mor ‘civa çizgisi’ meydana gelir. Kişide ruhi bozukluklar, hafıza zayıflıkları, gövde, kol ve ayaklarda duygu bozuklukları ortaya çıkar. Kadmiyum ve bileşikleri, şahıslarda baş a ğ rısı, susuzluk hissi, bo ğ azda kuruluk, sinirlilik ve kuvvetli tahriş öksürü ğ ü gibi rahatsızlıklara sebep olur. İ ÇME SULARININ ÖZELL İ KLER İ

Kromun ülser, bronşit, akci ğ er ve böbrek hastalılarına sebep oldu ğ u bilinmektedir. Kurşun ve bileşikleri, iştahsızlık, karın a ğ rıları, yorgunluk, vücutta umumi zafiyet hali, kurşun felçleri ve duyu organları bozukluklarına sebep olur. Baryum, kaslara ve kalp adalelerine, damarlar ve sinir sistemine zararlı tesirler yapmaktadır. Nitrat, bilhassa bebeklerde, ‘süt çocu ğ u siyanozu’ na sebep olur. Bunun sebebi bazı bakterilerin nitratları indirgeyerek nitritlere dönüştürmesi ve meydana gelen fazla miktardaki nitritin emilerek kandaki hemoglobini methemoglobine çevirmesidir. Bunun neticesi olarak oksijen dokulara taşınamadı ğ ından bebek ölümleri ortaya çıkar. İ ÇME SULARININ ÖZELL İ KLER İ

Florür, sularda bir miktar bulunursa diş çürümelerine karşı koruyucu bi r tesir göstermektedir. Ancak florürün fazla miktarda alınması zehirli etki yapar. Kişide iştah azalır, omurga ve bacak kemiklerinde sertleşme meydana gelir. Radyoaktif maddeler, bilhassa nükleer silah denemeleri, ve nükleer santrallerin artıkları sebebiyle içme suları kirlenmektedir. Suda amonyum (NH 4 + )’ ün bulunması, suyun kullanılmış sularla kirlendi ğ ini ve kirlenmemin süre bakımından uzak olmadı ğ ını gösterir. Klorür (Cl - ), suda umumiyetle sodyum klorür (NaCl) şeklinde bulunur. Suda fazla miktarda NaCl bulunması halinde suya insan veya hayvan idrarının karışmış oldu ğ u düşünülebilir. Ancak deniz kenarındaki su kaynaklarında tatlı suya, denizden tuzlu su karışabilece ğ i hatırdan çıkarılmamalıdır. İ ÇME SULARININ ÖZELL İ KLER İ

Sular Kullanma Maksatlarına Elverişli Olmalıdır Sular içme suyu ve sanayide kullanma suları olarak kullanılabilir. İ çme suyu olarak kullanılması halinde sudaki demir ve manganez muhtevaları düşük olmalıdır. Demir, bilhassa yeraltı sularında (2) de ğ erlikli Fe ++ olarak, umumiyetle demir bikarbonat Fe(HCO 3 ) 2 şeklinde bulunur. Fe ++, oksijenle temas ederse sarı-kırmızı bir bileşik olan demir hidroksit halinde çökelir. Bu sebeple suyun tadı ve rengi de ğ işir. 4Fe + + O H 2 O 4Fe(OH) 3 + 8H + şeklindedir. Suda bulunan demir, b o r u larda demir bakterilerinin ço ğ almasına ve boruların tıkanmasına sebep olur. İ ki de ğ erlikli manganez de demire benzer özellikler gösterir. Reaksiyon; 6Mn O 2 + 6H 2 O 6MnO H + şeklindedir. Mangan dioksit siyah bir çökelek halinde çökelir. Suyun sertli ğ inin de kullanma maksatlarına uygun olması gereklidir. İ ÇME SULARININ ÖZELL İ KLER İ

İ çme Suları Agresif Olmamalıdır Suların agresifli ğ i, serbest karbondioksit (CO 2 ) ile bikarbonat (HCO 3 - ) iyonunun dengede olmamasından ileri gelir. Suların agresifli ğ i, boruların korozyonuna (aşınmasına) sebep olur, onların kısa zamanda harap olmalarına, dolayısıyla ilave masraflara yol açar. Ayrıca boruların aşınması halinde borudan ayrılan elementler suyun içeriğinin bozulmasına sebep olur. Suların agresif olup olmadıklarının tayininde umumiyetle Tilman E ğ risi ile Langelier indeksi kullanılmaktadır. İ ÇME SULARININ ÖZELL İ KLER İ

İ ÇME SUYU STANDARTLARI İ çme sularının renksiz, berrak olması, hastalık yapıcı mikroorganizmaları, zararlı kimyasal maddeleri ihtiva etmemesi ve agresif olmaması gerekti ğ i belirtilmiştir. Sularda bu şartları sa ğ lamak ve suda bulunması arzu edilmeyen maddelerin belirli bir seviyenin altında tutmak için çeşitli standartlar geliştirilmiştir. Bunlar; TS-266 Dünya Sa ğ lık Teşkilatı (WHO)

Suyun kaynaktan alınması, isale edilmesi, tasfiyesi ve tüketiciye da ğ ıtılması su temininin başlıca kısımlarını teşkil eder. Su kayna ğ ının uygun olarak seçilmesi halinde tasfiye işlemleri azaltılabilir. Tasfiye tesislerinin yatırım ve işletme maliyetleri yüksek oldu ğ undan su kayna ğ ının uygun seçimi halinde mühim ölçüde tasarruf sa ğ lanabilir. Bu yüzden mevcut su kaynaklarının özellikleri çok iyi bilinmelidir. TASF İ YE YÖNTEMLER İ N İ N SEÇ İ LMES İ

SU KAYNAKLARININ ÖZELL İ KLER İ Bir kaynaktan alınan suyun kullanma maksatlarına uygun hale getirilmesi için tatbik edilecek tasfiye işlemleri, su kayna ğ ının özelliklerine ba ğ lıdır. Su kaynakları, yeraltı su kaynakları ve yüzey suları olmak üzere iki sınıfta incelenebilir. Yeraltı sularının kalitesi zamanla büyük de ğ işmeler göstermez. Renk dereceleri, bulanıklıkları düşüktür. Ancak fazla miktarda çözünmüş madde ihtiva ederler. Yüzey suları, nehir,göl,baraj ve seddelerden alınan sular olup, su içeriği zamanla büyük de ğ işmeler gösterir. Renk ve bulanıklılı ğ ı fazladır.Ayrıca yüzey suları,ev ve sanayi kullanılmış suları ile kirletilmiş olabilir. Bu yüzden organik maddeler, tat ve koku veren maddeler, fenoller,deterjanlar,metaller gibi maddeler de yüzey sularında bulunabilir.Tasfiye tesislerinin projelendirilmesinde bu durumlar göz önünde bulundurulmalıdır.

SU KAYNAKLARININ KAYNAK SEÇ İ M İ Mevcut su kaynaklarının seçiminde suyun miktarı, kalitesi, suyun temin edilece ğ i yere uzaklı ğ ı, tasfiye edilebilme imkanları, suyun miktarında ve içeri ğ inde mevsimlik de ğ işmelerin olup olmadı ğ ı dikkate alınmalıdır. Bundan başka suyun birim hacminin maliyeti göz önünde bulundurularak en ucuz çözümü veren kaynak tercih edilmelidir. Su ihtiyacına bir kayna ğ ın cevap verememesi ve birçok kaynaklardan su ihtiyacının karşılanması durumunda optimizasyon teknikleri kullanılarak en uygun çözüm yolu bulunmalıdır.

TASF İ YE TES İ S İ YER İ SEÇ İ M İ Tasfiye tesisi yeri seçilirken; Tasfiye tesisi yeri seçilirken;  Tesisin gelecekteki gelişme durumları dikkate alınarak, tesisin yapılaca ğ ı arazi kafi büyüklükte seçilmelidir.  Arazinin topografyası tesisin çeşitli birimlerini inşa etmek için uygun olmalıdır.  İ nşaat esnasında malzemenin, alet ve cihazlarının sevki ile, işletme sırasında çeşitli kimyasal maddelerin nakli için tesis yerine karayolu ve demiryolu ile ba ğ lantının kolay olmasına dikkat edilmelidir.  Arazinin fiyatı çok yüksek olmamalı, ileriki yıllardaki gelişme için bu yer genişletilebilmelidir.  Deprem durumları, zemin kazısı ve zemin mukavemeti, zemin tavsiyesi ve drenajı tesisin yatırım maliyetine büyük ölçüde tesir etti ğ inden, bu hususlar gözden uzak tutulmamalıdır.  İ sale hattının, tesis yerinden geçirilmesi uygun ve iktisadi olmalıdır.

 Tesisin inşası ve işletilmesi sırasında lüzumlu olan elektrik enerjisi kolaylıkla temin edilmelidir.  Tesisin seçilece ğ i yerin tabi güzellik bakımından zengin olması, varsa tarihi ve tabi güzelliklere zarar vermemesi,  İ çme suyuna kayna ğ ında yapılabilecek sabotajlar dikkate alınarak tesis yerinin sivil savunma bakımından uygun bir arazi olmasına dikkat edilmelidir. TASF İ YE TES İ S İ YER İ SEÇ İ M İ

SU TASF İ YES İ N İ N AMACI İ çme suyu tasfiyesi ; Su sıcaklı ğ ının düşürülmesi veya yükseltilmesi Renk, bulanıklık, tat ve koku giderilmesi Mikroorganizma giderilmesi Demir ve manganez giderilmesi Amonyum giderilmesi Oksijen konsantrasyonunun yükseltilmesi Asitlerden temizleme Su sertli ğ inin düşürülmesi Sudaki korozif özelli ğ in giderilmesi Tuzlulu ğ un giderilmesi Zararlı kimyasal maddelerin giderilmesi amacıyla yapılır.

İ ÇME SULARI TASF İ YES İ İ Ç İ N ÇEŞ İ TL İ TEMEL İ ŞLEMLER Gaz transferi veya havalandırma Suya oksijen veya CO 2 kazandırmak veya CO 2, H 2 S, CH 4 gibi gazları sudan gidermek için uygulanır. Izgaradan Geçirme Yüzücü ve iri maddeleri tutmak için tatbik edilir. Mikro eleklerden geçirme Süspansiyon halindeki maddeleri veya algleri tutmak için uygulanır. Biriktirme Su kalitesini iyileştirmek, konsantrasyondaki salınımları dengelemek için kullanılır. Çöktürme Çökebilen katıları gidermek için yapılır. Yüzdürme Ekseriya ya ğ ları ve sudan hafif yüzücü maddeleri sudan ayırmak için tatbik edilir. Suyun pH’ sını ayarlama Suya asit veya baz ilave edilerek suyun pH sının istenilen de ğ ere getirilmesi için yapılır.

Hızlı Karıştırma ve Yumaklaştırma Alüminyum ve demir tuzları gibi yumaklaştırıcı maddeleri ham suya ilave etmek suretiyle çökemeyen ve kol l oidal maddeleri çökebilen yumaklar haline getirerek sudan ayırmak maksadıyla yapılır. Filtrasyon Suyu, daneli malzeme ile teşkil edilmiş filtrelerden geçmek suretiyle sudaki kolloid ve süspansiyon maddelerin tutulması işlemi için kullanılır. Dezenfeksiyon Suda bulunan zararlı mikroorganizmaları bertaraf etmek için tatbik edilir. Kimyasal Stabilizasyon İ stenmeyen maddelerin zararsız hale getirilmesi işlemidir. Adsorbsiyon Aktif karbon gibi maddelerle sudaki koku ve tat veren maddelerin tutulması için yapılır. İ yon De ğ iştirme Suyun iyon de ğ iştiricilerden geçirilmesi suretiyle istenmeyen iyonların bir başka iyonla yer de ğ iştirilmesi işlemidir. Kimyasal Çöktürme Suda çözünmüş maddeler, oksidasyonla suda çözünmeyen bileşikler haline getirilerek çöktürme işlemi ile sudan giderilmesi işlemidir. İ ÇME SULARI TASF İ YES İ İ Ç İ N ÇEŞ İ TL İ TEMEL İ ŞLEMLER

Belirtilen fiziki ve kimyevi işlemlerin işlemlerin yanısıra, Kaynatma, koku ve tat kontrolü, sertlik giderilmesi,demir ve mangan giderilmesi için tatbik edilen işlemler, reverse osmoz gibi metotlar da içme suyu tasfiye işlemleri arasında sayılabilir.

TASF İ YE AKIM ŞEMALARI İ çme suyu tasfiyesinde en mühim problemlerden biri ham suyun kalitesine ve tasfiye edilmiş suyun kullanılma maksatlarına göre en uygun tasfiye akım şemasının seçilmesidir. Ham suyun özellikleri, kaynaktan kayna ğ a çok büyük de ğ işiklikler gösterebilir. Bazı kaynakların suları çok iyi vasıfta olup,basit bir dezenfeksiyon ile içme suyu şebekesine verilebilir. Bazı su kaynakları,mesela kirlenmiş nehirlerden su alınmasında oldu ğ u gibi,kötü içeri ğ e sahip olduklarından biriktirme, hızlı karıştırma, yumaklaştırma, filtrasyon ve dezenfeksiyon gibi pek çok tasfiye kısımlarını gerektirir.Bundan dolayı,su kayna ğ ında çeşitli parametreler uygun zaman aralıkları ve sayıda ölçülerek, kabul edilen içme suyu standartları ile karşılaştırılmalı ve hangi parametrelerin iyileştirilmesi gerekti ğ i tespit edilmelidir. T asfiye kısımları ve akım şemasına karar verilmelidir.Daha sonra her bir tasfiye çıkışında ve tasfiye edilmiş sudaki su kalitesi parametreleri tahmin edilerek,standartlarla mukayese edilmeli,çeşitli alternatiflerin olması halinde en ucuz çözümü veren akım şeması tercih edilmelidir.

İ çme Suyu Kayna ğ ı Olarak Kullanılacak Ham Su Kaynakları İ çin Özellikler

Biriktirme müddeti gün alınır. Bunun amacı, iri tanelerin çökelmesi, su kalitesinin düzeltilmesi ve debinin dengelenmesidir. Biriktirme haznesi veya suni göl yapılmadı ğ ı taktirde iri tanelerin çökelmesi için bir çökeltme havuzu (kum tutucu) yapılması mümkündür. Çökebilen Madde Miktarı Yüksek Ve Mevsimlere Göre Kil Muhtevası Ve Rengi De ğ işen Nehir Suları

Ötrofik Göl ve Su Haznelerinin Suları Bu sular bazı mevsimlerde yüksek seviyede alg, kil ihtiva ederler. İ ri çakıl ve kum taneleri yoktur. Çok az miktarda mil bulunur.

Su Kalitesi İ yi Olan Göller ve Su Hazneleri

Rengi Fazla Fakat Askıdaki Madde Muhtevası Az Sular Al +3 veya Fe +3 ile pıhtılaştırma çok zor çökebilen meydana getirdi ğ inden dolayı çökeltme fazla tesirli de ğ ildir.Bu sebepten do ğ rudan do ğ ruya filtrasyon tatbikatı tercih edilir. Şayet alum (veya demir) dozu yüksekse mesela 40 mg/L’den fazla ise filtredeki yük kaybı fazla olur. Bunu önlemek için çift tabakalı filtre malzemesi kullanılır veya düşük hızlarla çalışılır. Renk iyi şekilde düşük pH de ğ erlerinde giderilir. Renk giderilmesi esnasında meydana gelen alum yumakları zayıftır.

Yer Altı Suları İ çin Akım Şemaları a) Demir ve Mangan Giderilmesi

Yer Altı Suları İ çin Akım Şemaları b) Sert Sular İ çin Kireç ile Yumuşatma Yumuşatmanın daha fazla olması istenirse soda da kullanılır. Tek Kademeli Yumuşatma Sadece Ca ++ giderilmesi için uygundur. Bu gibi sularda Ca ++ ve Mg ++ ’un edilen sınırlar içerisinde olması gerekir. Bu metot, Mg ++ giderilmesi için de kullanılabilir. Fakat kireç ve CO 2 sebebiyle işletme masraflarının fazla olmasına sebep olur.

Yer Altı Suları İ çin Akım Şemaları İ ki Kademeli Yumuşatma Ca ++ ve Mg ++ beraber giderilmesi için en uygun tasfiye sistemidir. Tek Kademeli Yumuşatmaya göre; yatırım maliyeti fazla fakat işletme giderleri azdır. Ayrıca birinci kademeden farkı, karıştırma ve çökeltme ile karbonlama havuzlarının tekrar konulmasıdır.