TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE

TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Ö.Gör.Dr. Hüseyin Aksel EREN
DERSİN İÇERİĞİ
„Tekstil terbiyesinde kullanılan suyun özellikleri
„Tekstil terbiye proses suyundan beklentiler
„Su kaynaklı problemler
„Proses suyu hazırlık işlemleri
„Tekstil atıksuları
DERSİN AMACI
„Tekstil Terbiyesinde belirleyici etkiye sahip, en önemli maddelerden olan suyun genel
özeliklerinin tanıtılması, terbiye proseslerinde kullanılacak suda bulunması gerekli özelliklerin
öğretilmesi ve proses suyu hazırlama tekniklerinin anlaşılması
Dersin Kazandıracağı Bilgi ve Beceriler
„Sudan kaynaklanabilecek terbiye problemlerinin bilinmesi,
„Terbiye proseslerine yönelik su kalitesinin bilinmesi,
„Terbiye işletmesinde proses suyu hazırlanması hakkında teorik bilgiye sahip olunması
„Atıksu probleminin anlaşılması
KAYNAKLAR
Fabrikalarında Su ve Analizleri, Necdet Seventekin, Ders Notu şeklinde, 68s.
„İşletme suyunun kalitesi ve iyonlar kataloğu, Yavuz, Ö.N., Rudolf Duraner.
„Tekstil Fabrikalarında Kullanılan Suyun Kalitesinin İyileştirilmesi, Sayıt, G. 2005, Ege
Üniversitesi Tekstil Mühendisliği ABD, Yüksek lisans tezi.
„Reaktif boyamada bikarbonat probleminin çözümü, Uca, R., Çınarlı, A., İpekten, S., Çaylı, G.,
2002, I. Ulusal Tekstil Kimyasalları Kongresi, Bursa.
„Tekstil
„DÖNEM
„Aşağıdaki
ÖDEVİ
başlıklar hakkında bilgi toplanarak derste sunum yapılacak, ödev CD’de teslim
edilecek.
„Türkiye ve Dünyada Su (03.12.2007)
„Tekstilde Suyun Geri Kazanımı / Tekrar Kullanımı (10.12.2007)
„Türkiye’de Tekstil İşletmelerinde Su Hazırlamaya Yönelik Makine/ Sistem Sağlayan Firmaların
Ürünleri(17.12.2007)
„Tekstil atıksularının oluşturduğu çevresel problemler (24.12.2007)
„Tekstilde Su Analizleri (03.12.2007)
„Türkiye’de Bölgelere Göre Su Özellikleri (İstanbul, Bursa, Denizli, Çorlu, Adana, Kayseri,
Antep) (10.12.2007)
„Örnek bir terbiye işletmesinin su hazırlama ve arıtım tesisleri – prosedürleri (17.12.2007)
„Ödevler grup ödevidir,
„Konular powerpoint sunusu şeklinde hazırlanacak ve derste sunulacaktır
„Grup elemanı sayısı 2-4 öğrenci,
„Son teslim 3 Aralık 2007 ( Sunumlar: 3-10-17-24 Aralık / Dönem sonu: 31 Aralık 2007)
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
1
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
„DEĞERLENDİRMEDE dikkat edilecek hususlar: Ödevin düzeni/bütünlüğü, Kaynak
sayısı, İnternet taraması yapılmış olması, Sunum performansı
DEĞERLENDİRME
„Dönem ödevi
25 %
„Ara sınav
25 %
„Final
50 %
DERS PLANI
„1- Giriş, Su döngüsü ve özellikleri
„2- Tekstil terbiyesi proses suyundan beklenen özellikler
„3- Proses suyu hazırlama işlemleri
„4- Tekstil Atıksuları
GİRİŞ
„İnsanların içmek, temizlenmek ve tarım için kullandıkları su 19.yy içinde artık endüstrinin en
önde gelen maddesi “buhar” olarak insanlığın hizmetine girdi.
„Daha sonra gemi ve lokomotif sanayi ve elektrik üretim tesislerinde modern teknolojinin
vazgeçilmez akışkanı haline geldi.
„Suyun buhar makinelerinde kullanılmaya başlaması aynı zamanda içindeki yabancı
maddelerden arındırılması ihtiyacını doğurdu.
„20. yüzyıla gelindiğinde suyun kullanıldığı her sahada içinde taşıdığı yabancı maddelerden
arındırılması gerekliliği ortaya çıktı.
„Ham suyun arıtılması sudaki yabancı maddelerin en büyüklerinin arındırılması ile başlar ve
sudaki iyonların arındırılmasına kadar kademe kademe devam eder.
„Diğer bir anlatımla; ham sudaki askıda maddeler ve organik maddeler fiziksel yollarla,
çözünmüş maddeler ise iyonları arındıran metotlarla temizlenir.
„1940’lara kadar sanayinin saf su ihtiyacı damıtma (distilasyon) ile karşılandı. Damıtma tesisinde
üretilen deiyonize su genel olarak bir miktar çözünmüş madde içermektedir.
„1940’ların sonunda sudaki iyonların katyon ve anyon değişimini sağlayan yüksek kapasiteli
reçineler keşfedildi ve saf su üretiminde bir devrim yaşandı.
„Reçine ile iyon değişimli demineralizasyon 1950’lerden bu güne kadar öncelikli teknoloji
konumunu korumuştur.
„1970’lerde membran teknolojisi ortaya çıkmış ve özellikle Ters Osmoz membranları ticari
uygulama bulmuşlardır.
„Günümüzde arıtılacak ham suyun karakterine ve elde edilecek suyun saflığına göre reçine veya
ters osmoz sistemleri kullanılabileceği gibi ikisinin birbirini tamamlayıcı sistemler olarak
kullanımı da mümkündür.
„Su tekstil terbiyesinin temel maddesidir. (ön terbiye, boyama, baskı ve bitim işlemleri ile
yıkamalar)
„Terbiye işletmelerinde su çözücü özelliğinin yanında ısıtma ve buharlamada da kullanılır.
„Terbiye işletmelerinde kullanılan suyun kalitesi, üretilen mamullerin kalitesi üzerinde
belirleyici bir rol oynamaktadır.
„Su kalitesinden kasıt suyun içerdiği safsızlıklardır.
„Su doğadan tamamen saf bir halde elde edilemez.
„İçerisinde çözünmüş gaz ya da katı maddeler ile askıda kalmış maddeler içerir.
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
2
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
„Suyun içerdiği yabancı madde miktarı elde edildiği yere göre değişir, bu değişim su döngüsü
incelendiğinde anlaşılabilir.
„Bugün kullandığımız suyun milyonlarca yıldır dünyada bulunduğu ve miktarının çok fazla
değişmediği doğrudur.
„Dünyada su hareket eder, formu değişir, bitkiler ve hayvanlar tarafından kullanılır, fakat
gerçekte asla yok olmaz.
„Buna Hidrolojik Döngü (Su Döngüsü, Su çevrimi) denir.
„Bu döngüde suyun hareket etmesini sağlayan beş değişik olay vardır:
1- Yoğunlaşma (kondenzasyon),
2- Yağış (precipitation),
3- Toprağa geçiş (Infiltration) ve yeraltı sularının oluşumu,
4- Yüzeyel akıntı (Runoff) ve yüzey suları ile yeraltı sularının oluşumu,
5- Buharlaşma (Evapotranspiration)
SUDAKİ SAFSIZLIKLAR
„Suda bulunabilecek safsızlıklar iki grupta toplanmaktadır:
„Suda çözünmeyen maddeler: kum, kil, bitki parçacıkları, bakteriler, v.s.
„Suda çözünen maddeler
„Organik maddeler: Hümin ve flavinler, endüstriyel atıklar
„Çözünen tuzlar: Kalsiyum ve magnezyum karbonat/bikarbonatlar, sodyum, potasyum, demir,
amonyum ve mangan tuzları
„Çözünen gazlar: oksijen ve karbondioksit
„Bu safsızlıkların miktarı ve oranları suyun alındığı kaynağa göre değişir.
„
„Doğada bulunan su kaynakları genellikle dört grupta toplanmaktadır:
„Meteor
suları
„Yeraltı ve kaynak suları
„Yüzey suları
„Deniz suları
1- Meteor suları
„Yağmur ve kar sularıdır.
„Mevcut sular içinde en saf olanıdır.
„Bununla birlikte havada bulunan gazları içerdiği gibi organik ve anorganik maddelerde
içerebilir.
2- Yer altı ve kaynak suları
„Bulunduğu ve geçtiği toprak tabakalarını çözmesi sonucunda, tabakaların cinsine göre çeşitli
çözünmüş maddeler içerirler.
„Özellikle klorür ve sülfat tuzları bulundururlar.
„Bunun yanında demir, mangan ve sertlik yapıcı bileşenleri bulundururlar.
3- Yüzey suları
„Akarsu, göl ve dere sularıdır.
„Doğal bir süzülmeye uğramadıklarından içerdikleri safsızlıklar öncekilerden daha fazladır.
„Bileşimleri mevsime ve yağışa göre ve bulundukları ya da aktıkları toprağa göre değişir.
4- Deniz suları
„Özellikle okyanusların kimyasal bileşimi sabittir.
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
3
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
„Ancak nehirlerin denize karıştığı bölgelerde yerel tuzluluk farkları görülebilmektedir.
Terbiyede Su Kalitesinin Önemi
„Suyun saf olarak bulunmayıp bir çok yabancı madde içerdiği anlatıldı.
„Terbiyede su kullanımında suyun da bir kimyasal madde olduğu, içinde bulunan iyonların
terbiye prosesini ve kumaş tutumunu etkilediği hep akılda tutulmalıdır.
„Terbiye işletmesine gelen suyun kalitesi çok sık değişebilir. (yağış durumuna göre yer altı su
kalitesi değişkendir ve bunun yanında vardiyalı çalışan işletmelerde su hazırlama operatörlerinin
değişmesi (tam otomatik sistem yoksa))
„Standart ürün kalitesi tutturulmak isteniyorsa standart su kalitesinin de tutturulması gerekir.
„Dolayısıyla en modern, tam otomasyonlu, terbiye makineleriyle çalışılsa bile su kalitesinin
değişken olması değişken kumaş renkleri ve kaliteleri oluşmasına neden olabilir.
„Ürün kalitesini bu derece etkileyen suyu hazırlayan cihazlar da aslında boya mutfağı ve
makineleri kadar önemlidir.
„Ancak birçok işletmede su arıtma cihazlarına gereken önem verilmemektedir.
„Neticede oluşan hatalı boyamalardan dolayı tekrar tekrar yapılan yıkama ve boyama işlemleri,
düzeltmeler için fazladan kullanılan boyarmadde ve kimyasal maddeler ile zaman ve işgücü
kayıpları ortaya çıkmaktadır.
„Su kalitesine özen gösterildiğinde bu problemlerle daha az karşılaşılacaktır.
SUYUN ÖNEMLİ FİZİKSEL VE KİMYASAL ÖZELLİKLERİ
SUYUN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ
„Suyun önemli fiziksel özellikleri arasında
„renk,
„koku ve tat,
„bulanıklık,
„sıcaklık ve
„elektriksel iletkenlik sayılabilir.
„1. Renk
„Bu özellik genellikle askıda ve çözünmüş maddelerin bir belirtisidir.
„Çöktürme ve filtrasyonla yapılan saflaştırma işlemleri rengi düşük seviyelere indirmektedir.
„2. Koku ve tat
„Koku ve tat suda çözünmüş gazlar ile inorganik ve organik maddelerden kaynaklanır.
„3. Bulanıklık
„Çoğu kez renkle birlikte olur, fakat çözünebilir maddelerin değil asılı durumdaki katı
maddelerin belirtisidir.
„Asılı maddeler özellikle koyu renkteyse çok az miktarda olmalılar, aksi taktirde materyal
üzerine çökerek lekelenme oluşturabilirler.
„4. Sıcaklık
„Yüzey sularının sıcaklığı iklime bağlıdır.
„Yer altı suları ise 20-40 metre derinlikte 1 derece kadar yükselir.
„5. Elektriksel İletkenlik
„Suyun elektriksel iletkenliği içinde çözünmüş olan iyonların cinsi ve konsantrasyonuna bağlıdır.
„Çözünmüş tuz konsantrasyonu arttıkça elektriksel iletkenlikte artış olur, buradan hareketle
iletkenlik değerinden çözünmüş toplam tuz miktarı hakkında fikir edinilebilir.
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
4
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
Suyun Kimyasal Özellikleri
„Suyun başlıca kimyasal özellikleri:
„pH,
„Asitlik,
„Alkalinite
„Sertlik
ve
olarak sayılabilir.
„1. pH
„Tanım olarak hidrojen konsantrasyonunun eksi logaritmasıdır.
„Özellikle kimyasal tepkimelerde çok önemli ve kontrol edilmesi gerekli bir parametredir.
„2. Asitlik
„Bir suyun asitliği, sudaki asitlik yapan bileşikleri nötralize etmek için harcanan NaOH miktarı
ile belirlenmektedir.
„Asitlik mineral asitlerden ya da zayıf organik asitlerden kaynaklanabilir.
„3.
Alkalinite
„Alkalinite belirlenen bir pH değerine kadar suyun kuvvetli asitlerle reaksiyona girmesinin
kantitatif kapasitesi olarak tanımlanır.
„Alkalinite suyun agregat teşkil etme özelliğinin bir ölçüsüdür.
„Alkalinite su ve atıksuda kullanılan önemli bir parametredir.
„Yüzeysel sularda alkalinite karbonat, bikarbonat ve hidroksil içeriğinin bir fonksiyonudur.
„Alkalinite ölçümleri fenolftalein alkalinitesi (p alkalinite) ve metiloranj alkalinitesi (m
alkalinite) olarak ölçülür.
Suyun Kimyasal Özellikleri
„Fenolftalein alkalinitesi:
„100 ml su numunesine birkaç damla fenolftalein indikatörü damlatıldıktan sonra pembe renk
kayboluncaya kadar 0,1 N HCl ile titre edilir. Sarf edilen asit miktarı (ml) p değerini verir.
„Fenolftalein damlatıldığında pembe renk oluşmazsa p değeri sıfıra eşittir.
Suyun Kimyasal Özellikleri
„Metiloranj Alkalinitesi (Tüm alkalinite):
„Fenolftalein alkalinitesi test edilmiş olan renksiz numuneye (aynı numune) birkaç damla
metiloranj indikatörü damlatıldıktan sonra renk sarıdan turuncuya dönene kadar 0,1 N HCl ile
titre edilir.
„Suda bulunan karbonat, bikarbonat ve hidroksil iyonlarının miktarı, p ve m alkalinitelerinden
bulunabilmektedir.
„Titrasyon değerlendirmeleri çizelgeye göre yapılır:
„Tablodan bulunan hidroksil, karbonat ve bikarbonat iyonlarının değerleri, 2,8 ile çarpılarak
baziklik dereceleri (Alman derecesi) hesaplanabilir.
„m x 2,8 = tüm baziklik derecesi
„p x 2,8 = fenolftalein baziklik derecesi
„a x 2,8 = kostik bazikliği derecesi (a = 2p – m)
„Tablodan bulunan hidroksil, karbonat ve bikarbonat iyonlarının değerleri, bu iyonların
miktarlarını hesaplarken ekivalent ağırlıkları ile çarpılır.
-„CO3 = 60
„HCO3 = 61
„OH = 17
„4. Sertlik
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
5
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
„Bir suyun sertliği içerdiği minerallerden oluşur.
„Bu mineraller kalsiyum, magnezyum, demir, çinko, alüminyum ve manganez bileşikleridir.
Ancak kalsiyum ve magnezyum diğerlerine göre çok daha fazladır.
Terbiyede Proses Suyundan Beklenen Özellikler
„Fabrikalarda kullanılan sularda bulunması istenen özellikler, suyun kullanılacağı yere ve işleme
göre birbirinden farklılık gösterir.
„Tekstil fabrikalarında kullanılan su;
„Kazan suyu ve
„İşletme suyu
„olarak iki grup altında toplanmaktadır.
1. Kazan suları
„Enerji kaynağı olarak ve ısıtmada kullanılacak su buharının eldesi için gerekli olan sudur.
„Kazan işletmesinde, özellikle yüksek basınçlarda, suyun sadece sertliğini değil, içerisinde
bulunan bütün maddeleri göz önünde bulundurmak gerekir.
„A- Kaba, kolloidal ve moleküler pislikler
„Organik ya da inorganik esaslı olan bu safsızlıklar filtrasyon ya da çöktürme yoluyla
uzaklaştırılmalıdır.
„B- Silisyumdioksit (SiO2)
„Silikat taşlarına neden olur. Mutlaka uzaklaştırılmalıdır.
„Kazan suyuna trisodyumfosfat ilave edildiğinde kalsiyum ve magnezyum silikatların oluşumu
önlenir.
„C- Suya sertlik veren iyonlar (Ca ve Mg)
„Kazan taşı oluşumuna neden olurlar.
„Kazan taşı oluşumunu önlemek için fosfat ilave edilir. Genellikle trisodyumfosfat tercih edilir.
„D- Çözünmüş gazlar (O2 ve CO2)
„Korozyona neden olurlar.
„Amonyak ilavesiyle karbondioksit zararsız amonyum karbonat haline dönüştürülür.
„
„Sonuç olarak iyi bir kazan besleme suyu;
„Kazan
taşı oluşturmamalı
neden olmamalı
„Temiz buhar eldesine olanak vermelidir.
„Korozyona
2. İşletme suları
„Tekstil terbiyesinde kullanılacak olan sudur.
„Başlıca beklentiler:
„Renk
renksiz olmalıdır
„pH
nötr veya 7,5 civarı
„Sertlik
0 civarında
„Metal iyonları
özellikle demir ve mangan
bulunmamalı
„İndirgen ve oksidan madde bulunmamalı
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
6
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
„İşletme sularında bulunabilecek safsızlıklar terbiye işleminin cinsine göre çeşitli olumsuzluklara
neden olurlar.
İşletme sularında bulunabilecek safsızlıklar ve oluşturdukları problemler
„I- Katı ve kolloidal maddeler:
„Bu maddeler tekstil malzemesinin üzerine yapışarak malzemenin görünümünün bozulmasına
neden olurlar.
„Özellikle sargı şeklindeki malzemelerin terbiyesinde, flottenin sirkülasyon yönüne bağımlı
olarak, sargının iç ve dış taraflarında tutunup kalırlar.
İşletme sularında bulunabilecek safsızlıklar ve oluşturdukları problemler
„
„II- Ağır metal iyonları:
„Bu iyonlar (demir, mangan) kasar işlemlerinde katalitik etki göstererek liflerin zarar görmesine
neden olabilirler.
„Kullanılan kimyasalın boşa tükenmesine neden olurlar.
„Malzemede lekeler oluşturabilirler.
„Mangan iyonları makine ve cihazların kauçuk aksamına etki yaparak eskimesine
(yaşlanmasına) neden olurlar.
„Tanen ile yapılan çalışmalarda demir iyonu tanen ile reaksiyona girerek koyu renkli bileşiklerin
oluşmasına neden olur.
„Şekilde kopmuş olarak görünen kısım viskon çözgüdür.
„Kopmanın nedeni makine aksamından bölgesel olarak bulaşan demir iyonlarının ağartmada
katalitik etki göstermesidir.
„Terbiye sırasında, zaten yaş dayanımı düşük olan viskon lifleri katalitik hasarın da etkisiyle
kopmuş ve şekilde görünen hata oluşmuştur.
„Burada bir hususa dikkat çekmekte fayda var:
„Metal iyonları sadece sudan değil pamuk lifinden de kaynaklı olabilir.
İşletme sularında bulunabilecek safsızlıklar ve oluşturdukları problemler
„
„III- pH
„Düşük olması durumunda liflere zarar verebilir, makinelerin korozyonuna neden olabilir.
„Bunun yanında asit ya da alkali fazlası bazı tekstil proseslerini bozabilmektedir.
„Doğal sular bikarbonatların varlığından kaynaklanan alkaliniteye sahip olabilmektedirler.
„Çürümüş bitki atıkları ihtiva eden bazı kaynaklardan gelen sular hafif asidik olabilmektedir.
„Ayrıca saflaştırma prosesleri de suyun pH’ının değişimine neden olabilmektedir.
„Reçine ile yumuşatmada suyun bikarbonat içeriği artarak pH 8 seviyelerine çıkabilmektedir.
„Kireç-soda prosesi ile saflaştırılan suyun pH’ı da alkali olabilmektedir.
İşletme sularında bulunabilecek safsızlıklar ve oluşturdukları problemler
„Ege Üniversitesinde yapılan yüksek lisans çalışmasında sudaki bikarbonatın pH’a etkileri
incelenmiştir.
„Isıtma ve kaynatma sonrasında sodyumbikarbonat iyonları sodyum karbonat iyonlarına
dönüşmeye başlamaktadır.
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
7
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
„
„IV-
Su sertliği
suyunun yumuşak olması istenir.
„Suyun sertliği, içerdiği minerallerden oluşur. Bu mineraller kalsiyum, magnezyum, demir, çinko
, aliminyum ve manganez bileşikleridir. Fakat su içindeki kalsiyum ve magnezyum iyonlarının
diğerlerine göre çok fazla olması sebebiyle su sertliğinde öne çıkarlar.
„Bunlar karbonat, bikarbonat, klorür, sülfat ya da nitrat bileşikleri şeklinde görülür.
„Çeşitli sertlikler bulunmaktadır:
„Tüm sertlik (TS): suda çözünmüş halde bulunan tüm toprak alkali bileşiklerin oluşturduğu
sertlik
„Geçici sertlik (GS): Bikarbonat ve karbonatların oluşturduğu sertliktir. Karbonat sertliği olarak
ta ifade edilir, su ısıtıldığında bikarbonat bileşikleri karbonat şekline dönüşüp çökeceklerinden bu
şekilde giderilebilirler.
„Kalıcı sertlik (KS): Bikarbonat ve karbonatlar dışındaki kalsiyum ve magnezyum nötr tuzlarının
oluşturduğu sertliktir. (Ca-Mg klorür ve sülfatlar)
„Kalsiyum sertliği: suda çözünmüş olarak bulunan kalsiyum bileşiklerinin oluşturduğu sertliktir.
„Magnezyum sertliği: suda çözünmüş olarak bulunan magnezyum bileşiklerinin oluşturduğu
sertliktir.
„İşletme
„
„Çeşitli sertlik birimleri vardır. Bunlardan en çok kullanılanları şunlardır ;
1. FRANSIZ SERTLİK DERECESİ (FS) : Litrede 10 mg kalsiyum karbonat kapsayan suyun
sertliği, 1 Fransız Sertlik Derecesidir.
2. İNGİLİZ SERTLİK DERECESİ (IS) : 1 galon (0,7 litre) suda 10 mg kalsiyum karbonat
kapsayan suyun sertliği, 1 İngiliz Sertlik Derecesidir.
3. ALMAN SERTLİK DERECESİ (AS) : Litrede 10 mg kalsiyum oksit(CaO) kapsayan suyun
sertliğidir.
4. AMERİKAN SERTLİK DERECESİ (ppm): 1 Litrede 1 mg kalsiyum karbonat kapsayan
suyun sertliği 1 ppm’dir.
1 FS (°F) = 0,56 AS (°dH) = 0,7 IS (°eH) = 10 ppm
Sert Su Nasıl Derecelenir?
„Çok yumuşak
0-5
°F
„Yumuşak
5-10 °F
„Orta sert
10-20 °F
„Sert
20-30 °F
„Çok sert
>30 °F
„Su
sertliğinin tayininde en çok kullanılan iki metot:
yöntemine göre su sertliği tayini (sabun metodu)
„EDTA ile sertlik tayini
„Boutron-Boudet
„
„Boutron-Boudet
yöntemine göre su sertliği tayini (sabun metodu)
„Suyun sertliğini meydana getiren Ca ve Mg gibi katyonlar, yüksek karbonlu yağ asitlerinin
alkali tuzları olan sabun ile suda çözünmeyen bir çökelti meydana getirirler. Suda bulunan sertlik
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
8
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
verici iyonların bu şekilde çökerek sudan ayrılmasından sonra sabun köpürür. Sabunun bu
özelliğinden yararlanarak suyun toplam sertliği, ayarlı sabun çözeltisi ile tayin edilebilir.
„Tayinde indikatör olarak köpük kullanılır. Metot kesin sonuç vermemekle beraber, pratik olması
nedeniyle özellikle arazi analizleri ve sanayide uygulanır.
„EDTA
ile sertlik tayini
diamin tetra asetik asit ve bunun sodyum tuzu metal katyonlarının bulunduğu çözeltiye
ilave edildiği zaman, çözünebilir halka kompleksi meydana getirir. pH ı 10,0 ± 0,1 ve
kapsamında Ca ve Mg bulunan çözeltiye Erio Chorome Black T ilave edilirse çözeltinin rengi
şarap kırmızısı rengini alır. Bu çözeltiye EDTA ilave edilirse, Ca ve Mg iyonları EDTA ile
kompleks meydana getirir. Çözeltide bulunan Ca ve Mg iyonlarını kompleks içerisine alacak
kadar EDTA ilave edilirse, renk şarap kırmızısından maviye döner. Bu titrasyonun son noktasıdır.
„Eriochrome Black T (Schwarz T) de aslında kompleks yapma özelliğine sahiptir.
„Suda kalsiyum ya da magnezyum iyonları varsa Eriochrome bunlarla kompleks oluşturarak
kırmızı renk alır.
„EDTA ilave edildiğinde, EDTA daha kuvvetli olduğu için kalsiyum ve magnezyum iyonlarını
Eriochrome’dan alıp kendisine bağlar. Dolayısıyısla renk maviye döner.
„Etilen
„
„İşletme suyunun yumuşak olmaması durumunda karşılaşılabilecek problemler 4 başlıkta
incelenebilir:
„Sert sabun oluşumu
„Alkali ve yüksek sıcaklıkta çökme
„Soda kullanımında çözünmeyen bileşikler oluşturma
„Düzgünsüz boyama
„
„Yıkamada sabun kullanılması durumunda sert su sert sabun oluşturur.(1) Böylece hem sabun
tüketimi artar hem de tekstil mamulünün üzerine çökebilen sert sabunlar oluşur.
„Suda çözülmeyen sert sabunların oluşması ve bunların çökmesine sabun kesilmesi denir.
„Oluşan sert sabunlar, yıkama işlemine katılmadıklarından, suyun sertlik derecesine bağlı olarak
bir miktar sabunun boşa gitmesine neden olurlar.
„Örneğin 100 litre suda
„1 Alman sertliğinde 16 g
„15 Alman sertliğinde 240 g sabun boşa gitmektedir.
„Oluşan sert sabunların kumaş üzerine çökmesi sonucu
„lekeler meydana gelir ve buna bağlı olarak
„kumaşın kirlenmesine,
„yapılan boyamaların kötü sürtme ve yıkama haslıkları göstermesine neden olarak, kumaş
kalitesi düşer.
„Sert sabunlar kumaşın gözeneklerini tıkayarak özellikle iç çamaşırların sağlık açısından
kötüleşmesine neden olurlar.
„Çamaşırların tutumunun kötüleşmesi yanında sert sabunlar hidrofob özellikte olduğundan
çamaşırlar da su itici karakter kazanır ve ter emme (havlularda su emme) özellikleri düşer.
„Oluşan sert sabunları giderebilmek için, dispergir maddeler kullanılabilse de ekonomik olup
olmadığı tartışılmalıdır.
„Su sertliğinin oluşturacağı diğer bir problem (2) bazik ve yüksek sıcaklıkta yapılan işlemlerde
çökerek malzemenin tutumunu bozmalarıdır.
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
9
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
„Aynı
formülü Ca yerine Mg koyarak ta yazabiliriz.
„Görüldüğü gibi, kaynatma sonucunda suda çözünen bikarbonat iyonları çözülmeyen karbonatlar
halinde çökmektedir.
„Asit ilave edildiğinde (bazı boyamalarda olduğu gibi), çökelekler oluşmayıp, suya sertlik veren
Ca ve Mg iyonları, suda çözünebilen başka bileşiklere dönüşürler.
„Su sertliğinin oluşturacağı diğer bir problem (3) terbiye işlemlerinde soda kullanılması
durumunda kalsiyum tuzları ile sodanın reaksiyona girmesi sonucu , suda çözünmeyen bileşikler
oluşmasıdır.
„Su sertliğinin oluşturacağı son problem (4) ; suda çözünen boyarmaddelerle yapılan
boyamalarda Ca ve Mg iyonları boyarmaddelerle birleşerek, suda zor çözünen veya hiç
çözünmeyen bileşikler oluşturmaları ve dolayısıyla düzgünsüz boyamaya neden olmalarıdır.
Su sertliğinin isteneceği yer var mıdır?
„Hidrojen peroksit ile ağartma yaparken stabilizatör olarak su camı (silikat) kullanılıyorsa
kullanılan suda az da olsa magnezyum sertliği bulunması istenir, hatta yoksa ilave edilir (Epsom
tuzu-magnezyumsülfat).
„Çünkü su camı magnezyum ile birleşerek magnezyum silikatı oluşturur ki bu da stabilizatör
görevi yapar.
2. İşletme suları
Terbiye Proseslerinde Kullanılan Suyun Özellikleri
„Tekstil terbiye işletmelerinde kullanılan sudan beklenen temel kriterler şunlardır:
„Askıda madde bulundurmamalı
„Nötral pH’a sahip olmalı
„Demir, mangan, kalsiyum ve magnezyum tuzları ve ağır metaller içermemeli
„Korozyona sebep olmamalı
„Köpüklenmeye ve kokuya neden olan maddeler içermemeli
Terbiye Proseslerinde Kullanılan Suyun Özellikleri
„Bu kriterler ışığında tekstil proselerinde kullanılacak sulardaki kirliliklerin kabul edilebilir
limitlerini şöyle özetlemek mümkündür:
Terbiye Proseslerinde Kullanılan Suyun Özellikleri
1- Renk
„Bu özellik genellikle gerek asılı gerek çözülebilir maddeler olarak kirlenmenin belirtisidir.
Kabul edilebilir kirliliğin limiti 5 birim (hazen)’dir.
„Çöktürme ve filtrasyonla yapılan saflaştırma işlemleri genellikle rengi düşük seviyelere
indirmektedir.
„Hazen birimi:
„1892 yılında kimyacı A. Hazen tarafından Pt/Co (platin/kobalt) içeren stok çözeltilerle
hazırlanan bir skaladır.
„1952 yılında ASTM (American Society for Testing and Materials) , ASTM Test Method D1209
“StandardTest Method for Color of Clear Liquids (Platinum-Cobalt Scale).” metodunu buna
dayanarak geliştirmiştir.
„American Public Health Association (APHA)’da benzer bir metodu kullanır.
2- Bulanıklık
„Bulanıklık çoğu kez renkle birlikte ifade edilmektedir, ancak çözülebilir maddelerin değil asılı
durumdaki katı maddelerin belirtisidir.
3- Asılı katı maddeler
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
10
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
„Miktarı
çok düşük olmalı ve tekstil malzemesi üzerine çökmemelidir.
„Genel kullanım içim 5 mg/l yeterli olsa da bobin boyamada daha düşük limitler
gerekebilmektedir.
„Çünkü bobinler çok etkili filtre görevi görürler ve katı maddeleri banyodan süzerek kendi
üzerlerine biriktirirler.Bobin üzerindeki katı çökelekler koyu lekeler olarak görülürler.
4- Sertlik
„Bütün tekstil proseslerinde olmasa bile bazılarında proses suyunun sertliğinin giderilmesi
gerekmektedir.
„Örneğin sabun kullanılanlarda yumuşak su şartken peroksit ağartmasında bir miktar sertlik (Mg)
istenebilir.
„Yumuşatma genelde iyon değiştirme prosesi ile yapılır ve 0’a yakın sertlikte su elde edilir.
5- Metaller
„Metaller lekelenmelere neden olmakta ya da prosesi bozmaktadır.
„Demir, mangan, alümimyum, bakır ve ağır metaller için limitler çizelgede verilmişti.
„Ağır metal: yoğunluğu yüksek ve düşük dozlarda bile zehirli olan metaller; örnek olarak civa,
kadmiyum, arsenik, krom ve kurşun verilebilir.
6- Silis
„Silis ya da silisyumdioksit sularda az miktarda bulunur.
„Su sert olmadığı sürece az miktardaki silis zararlı değildir.
„Sert sularda ise kalsiyum ve magnezyumsilikat çökelekleri meydana getirmektedir.
7- Sülfat
„
SO4-2
„Doğal kaynaklı ya da alüminyum sülfat ile yaptırılan koagülasyondan veya suyun tekrar
kullanımından kaynaklanır.
„Boyama hızına etki etmemesi için boyahanelerde takip edilmelidir.
8- Klorür
„Bazen tuz içeren kaya tabakalarından oldukça fazla miktarda klorür suya geçmektedir.
„
Sülfatta olduğu gibi boyama hızına etki etmemesi için konsantrasyonu sabit olmalıdır.
9- Klor
„Suların sterilizasyonundan gelebilecek az miktarda serbest klor (0,1-0,2 ppm) zararlı değildir.
„Bu klor sodyumbisülfit ile uzaklaştırılabilir.
„Ancak yine de kaynağını belirlemek ve önlemek gereklidir.
10- Fosfat
„Nehirlerdeki fosfat miktarı kanalizasyon sularının deşarjı nedeniyle artma eğilimi gösterir.
„Evlerde kullanılan deterjanlardan gelen fosfatlar bunun kaynağıdır.
„Kalsiyumkarbonat çökeleklerini önlemek için yapılan sodyumhegzametafosfat ilaveleri de
sudaki fosfatın kaynağı olabilir.
11- Karbondioksit
„Doğal sularda serbest halde bulunduğu gibi sert suların asitlenmesi sonucu da ortaya çıkar.
„Prosese zarar vermese de demir boruların korozyonuna sebep olur.
12- Çözünmüş oksijen
„Suların çoğu içerir.
„Korozyona neden olur ve etki basınç ve sıcaklıkla artar.
13- Optik beyazlatıcılar
„Düşük miktarları bile pastel tonların eldesinde sorun oluşturur.
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
11
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
„Suyu bir miktar buharlaştırdıktan sonra pamuk veya sentetik bir lifle muamele edildiğinde
malzeme UV ışığı altında incelenir ve kolayca varlığı belirlenir.
14- Yüzeyaktif maddeler
„Su kaynağındaki miktarları giderek artmaktadır.
„Genelde problem oluşturmazlar.
„Ancak aprede kullanılan katyonik YAM’lar ile anyonik YAM’lar ve yıkama kullanılan anyonik
YAM’lar ile katyonik YAM’lar birleşirse çökmeler olmaktadır.
„Bu maddelerin varlığı suda kirlenme olduğunun işaretidir.
Reaktif Boyamada Bikarbonat Problemi
„Pamuk elyafının reaktif boyarmaddeler ile boyanmasında, ortamdaki bikarbonat varlığı problem
olmaktadır.
„Bikarbonat ortamın pH’sını tamponlama noktası olan 8,82’e çeker.
„Bunun sonucu ;
„Boya girişinden soda veya alkali dozajına kadar olan ısıtma anında pH yükselir.
„İlk soda veya alkali ilavesi ile pH ani yükselmektedir. Ortamın pH değeri 7 - 7,5 iken ilk soda
ilavesi ile çok kısa sürede pH = 9 - 9,5 değerine çıkmaktadır.
„Sıcaklık sonrası ortama soda veya alkali ilavesi ile pH = 11 ‘e çıkılamaz.
„Soda veya alkali dozajı bittikten sonra pH düşmeye başlar.
„Bikarbonat çökmelerine zaman zaman rastlanmaktadır.
„İşletmelerde genellikle kuyu suyu kullanılır.
„Bu önce yumuşatma işleminden geçirilerek toplam sertliği giderilir.
„Kalsiyum ve magnezyumun karbonat, bikarbonat ve sülfat gibi bileşikleri reçinelerden geçince
kalsiyum ve magnezyum iyonları tutulur.
„Diğer iyonlar ortamda kalır.
„Flotte ısıtıldığında ortamdaki bu bikarbonat varlığı ortamın pH değerini tamponlar.
„Bu tamponlama nedeni ile pH = 8,82 değerine doğru değişmektedir
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI Dr.Hüseyin Aksel EREN
Boyama prosesi basit olarak üç ayrı aşamada incelenebilir. Bunlar migrasyon aşaması,
alkali dozajı aşaması ve son aşama olarak fiksasyondur.
„Migrasyon Aşaması
„Boyarmadde ortama verildikten sonra tuzun elektrolit etkisi ile boyarmadde kumaşın üzerine
çektirilir. Sıcaklık yükseltilmesi ile boyarmaddenin kumaş üzerindeki düzgün dağılım sağlanır.
Alkali (soda veya sıvı alkaliler) dozajına kadar pH asidik ortamda sağlanmalıdır.
„Oysa ortamdaki bikarbonat varlığı pH’ın asidik ortamda kalmasını engeller. Bu durumda
kuvvetli boyarmaddeler erken fiksasyona girerler.
„Çünkü pH yükselmesi ile bazı boyarmaddeler düşük sıcaklıkta, düzgün dağılım sağlanmadan
pamuk ile reaksiyona girerler. Bu durumda kuvvetli reaktivitedeki boyarmaddeler ilk önce
selülozun en kolay bağları ile bağlanmaktadır.
Reaktif Boyamada Bikarbonat Problemi
„Alkali Dozajı Aşaması
„Ortama alkali ilavesi yapıldığında boyarmaddelerin fiksasyonu başlar. Alkali ortalama 30
dakikada dozajlanır. Dozaj bitiminde boyarmaddenin %50’si fiske olur.
„pH değerinin yavaş yavaş yükselmesi için alkali dozajlı verilir. Dozajlama ile teorik olarak pH
=6’dan 11’e lineer artarak yükselmesi beklenir. Fakat pratikte yapılan çalışmalarda bu lineerlik
görülmez.
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
12
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
„İlk
alkali dozajında, toplam alkali miktarının % 5 kadarı dozajlandığında pH değeri ani bir
yükselme ile 9,0 – 9,5 değerini bulmaktadır. Bu ani yükselme ile boyama hızlı olduğundan abrajlı
boyama riski yükselir. Bu nedenle boyama verimi düşer ve bazı boyarmaddeler hidroliz
olduğundan renk farkı olmaktadır.
Alkali dozajlamada ani pH yükselmesi
„Fiksasyon Aşaması
„Soda dozajı ile pH = 10,8 – 11,2 aralığına getirilmelidir. Soda dozajı sonrasında, kalan
boyarmaddeler selülozun diğer bağları ile bağlanmak için yarışırlar. Alkali ortamda soğuk
boyalar daha hızlı hidroliz olduklarından bu süre 45 dakikayı aşmamalıdır.
„Ortamda bikarbonat olduğu zaman soda dozajı sonrası pH = 10,8’e kadar çıkarılamaz. Bunun
nedeni bikarbonatın pH değerini kendi pH tamponlama noktası olan 8,82 değerine çekmek
istemesindendir.
Bikarbonat etkisiyle pH düşmesi
„Yukarıda anlatılan nedenler ile işletmede meydana gelen olan aşağıdaki problemler bikarbonat
varlığından kaynaklandığı görülmektedir. Bunlar;
„pH = 11 değerine sadece soda kullanılarak ulaşmak mümkün olmaması,
„Soda sonrası pH değeri kısa sürede düşmesi,
„Beyaz çökeltiler ve renklerin matlığı,
„Laboratuar – işletme ve partiler arası renk farkının olması,
„Boyaların çektirilememesi,
„Bazı renk haslıklarının düşüklüğü, gibi problemlerin bikarbonattan kaynaklandığı
görülmektedir.
„Bikarbonat Problemlerinin Çözümü
„Bu problemleri çözmek için boya sonrasından soda dozajına kadar pH sabit tutulmalı, soda
dozajı ile pH yükselmesinin lineer olması sağlanmalı ve pH =11 çıkarılması sağlanarak aynı
değerde sabitliği sağlanmalıdır.
Reaktif Boyamada Bikarbonat Problemi
„Kaynak:
„Reşat UCA, Adem ÇINARLI, Sinan İPEKTEN, Gökhan ÇAYLI “REAKTİF BOYAMADA
BİKARBONAT PROBLEMLERİNİN ÇÖZÜMÜ VEYA SODA YERİNE ; COLINOR İLE
SODYUM HİDROKSİT KULLANIMI VE AVANTAJLARI”
„I. Ulusal Tekstil Yardımcı Kimyasalları Kongresi, Bursa 2002
Reaktif Boyamada Bikarbonat Problemi
„Bikarbonat probleminin çözümünde tamponlayıcı maddeler kullanılmasının yanında ;tandem,
split, asitleme, tersinir osmoz ve kireçleme gibi bikarbonat iyonlarının giderilmesi sağlayan
düzeneklerde kullanılabilir.
Proses suyu hazırlama işlemleri
„Su hazırlanmasından amaç şu ana olumsuz etkileri anlatılan safsızlıkların sudan
uzaklaştırılmasıdır.
„Henüz hazırlanmamış olan suya brüt su denir.
„Brüt su olarak bazen yüzey suları bazen de derin sular anlaşılır.
„Her iki su arasındaki temel farklılıklar Tablo’da gösterilmiştir:
Yüzey suyu ve derin su arasındaki farklılıklar
Proses suyu hazırlama işlemleri
„Buna göre yüzey suları ile derin suların hazırlama işlemleri arasında bir miktar fark
bulunmaktadır.
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
13
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI Dr.Hüseyin Aksel EREN
„Bu
işlemlerde amaç bulanıklığın, süspansiyon maddelerin ve organik maddelerin giderilmesidir.
brüt suyun cinsine ve içerdiği değişkenlere göre işlemlerin tamamı veya bir kısmı
uygulanır.
„Bu işlemlerde sertlik ve baziklik giderilmemektedir. Bunların giderilmesi bu işlemden sonra
yapılmaktadır.
Yüzey sularının temizlenmesi
„Direkt filtrasyon
„Ön koagülasyon-flokülasyon yapmadan direkt filtrasyon
„Kısmi ön koagülasyon-flokulasyon yaparak filtrasyon
„Koagülasyon-flokülasyon-dekantasyon veya flotasyon
„Koagülasyon-flokulasyon-dekantasyon
„Koagülasyon-flokülasyon-flotasyon
Derin suların temizlenmesi
„Çözünmüş gazların giderilmesi
„Demir ve manganın giderilmesi
Su sertliğinin giderilmesi
„Çöktürme yöntemleri
„Kireç-soda yöntemi
„Alkali-kostik yöntemi
„Soda yöntemi
„Neckar yöntemi
„Karbonat sertliğinin giderilmesi
„Barit yöntemi
„Fosfat yöntemi
„İyon değiştirme yöntemleri
„Anorganik iyon değiştiriciler
„Yapay esaslı iyon değiştiriciler
„Tam tuzsuzlaştırma işlemi
„Amonyum iyon değiştiricisi
„Kısmi tuzsuzlaştırma
„Karbon değiştiricileri
Alkali (Baziklik) ayarlanması
„Bunlardan sonraki adımda yapılabilecek işlemler:
„Alkali (Baziklik) ayarlanması
„Kondens sularındaki yağların giderilmesi
Yüzey sularının temizlenmesi
„Direkt filtrasyon
„Ön koagülasyon-flokülasyon yapmadan direkt filtrasyon
„Kısmi ön koagülasyon-flokulasyon yaparak filtrasyon
„Koagülasyon-flokülasyon-dekantasyon veya flotasyon
„Koagülasyon-flokulasyon-dekantasyon
„Koagülasyon-flokülasyon-flotasyon
1. Direkt filtrasyon
„Poröz (gözenekli) bir ortamdan veya geçirimli bir madde arasından geçirilen suyun arıtılması
işlemine filtrasyon (süzme) adı verilmektedir.
„Ancak
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
14
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
„Bu işlem esnasında, askıda ve kolloid maddelerin tutulması ve mikroorganizmaların giderimi
gerçekleşir.
„Filtrasyon işleminde kullanılan filtre ortamı, yani gözenekli ortam,
„Tanecikli kum yatağı,
„Çakıl taşları,
„Antrasit
„Cam, küçük kömür parçacıkları
„Veya herhangi bir kararlı madde (gözenekli beton, plastik v.b.) olabilir.
„Kumun diğer filtre malzemelerine göre ucuz oluşu, her yerde kolayca bulunabilmesi ve
uygulamalarda iyi sonuçlar vermesi kum filtrelerinin yaygın olarak kullanılmasına neden
olmuştur.
„Kullanılan filtre ortamına göre filtreler üç sınıfa ayrılırla:
„Tek ortamlı filtreler: Tek tip filtreler olup filtre ortamı genellikle kum veya sıkıştırılmış
antrasittir.
„Çift ortamlı filtreler: Filtre yatağında iki tip filtre malzemesi mevcuttur. Genelde antrasit ve
kum kullanılır.
„Çok ortamlı filtreler: İkiden fazla filtre malzemesi içerirler. Genellikle filtre ortamı için kum,
antrasit ve çakıl kullanılır.
„Tekstil proses suyu hazırlanmasında kullanılan fiiltreler genellikle homojen kum filtre ya da çift
tabakalı anatrasit-kum filtreleridir.
„Üst tabakayı oluşturan antrasit kuma göre daha etkilidir (2-3 kat).
„Brüt suyun yapısına bağımlı olarak çift tabakalı filtrelerin kullanılmasında, homojen filtrelere
nazaran sistematik bir avantaj yoktur.
Antrasit
„Antrasit aslında kaliteli bir cins taş kömürüdür.
„Doğal antrasit ; askıda katı maddeler olarak adlandırılan suda çözünmeyen kum .çamur ve
tortuların giderilmesi , içme sularında okside edilmiş demir ve mangan giderilmesi ve kazanlarda
silis kaçağının önlenmesi için kullanılır.
„Kendisinden sonra uygulanacak arıtım elemanlarının tortudan korunmasını sağlar.
„Böylece su. minimum mikronojlara inerek tortusuz, renksiz ve berrak bir görünüm kazanır.
„Antrasit filtrelerde ise filtrasyon sadece, süzme etkisiyle değil aynı zamanda adsorpsiyon etkisi
ile de gerçekleşir.
„Doğru dizayn ve seçim yapıldığı takdirde 10 mikron hassasiyete kadar oldukça efektif ve
güvenilir bir şekilde filtre edebilirler.
„Kum tanelerinin veya antrasit’in van der waals vs.. gibi çekim kuvvetleri, mikron mertebesinde
küçük olan tozları kendilerine çeker.
„Toz, kum tanesine gider yapışır.
„Elek prensibinden farklıdır.
„Kum, antrasit veya dual madia filtreleri adsorpsiyon prensibi ile çalışırlar. Suyu berraklaştırılar.
„Filtrasyon mekanizmaları:
„Kum filtrelerinde katı maddeler değişik mekanizmalarla tutulmaktadırlar. Bunlar:
„Mekanik süzme
„Çökelme
„Yüzeyde tutma (adsorbsiyon)
„Kimyasal reaksiyon
„Biokimyasal reaksiyon
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
15
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
1. Mekanik süzme
„Kum tanecikleri arasındaki gözeneklerden daha büyük olan askıda katı maddeler su ortamından
uzaklaştırılır.
„Tutulan tanecik büyüklükleri filtre yatağı içindeki gözenek büyüklüğüyle sınırlı kalır ve
filtrasyon hızından etkilenme olmaz.
„Mekanik süzmede askıda katı maddelerin sadece bir kısmı su ortamından uzaklaştırılır. Partikül
boyutu 60 mikrometreden küçük olanlar tutulamazlar.
2. Çökelme
„Filtre yatağından aşağıya doğru geçirilen ham su içerisindeki kirletici taneciklerin filtre dolgu
malzemesini oluşturan taneciklerin yüzeyine çökelmesi olarak tanımlanır.
„Filtrasyon işlemi devam ettikçe çökelen maddelerin etkili gözenek aralıkları düşecek ve
filtrasyon verimi düşecektir.
„Bu nedenle belirli sürelerde filtre geri yıkamaya alınır.
3. Yüzeyde tutma (adsorbsiyon)
„Askıdaki katı maddelerin, kolloidal maddeler ve moleküler düzeyde çözünmüş maddelerin
uzaklaştırılmasında en etkin mekanizma adsorbsiyondur.
„Adsorbsiyonu sağlayan kuvvetler çok kısa mesafede (0,01-1 mikron) arasında etkili olurlar.
„Adsorbsiyonu oluşturan en önemli iki mekanizma kirletici ve dolgu malzemesindeki tanecikler
arasındaki kütlesel kuvvetlerle elektrostatik kuvvetlerdir.
3. Yüzeyde tutma (adsorbsiyon)
„Elektrostatik kuvvetler tutulacak taneciğin yükünün tutma yüzeyindeki yükle zıt olmasına
dayanır.
„Uygun pH’da filtre ortamındaki kum negatif yüke sahiptir ve pozitif yüklü tanecikleri
yüzeyinde tutar.
„Su ortamındaki pozitif yüklü tanecikler: karbonat kristalleri, demir ve alüminyum oksit
yumakları, demir, mangan tanecikleri v.b.
„Bunlar filtrasyon esnasındaki adsorbsiyon ile tutulurlar.
3. Yüzeyde tutma (adsorbsiyon)
„Kum taneciğinin yüzeyinde biriken kirleticiler negatif yükü zamanla azaltır.
„Zamanla kum taneciğinin etrafı tamamen pozitif yüklerle kaplanır ve yüzey yükü pozitif hal alır.
„Böylece su ortamındaki fosfat, nitrat gibi çözünmüş negatif yüklü tanecikler de giderilir.
„Aynı şekilde aşırı doyma olunca yük tekrar değişir ve bu olay sonunda filtrenin toplam
elektriksel yüzey potansiyelinde azalma olur ve çıkış su kalitesi bozulur.
„Bundan dolayı filtrenin geri yıkanması gerekir.
4. Kimyasal reaksiyonlar
„Ham su filtreye verildiğinde filtre ortamında çeşitli kimyasal reaksiyonlar meydana gelir.
„Bu reaksiyonlar sonucunda suda çözünmüş olan kirletici maddeler daha az zararlı bileşiklere
veya çözünmeyen maddelere dönüşürler.
4. Kimyasal reaksiyonlar
„Arıtılacak su içerisindeki çözünmüş organik maddeler oksijen ile aerobik olarak parçalanırlar.
4CO2 + HCO3- + NH4+ + H2O
C5H7O2N + 5O2
„Bu reaksiyon bakteriler vasıtasıyla ilerleyerek (nitrosomonaz ve nitrobakter) neticede
karbondioksit, nitrat, hidrojen katyonu ve su oluşur.
4. Kimyasal reaksiyonlar
„Bu reaksiyonlar ile demir ve mangan iyonlarının giderilmesi de sağlanır.
2MnO2 + 4CO2 + 2H2O
2Mn+2 + O2 + HCO3TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
16
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
„+2 değerlikli manganez +4 değerlikli mangandioksite yükseltgenerek su ortamından
uzaklaştırılmıştır.
5. Biyokimyasal reaksiyonlar
„Filtre ortamında yaşayan mikroorganizmaların faaliyeti sonucu oluşan reaksiyonlardır.
„Organik maddelerin parçalanması reaksiyonlarında rol alırlar.
„Filtrasyon işleminde kullanılan filtreler inşaat ve hidrolik şartlara göre iki sınıfta incelenir:
„Yerçekimi ile çalışan filtreler (açık filtreler): Suyun filtreden geçişi yerçekimi etkisiyle sağlanır,
üstü açıktır. Hızlı ve yavaş olmak üzere iki tipi vardır.
„Basınçlı filtreler: Su filtre içine basınçla basılır.
„Açık filtreler
„Su yerçekimi etkisi kuvvetiyle süzülür.
„Bu filtrelerin üstü açık olup çıkış suyu basıncı atmosfer basıncına eşittir.
„Basınçlı filtreler
„Genellikle tank şeklinde yapılırlar.
„Suyu hareket ettiren kuvvet basınç farkıdır.
„Düşey ve yatay tipleri mevcuttur.
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI Dr.Hüseyin Aksel EREN
Kum filtre
Filtrelerin temizlenmesi
„Filtredeki gözenekler zamanla dolacağı için temizlenmesi gerekir.
„Filtrelerin temizlenmesi geri yıkama işlemi ile yapılır.
„Şekilde geri yıkama işlemi gösterilmiştir.
„Çıkış suyu kalitesi bozulduğu zaman ve filtre basıncı değeri belli bir limiti aştığı zaman geri
yıkama uygulanır.
„Geri yıkama işlemi ile ters akımda hava ile basınçlı su gönderilerek önce yatak genişletilir.
„Geri yıkama anında yatak kalınlığı ve porozitesi artar.
„Geri yıkama işlemi esnasında filtre temizlenmesinde yardımcı işlem olarak hava ile temizleme
yanında mekanik temizleme ve ve yüzey yıkama da vardır.
„Ancak en çok hava ile temizleme uygulanır.
Yüzey sularının temizlenmesi
„Direkt filtrasyon
„Ön koagülasyon-flokülasyon yapmadan direkt filtrasyon
„Kısmi ön koagülasyon-flokulasyon yaparak filtrasyon
„Koagülasyon-flokülasyon-dekantasyon veya flotasyon
„Koagülasyon-flokulasyon-dekantasyon
„Koagülasyon-flokülasyon-flotasyon
a. Ön koagülasyon-flokülasyon yapmadan direkt filtrasyon
Koagülasyon: Koagülant maddelerin uygun pH’da atıksuya ilave edilmesi ile atıksuyun
bünyesindeki kolloidal ve askıda katı maddelerle birleşerek flok oluşturmaya hazır hale gelmesi
işlemidir.
„Flokülasyon: Flokülasyon (yumaklaştırma), atıksuyun uygun hızda karıştırılması sonucunda
koagülasyon işlemi ile oluşturulmuş küçük taneciklerin, birbiriyle birleşmesi ve kolay
çökebilecek flokların oluşturulması işlemidir.
Bütün süspansiyon maddelerinin ve brüt su içerisinde bulunan çok küçük partiküllerin
giderilmesini sağlamadığından filtre edilen suda bu maddeler görülebilir.
„Süspansiyon maddeleri büyük partiküllerden oluşuyorsa uzaklaştırılabilir.
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
17
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
„Renk ve organik çözünen maddelerin giderilmesinde etkilideğildir.
b. Kısmi ön koagülasyon-flokulasyon yaparak filtrasyon
Suyun ön koagülasyonu, suya metal tuzlarının (alüminyum veya demir tuzları) veya katyonik
polimerlerin ilavesiyle yapılır.
„Bu maddeler çok ince kolloidal maddelerin giderilmesini sağladıkları gibi rengin ve organik
maddelerin giderilmesini de sağlar.
„Suda asılı bulunan çok ince kolloidal maddeleri çöktürmek için koagülant olarak alüminyum
sülfat çok kullanılır.
„Alüminyum sülfat bazik ortamda aliminyumhidroksit halinde çöker.
„Kolloidal partiküllerin çoğu negatif yükle yüklenmiş halde bulunurlar ve pozitif yük taşıyan
alüminyumhidroksite bağlanarak çökerler.
„Kısmi bir karıştırma yapılırsa çökme kolaylaşır.
„Alüminyum sülfat suyun geçici sertliğini gidermek için de kullanılabilir. Az miktarda baz
ilavesi ile iyi sonuçlar alınır.
Al2(SO4)3 + 3Ca(HCO3)2
2Al(OH)3 + 3 CaSO4 + 6CO2
„Başka bir koagülant ise sodyumalüminattır.
„Alüminyumsülfattan farklı reaksiyon vermesine rağmen genellikle birlikte kullanılırlar.
8Al(OH)3 + 3 Na2SO4
6NaAlO2 + Al2(SO4)3 + 12H2O
„Sodyumalüminat yalnız başına kullanılırsa, su ve karbondioksit ile reaksiyona girerek
alüminyumhidroksit halinde çökelekler oluşturur.
NaAlO2 + 2H2O
NaOH + Al(OH)3
2NaAlO2 + CO2 + 3H2O
Na2CO3 + 2Al(OH)3
„Diğer bir çöktürme maddesi demir klorürdür.
„İyi bir sonuç elde edilebilmesi için filtrasyon süresi yeterince uzun tutulmalıdır ve kogülant
dozajı yeterli olmalıdır (ör. Alüminyum sülfat için 15 g/m3)
„Flokülsayon işlemi koagülasyondan sonra fakat filtrasyondan önce uygulanır.
„Metal tuzları şeklinde çökelekler oluşturularak suyun kalitesi yükseltilir ve filtrenin fonksiyonu
optimize edilir.
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI Dr.Hüseyin Aksel EREN
2. Koagülasyon-flokülasyon-dekantasyon veya flotasyon
Koagülasyon-flokasyon esnasında oluşan çökeleğin tümünün dibe çökmesi (sedimantasyon)
beklenir ve üstteki duru sıvı bulandırılmadan dikkatlice başka bir kaba aktarılır.
„Bu şekilde üstteki sıvı kısmın ayrılmasına "aktarma" (dekantasyon) denir.
„Bu işlemde çökeleğin ağır, iri taneli ve kristal yapıda olması gerekir.
Flotasyon ise sudan yağ ve çökmeyen askıda katı maddeyi ayırmak için yapılan yüzdürme
işlemidir.
„Bu işlemden sonra bir üst sıyırıcı yardımıyla madde sudan ayrılır.
„Yoğunluğu sudan fazla olan tanecikler çöktürülürken yoğunluğu sudan küçük olanlar
yüzdürülürler.
„Brüt sudaki süspansiyon madde miktarı 20-40 mg/l’yi geçmiyorsa ve planktonların giderilmesi
gerekmiyorsa bu işlem uygulanabilir.
„Koagülasyon-flokasyon ve dekantasyon tek adımda veya iki adımda uygulanabilir.
„Eğer iki adımda yapılacaksa brüt suya gerekli reaktifler ilave edildikten sonra birinci işlem
flokulasyondur.
„Bir çok bölümler içeren flokülatörde su, 2-3 dakika karıştırılarak ikinci işlem olan dekantasyona
hazır hale getirilir.
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
18
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
„Dekantör
sadece seperasyon rolü oynamaktadır.
a. Koagülasyon-flokülasyon-dekantasyon
„İşlem tek adımda yapılacaksa çamurun tekrar sirküle edildiği veya çamur yataklı cihazlar
kullanılarak her üç fonksiyonun tek adımda gerçekleşmesi sağlanır.
„Koagülasyon-flokülasyon –dekantasyon işlemlerinden sonra sudaki süspansiyon madde miktarı
5 mg/l’yi geçmemelidir.
„Dekante edilmiş su bir filtreden geçirilirse bu değer 1 mg/l’nin altında olmalıdır.
„Neticede suyun rengi 5 üniteden düşük ve brüt sudaki organik maddelerin %50’dan fazlası
giderilmiş ise sistemin iyi çalıştığı kabul edilir.
b. Koagülasyon-flokülasyon-flotasyon
„Sular az miktarda süspansiyon ve mineral madde ile fazla miktarda renk içeriyorsa ve kullanılan
koagülant miktarı 15g/m3’den fazlaysa bu yöntem uygulanır.
„Ayrıca çözkeleğin şekli, metal hidroksitleri ve organik maddeler dekantasyona uygun değillerse
yine bu yöntem uygulanır.
„Flotasyon dekantasyona alternatif bir yöntemdir.
„Reaktif ilave edilmiş brüt su, önce bir flokülatörde 20-30 dakika işleme sokulur.
„Sonra bir karıştırma odasında 4-5 barlık bir basınç altında hava ile işleme sokularak hava ile
doymuş bir su elde edilir.
„Bu basınçlı suyun dinlendirilmesi sırasında, üzerinde çökeleklerin bulunduğu ince hava
kabarcıkları görünmeye başlar.
„Basınçlı su ile floküle suyun karışımı flokülatöre konarak veya bir seperatörde işleme sokularak,
„Çökeleklerin yüzeyde toplanması sağlanır.
„Yüzeyde toplanan çökelekle sudan ayrılır.
„Flotasyon işlemi dekantasyonla elde edilen suya benzer bir suyun elde edilmesini sağlar.
Derin suların temizlenmesi
„Çözünmüş gazların giderilmesi
„Demir ve manganın giderilmesi
Derin suların temizlenmesi
„Bu işlemler ile esas olarak derin suda çözünmüş olarak bulunan gazların, demir, mangan ve silis
gibi iyonların giderilmesi sağlanır.
1. Çözünmüş gazların giderilmesi
„Su içerisinde çözünmüş halde gaz bulunuyorsa bunların giderilmesi gerekmektedir.
„Özellikle oksijen ve karbondioksit gazlarının uzaklaştırılması şart olup, bunlar metal yüzeyinde
korozyona neden olmaktadır.
„Gazın tamamen uzaklaştırılması ise yüksek basınçlı kazanlar için çok çok gerekli bir unsurdur.
1. Çözünmüş gazların giderilmesi
„Oksijenin uzaklaştırılması belli bir dereceye kadar termik olarak yapılabilir.
„Su kapalı bir silindir kap içerisinde, kaskat (şelale) şeklinde monte edilmiş bir damlalıktan
damlatılırken üzerine sıcak buhar gönderilir.
„Oksijen, CO2 ile beraber, kabın alt kısmındaki bir ventilden alınır.
„Oksijenin uzaklaştırılması düşük temperatürlerde vakum uygulamasıyla da sağlanabilir.
„Oksijenin tamamen uzaklaştırılması sadece kimyasal yöntemle mümkündür.
„Bu yöntemde, indirgen olarak sodyumsülfit, sodyumhidrojensülfit veya sodyumditiyonit gibi
maddeler kullanılır.
„Sodyumsülfit kullanıldığında, sülfit oksijen ile sülfat şekline dönüşür:
2Na2SO3 + O2 2Na2SO4
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
19
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
„Kazan
besleme sularında aynı anda bazikliği ve oksijeni giderebilmek için değişik bir yolla
çalışılır. Bu amaçla besleme suyuna SO2 nin sulu çözeltisi H2SO3 ilave edilir.
„NaOH ile H2SO3 ün reaksiyona girmesiyle oluşan Na2SO3 de sudaki oksijeni etkisiz hale
getirir.
2NaOH + H2SO3 Na2SO3 + 2H2O
2Na2SO4
Na2SO3 + O2
„Son yıllarda oksijeni gidermek için hidrazin kullanılmaktadır.
„Hidrazin oksijen ile reaksiyona girdiğinde zararsız olan azot açığa çıkar.
N2H4 + O2 N2 + H2O
1. Çözünmüş gazların giderilmesi
„Piyasada %15 lik hidrazine eşdeğer %24 lük hidrazinhidrat (NH2.H2O)
„Yaklaşık olarak 1 g hidrazin 1 g oksijeni bağlamaktadır.
„Karbondioksit, karbonat sertliğinin giderildiği yöntemlerle aynı anda giderilebilir.
„CO2 nin uzaklaştırılması da aynı oksijenin uzaklaştırılmasındaki gibi termik olarak veya vakum
uygulayarak sağlanabilir.
„CO2 nin kondens suyundan tamamen uzaklaştırılması ancak NH3 ve NH3 veren amonyum
tuzlarının ilavesiyle mümkündür.
CO2 + 2NH3 + H2O
(NH4)2CO3
„Suda çözünmüş halde bulunan CO2, suya söndürülmüş kireç ilave edilmesiyle de giderilebilir.
„Sudaki CO2, kalsiyum karbonat veya kalsiyumhidroksit ile reaksiyona girerek suda çözünebilen
kalsiyumhidrojenkarbonat şekline dönüşür.
Ca(HCO3)2
CaCO3 + CO2 + H2O
Ca(OH)2 + 2CO2
Ca(HCO3)2
„Magnezit (magnezyum karbonat, MgCO3) veya dolamit (CaMg(CO3)2 ) üzerinden suyun filtre
edilmesiyle asit (karbonik asit) giderilerek CO2 elemine edilebilir. (Magno-Filtre Yöntemi)
„Mekanik olarak ta CO2 giderilmesi mümkündür.
Bu durumda su kaskat veya suni ızgara üzerinden damlatılmaktadır.
„
2. Demir ve manganın giderilmesi
„Demir tuzları terbiye işlemlerinde birçok bakımdan problem çıkartır.
„Pişirme ve ağartmada kumaş üzerinde sarı pas lekelerinin oluşmasına neden olduğu gibi,
ağartma maddelerinin parçalanmasında katalizör gibi davranarak kumaşın parçalanmasına
yardımcı olurlar.
„Boyama adımında demir iyonu bazı boyarmaddeler ile birleşerek rengin donuklaşmasına
neden olurlar.
„Demir ve mangan, temin edilen su kaynağına bağımlı olarak değişik şekillerde bulunabilir.
Bunlar:
„Yüksek miktarda CO2 içeren kaynak sularında demir ve mangan bikarbonat halinde,
„Nehir sularında demir ve mangan sülfat halinde,
„Organik maddelerle kompleks halinde bulunabilirler.
„Demir bazı su kaynaklarında olduğu gibi, su borularının veya depolardaki demir aksamın
korozyonu sonucunda suya geçebilir.
„Demir miktarı 5-10 mg/l den fazla ise, oksidasyonu takip eden bir filtrasyon veya dekantasyon filtrasyon yoluyla giderilebilir.
„Alkali sularda bikarbonat halinde bulunan demirin oksidasyonu, hava oksijeni ile yapılır.
(Demir II çözünür iken, demir III çözünmez).
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
20
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
„Havalandırma
işlemi, atmosfer basıncında püskürtme (pulverizasyon) veya basınç altında
suyun her tarafına temas edecek şekilde sıkıştırılmış havanın üflenmesi şeklinde yapılmaktadır.
4Fe(OH)3 + 8CO2
4 Fe(HCO3)2 + O2 + 2H2O
„Bazı sularda demir organik maddelerle kompleks oluşturmuş şekilde bulunabilir ve hava ile
oksidasyona uğramaz.
„Bu durumda oksidasyon için ozon veya potasyumpermanganat kullanılmalıdır.
„Bu durumda veya derin sular önemli miktarda organik madde içeriyorsa, yüzey sularında
olduğu gibi, dekantasyon veya flotasyon adımını içeren bir komple işlem uygulanmalıdır.
„Demirin yanında mangana da sık sık rastlanır, ancak sularda daha az oranda bulunur.
„Manganın giderilmesi demir de olduğu gibi oksidasyon ile olur.
„Bu amaçla hava oksijeni kullanılmaktadır.
„Ancak ortamın pH'ı, derin su pH'sından düşük olmalıdır.
„Genellikle pH<9-9.5 civarındadır.
„Bu nedenle ortama baz ilave edilir.
2MnO2 + H2O + 4CO2
2Mn(HCO3)2 + O2
+4
„Oluşan MnO2 (Mn ) çökerek demir iyonuyla birlikte giderilmektedir.
+2
„Mn
nin çözünmez Mn şekline dönüştürülmesi başka oksidasyon maddeleri ile de sağlanabilir.
„Bu amaçla potasyumpermanganat da kullanılmaktadır.
4KMnO4 + 6H2O
4KOH + 4MnO(OH)2 + 3O2
4MnO(OH)2 mangandioksithidrat
2. Demir ve manganın giderilmesi
„Mangan II tuzları, mangandioksithidrat ile birleşerek suda çö-zünmeyen mangan III hidroksit
oluşturmaktadırlar.
Mn(HCO3)2 + MnO(OH)2 + H2O
2 Mn(OH)3 + 2 CO2
„Çok kullanılan oksidasyon madde miktarları şu şekilde verilebilir:
„Ozon = 0.87 mg/mg Mn,
„Klordioksit = 2.5 mg/mg Mn
„KMnO = 1.9 mg/mg Mn
„Yüksek basınçlı kazanlarda silis çok tehlikeli silikat kazan taşlarının oluşmasına neden
olduğundan, kazan besleme sularında silis olmaması gerekir.
„Silikatların (silis) giderilmesi prensip olarak, silikat asidinin magnezyumumoksit,
magnezyumoksit/kalsiyumoksit karışımına, magnezyum alüminat, demirhidroksit,
alüminyumhidroksit veya killi toprağa adsorbe olmasıyla sağlanmaktadır.
„Kuvvetli bazik anyon değiştiriciler vasıtasıyla da giderilebilir.
Su sertliğinin giderilmesi
YUMUŞATMA
„Çöktürme yöntemleri
„Kireç-soda yöntemi
„Alkali-kostik yöntemi
„Soda yöntemi
„Neckar yöntemi
„Karbonat sertliğinin giderilmesi
„Barit yöntemi
„Fosfat yöntemi
„İyon değiştirme yöntemleri
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
21
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
Anorganik iyon değiştiriciler
„Yapay esaslı iyon değiştiriciler
„Tam tuzsuzlaştırma işlemi
„Amonyum iyon değiştiricisi
„Kısmi tuzsuzlaştırma
„Karbon değiştiricileri
„
1- Çöktürme yöntemleri
yöntemleri özellikle karbonat sertliği (geçici sertlik) yüksek olan sulara uygulanır.
„Bunun yanında kalıcı sertlikte de azalma olmaktadır.
„Çöktürme yöntemlerinde, sertlik oluşturucu maddelerin, uygun çöktürme maddeleri ilave
ederek, suda çözünmez duruma getirilip çöktürülmesi esasına dayanmaktadır.
„Çöktürme genellikle bir karıştırma kabı içerisinde yapılır.
„Suda çözünmeyen reaksiyon ürünlerinin ayrılması için uzun süre beklenmesi gerektiğinden,
işleme bir çöktürme kabında devam edilir.
„Bazı tedbirler almak suretiyle çöktürme süresi kısaltılabilir.
„Bunun için çöktürücü madde ilavesi ve sıcaklık arttırılabilir.
„İşlem sonunda, çökeltilerin tamamen uzaklaştırılabilmesi için kum filtrelerinden geçirilmesi
gerekir.
„Çöktürme yöntemleriyle, demir ve mangan iyonları da dahil olmak üzere tüm sertlik oluşturan
maddeler giderilebilmektedir.
„Ayrıca silikat asidi ve serbest karbonikasit de pratik olarak tamamen ve organik maddeler de
(yağlar gibi) kısmen uzaklaştırılabilir.
„Sertlik oluşturucuların tamamen çökmesi için gerekli olan alkali fazlalığı korozyon tehlikesini
de azaltmaktadır.
„70 C de yapılan işlem sonucunda suyun sertliği 1-2 dH e kadar düşerken, 95 C nin üzerindeki
işlemlerde 0.3 dH ye kadar düşebilir.
„dH = ALMAN SERTLİK DERECESİ (AS) : Litrede 10 mg kalsiyum oksit(CaO) kapsayan
suyun sertliğidir.
„Çöktürme yöntemlerinde, çöktürme kaplarının çok yer tutması ve çöktürme maddelerinin,
sudaki tuz ve alkali oranını yükseltmesi gibi sakıncaları vardır.
„Bundan başka köpük oluşabilir ki, bunun muhakkak ortadan kaldırılması gerekir.
„Çöktürme yöntemleri
1. Kireç-soda yöntemi
2. Alkali-kostik yöntemi
3. Soda yöntemi
4. Neckar yöntemi
5. Karbonat sertliğinin giderilmesi
6. Barit yöntemi
7. Fosfat yöntemi
„Çöktürme
a- Kireç-Soda yöntemi
„Çok uygulanan kireç-soda yöntemi ile karbonat sertliği (alkalinite) ve tüm sertlik
giderilebilmektedir.
„Yüzey ve derin sularda karbonat sertliği esas olarak bikarbonat (HC03 ) iyonlarından ileri
gelir.
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
22
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
„Çöktürme reaksiyonları şu şekildedir:
2CaCO3 + 2H2O
„Ca++ + 2HCO3- + Ca+2 + 2OH„
(GS)
(Kireç)
CaSO4 + Na2CO3
CaCO3 + Na2SO4
„
„CaCl2 + Na2CO3
CaCO3 + 2NaCl
„Mg(HCO3)2 + Ca(OH)2 MgCO3 + CaCO3 + 2H2O
MgSO4 + Na2CO3
MgCO3 + Na2SO4
„
„MgCl2 + Na2CO3
MgCO3 + 2NaCl
„Oluşan MgCO3 suda çözünebilirken Mg(OH)2 suda çözünmez. MgCO3 , Ca(OH)2 ile
reaksiyona girerek çözünmez Mg(OH)2 şekline dönüşür ve çöker:
MgCO3 + Ca(OH)2
Mg(OH)2 + CaCO3
„
„Magnezyum sertlikleri aşağıdaki reaksiyonlara göre de azalmaktadır:
„Mg(HCO3)2 + 2Ca(OH)2 Mg(OH)2 + 2CaCO3 + 2H2O
MgSO4 + Ca(OH)2
Mg(OH)2 + CaSO4
„
MgCl
+
Ca(OH)
Mg(OH)
2
2
2 + CaCl2
„
„9 ve 10 no’lu reaksiyonlarda oluşan CaSO4 ve CaCl2 suda çözünürse de 2 ve 3 no’lu
reaksiyonlarla giderilebilmektedir.
+2
„Ayrıca suda çözünmüş halde bulunan serbest CO2 gazı ve Fe iyonları da bu yöntemle
giderilebilmektedir.
„CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O
„2Fe(HCO3)2 + 4Ca(OH)2 + O 2Fe(OH)3 + 4CaCO3 + 3H2O
a- Kireç-Soda yöntemi
„Ayrıca ortama fazladan ilave edilmiş olan kireç soda ile birleşerek CaCO3 halinde çökmektedir.
CaCO3 + 2NaOH
Ca(OH)2 + Na2CO3
„Oluşan çökeleklerin, çökelme süresi çeşitli yöntemlere göre, büyük parçacıkların oluşmasının
çabuklaştırılmasıyla kısaltılabilir.
„Sonuç, sertliği azaltılan ham suyun bileşimine ve kullanılan reaktiflerin dozuna bağımlı olarak
elde edilir.
„Kireç - Soda yönteminde, ham su (brüt su) temperatürüne bağımlı olarak elde edilen sertlik
dereceleri şu şekilde verilebilir.
„Başta da belirtildiği gibi, brüt suyun karbonat sertliği yüksek ve fazla miktarda serbest
karbonik asit içeriyorsa Kireç-Soda yöntemi kullanışlı olup, ucuz olan kireçle sertliğin büyük bir
kısmı giderilebilmektedir.
„Aşağıda belirtilen diğer yöntemler Kireç-Soda yöntemi kadar çok fazla önemli olmayan
yöntemlerdir.
b- Alkali Kostik yöntemi
„Bu yöntem ile, karbonat sertliğinin, magnezyum sertliği ve serbest karbonik asidin alkali kostik
ile çöktürülmesi ve kalıcı kalsiyum sertliğinin de sodayla çöktürülerek giderilmesi
sağlanmaktadır.
CaCO3 + Na2C03 + 2H20
„Ca(HCO3)2 + 2NaOH
„Mg(HCO3)2 + 4NaOH
Mg(OH)2 + 2Na2C03 + 2H20
MgS0
+2NaOH
Mg(OH)
4
2 + Na2S04
„
„MgCl + 2NaOH
Mg(OH)2 + 2NaCl
„C02 + 2NaOH
Na2C03 + H2O
CaSO4 + Na2C03
CaCO3 + Na2SO4
„
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
23
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
CaCO3 + 2NaCl
„CaCl2 + Na2C03
„Eğer brüt suyun karbonat sertliği serbest karbonik asit de dahil olmak üzere karbonat olmayan
sertlikten büyükse sodanın ilave edilmesine gerek yoktur.
„Ancak ekivalent (eşdeğer) miktarda karbonat olmayan sertlik çıkıyorsa, soda ilave
edilmelidir.
„Bu yöntem, karbonat sertliği ve serbest karbonik asit toplamı yaklaşık olarak karbonat
olmayan sertliğe eşit veya daha büyükse, uygundur. Şu şekilde gösterilebilir:
C+K ≥ N
„C: karbonat sertliği
„K: serbest karbonik asit
„N: karbonat olmayan sertlik
„Alkali kostiğin kireçten pahalı olması nedeniyle bu yöntem Kireç/Soda yöntemi kadar
ekonomik değildir.
c- Soda yöntemi
„Ham suya sadece soda ilave edildiğinde kalsiyum sertliğinin giderilmesine karşılık magnezyum
sertliğinin büyük bir kısmı suda kalır.
„Reaksiyonlar şu şekilde olmaktadır:
CaSO4 + Na2CO3 → CaCO3 + Na2SO4
„
„CaCl2 + Na2CO3 → CaCO3 + 2NaCl
„MgCl2 + Na2CO3 → MgCO3 + 2NaCl
Ca(HC03)2 + Na2CO3 → CaC03 + 2NaHC03
„
Mg(HC03) + Na2CO3 → MgC03 + 2 NaHCO3
„
„3 ve 5 nolu reaksiyonlarla oluşan magnezyum karbonatın büyük bir kısmı suda
çözünebildiğinden kazan suyunda bulunabilir.
„Ayrıca kazan suyunda sodyumhidrojenkarbonat ya da yüksek basınçlarda sodanın bozulmasıyla
oluşan NaOH ile MgCl2 nin reaksiyonu sonucu meydana gelen magnezyumhidroksit çökeleğine
de rastlanabilir.
„Soda yöntemi, magnezyum sertliğinin bulunmadığı durumlarda kullanım alanı bulan bir
yöntemdir.
d- Neckar yöntemi
„Kazan suyunun geri alınarak besleme suyuna verilmesi yöntemine verilen addır.
„Neckar yöntemi, Kostik/Soda yöntemin değişik bir tipi olup sadece soda ilavesi ile çalışılır.
„Çamurundan temizlenmiş (geri taşımayla) kazan suyundaki magnezyum sertliğinin
giderilebilmesi için NaOH gereklidir.
„Bu da kazandan gelen sodanın hidrolitik olarak parçalanmasıyla oluşmaktadır.
Na2CO3 + H2O ↔ 2NaOH + CO2
„Ancak karbonat sertliğinin NaOH ile giderilmesinde soda yeniden kazanda oluşur.
„Yani soda devamlı bir dolaşım yapar ve bu durum uygun bir ekonomikte olabilir.
„Kazanda sodanın ayrışması, kazanda hüküm süren basınca bağımlıdır.
„Kazan suyunun geri alınması diğer çökeltme yöntemleri için de önemlidir.
„Kazan suyunun geri alınmasıyla çamurun bir kez daha giderilmesi mümkün olur, baziklik
ayarlanır ve çökeltme maddeleri ayrılır.
„Soğuk besleme suyu ile kazan suyunun karışımında, çökelme için temperatürün optimum
yükseklikte olması gerekir.
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
24
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
e- Karbonat sertliğinin giderilmesi
maddesi olarak soda kullanıldığında, soda fazlasından kazanda C02 oluşur.
„Bu nedenle yüksek basınçlı kazanlarda besleme suyu için soda kullanılarak yapılan çöktürme
yönteminden kaçınılmalıdır.
„Bundan başka alkalikte düşük olmalıdır.
„Mümkünse çöktürme maddesi olarak NaOH kullanımından da vazgeçilmelidir.
„Suyun önceden karbonat sertliği giderilerek çalışılması faydalıdır ve bu suretle serbest ve bağlı
karbonik asitin uzaklaştırılması sağlanır.
„Besleme suyu için gerekli alkalilik trisodyumfosfat ile ayarlanır.
„Serbest ve bağlanmış karbonik asitin uzaklaştırılması termik ve kimyasal yolla yapılabilir.
„Termik olarak gidermede su bir ön ısıtma cihazında ısıtılır (60 C nin üstünde)
„Bu esnada serbest karbonik asit suda çözünmeyen karbonata dönüşür.
Ca(HCO3)2 → CaCO3 + CO2 +H2O
Mg(HCO3)2 → MgCO3 + CO2 +H2O
„Magnezyumkarbonat, suda çözünebildiğinden, uzun süre kaynatma ile magnezyumhidroksite
dönüştürülmelidir.
MgCO3 +H2O → Mg(OH)2 + CO2
„Kimyasal olarak karbonat sertliğinin giderilmesinde su içerisine doymuş kireç suyu veya kireç
sütü ilave edilir.
„Bunun sonucunda aşağıda belirtilen çökelmeler meydana gelir:
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 → 2CaCO3 + 2H2O
Mg(HCO3)2 + 2Ca(OH)2 → Mg(OH)2 + 2CaCO3 + 2H2O
→ Mg(OH)2 + CaSO4
MgSO4 + Ca(OH)2
MgCl2 + Ca(OH)2
→ Mg(OH)2 + CaCl2
„Kireç ilavesi tamamen kontrol altında olmalıdır.
„Bu yöntem özellikle yüksek karbonat ve magnezyum sertliği olan sular için uygundur.
„Sülfat sertliğinin giderilmesi buna dahil değildir.
„Termik ve kireçleme yoluyla karbonat sertliğinin giderilmesi, hem anyon ve hem de katyonik
iyonların giderilmesi bakımından da faydalıdır.
„Çöktürme
f- Barit yöntemi
„Barit yönteminde çökeltme maddesi olarak baryum bileşikleri (hidroksit, karbonat, klorür)
kullanılmaktadır.
„Bu işlem sonucunda suda çözünebilen sülfat iyonları, suda çözünmeyen Baryumsülfat halinde
çökmektedirler.
„Barit yöntemi özellikle sülfatça zengin olan suların sertliğinin giderilmesinde uygulanır.
„Çöktürme maddesi olarak baryumhidroksit kullanıldığında aşağıda belirtilen reaksiyonlar
oluşmaktadır:
CaSO4 + Ba(OH)2 → Ca(OH)2 + BaSO4
„
MgSO4 + Ba(OH)2 → Mg(OH)2 + BaSO4
„
„Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 → 2CaCO3 + 2H2O
„Baryumhidroksit ile kalsiyumsülfatın reaksiyonu sonucunda oluşan kalsiyumhidroksit geçici
sertliği oluşturan bikarbonat bileşikleri ile reaksiyona girdiğinden geçici sertliğin giderilmesini de
sağlamaktadır.
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
25
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
„Baryum bileşikleri, kireç, soda ve kostikten daha pahalı olduğundan sülfatça zengin kazan
besleme sularında kullanılır, diğer su tiplerinde ise gerekli olduğunda kullanılır.
g- Fosfat yöntemi
„Trisodyumfosfat yöntemi diğer yöntemler uygulandıktan sonra geri kalan sertliklerin
giderilmesinde ve çok yumuşak sulardaki sertliklerin giderilmesinde uygulanır.
„Trisodyumfosfat nispeten pahalı bir maddedir.
„Bu işlem sonucunda çökelme çabuk olmakta ve flok halindeki çökeleğin kolaylıkla ayrılması
mümkün olmaktadır.
„Reaksiyonlar:
„3Ca(HCO3)2 + 2Na3PO4 → Ca3(PO4)2 + 6NaHCO3
3Mg(HCO3)2 + 2Na3PO4 → Mg3(PO4)2 + 6NaHCO3
„
CaSO4 + 2Na3PO4 → Ca3(PO4)2 + 3Na2SO4
„
MgCl2 + 2Na3PO4 → Mg3(PO4)2 + 6NaCl
„
„Fosfat yöntemiyle 90 C de çok hızlı bir şekilde 0.1 dH sertliği elde edilebilmektedir.
„Ayrıca kazanda geri kalan fosfat, kazan taşının oluşmasını da önlemektedir.
„Köpük stabilizatörü etkisi gösterdiğinden kazan için faydalı olmaktadır.
„Son zamanlarda yüksek basınçlı kazanların besleme sularına trisodyumfosfat yerine,
tripotasyumfosfat da verilmektedir.
„Kazanda geri kalan fosfat bileşikleri soda gibi parçalanmamaktadır.
„Çöktürme yöntemleri yerlerini büyük oranda iyon değiştirici yöntemlere bırakmışlardır.
Proses suyu hazırlama işlemleri
Su sertliğinin giderilmesi
YUMUŞATMA
2- İYON DEĞİŞTİRME YÖNTEMLERİ
„Poröz yapıdaki iyon değiştiriciler ile suda çözünen iyonlar (Ca ve Mg) Na iyonu ile yer
değiştirmektedirler.
„İyon değiştiriciler anyonik veya katyonik esaslı olabilirler.
„Piyasada hem organik hem de anorganik esaslı iyon değiştiriciler bulunmaktadır.
„Anorganik esaslı olanlar sodyumaliminyumsilikat esaslı olup Zeolit olarak isimlendirilirler.
„Daha çok katyonik iyon değiştiricilerdir
„Anorganik iyon değiştiricilere örnek olarak
„Chabazite (Ca,Na)(Si2AlO6)6H2O
„Analcite
Na(Si2AlO6)2H2O
„Heulandite
Ca(Si3AlO6)5H2O
„Sodalite
Na8(Al6Si6O24Cl2)
„Natrolite
Na2(Si3Al2O10)2H2O
„Organik iyon değiştiriciler modifiye edilmiş reçine esaslıdırlar (Levatit, Wofatit)
„Bunlar hem anyonik ve hem de katyonik iyon değiştirici olarak kullanılmaktadırlar.
2- İyon değiştirme yöntemleri
„Su sertliğinin giderilmesinde, iyon değiştiricilerdeki sodyum iyonu, sudaki Ca ve Mg
iyonları ile yer değiştirmektedir.
„A iyon değiştiricisi olarak ifade edildiğinde şu şekilde formüle edilebilir:
„Ca(HCO3)2 + Na2-A
↔ 2NaHCO3 + Ca-A
„CaSO3 + Na2-A
↔ Na2SO4 + Ca-A
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
26
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
„Mg(HCO3)2
+ Na2-A
↔ 2NaHCO3 + Mg-A
„MgSO3 + Na2-A
↔ Na2SO4 + Mg-A
„İyon değiştiricilerin doygunluğa eriştikten sonra rejenere edilmeleri gerekir.
+
„Bu amaçla, doymuş olan iyon değiştiriciler Na iyonu içeren çözeltilerle işleme sokulur.
„Bu amaçla NaCl çözeltisi kullanılır.
„Rejenerasyonun tam olabilmesi için NaCl çözeltisi konsantrasyonunun yeterli olması gerekir.
„Rejenerasyonu şu şekilde formüle edebiliriz:
Ca-A + 2NaCl ↔ Na2-A + CaCl2
„
Mg-A + 2NaCl ↔ Na2-A + MgCl2
„
„İyon değiştirme yöntemlerinin çöktürme yöntemlerine göre avantajlarını şöyle sıralayabiliriz:
„İyon değiştirme yöntemi, sertlik derecesi değişken sular için uygundur.
„Dozaj ayarlaması yapmaya gerek kalmadan kesin bir sertlik giderme işlemi yapılır.
„Sertliği oluşturan maddeler çamur oluşturmadan ayrılır ve ard (ikincil) reaksiyonlar oluşmaz.
„Sertlik giderme çok iyi olur ve sertlik 0,01 dH ya kadar düşürülebilir.
„İyon değiştiricilerde işlem, pratik olarak, iyon değiştirici üzerinde süzme şeklinde olduğundan
kullanılan suyun temiz ve berrak olması gerekir.
„Fazla miktarda demir içeren sularda öncelikle demirin giderilmesi gerekir.
„Demirhidroksit çökelmiş ise bunun uzaklaştırılması şarttır.
„Rejenerasyon için kullanılan tuz miktarı çok yüksektir.
„Uzaklaştırılan sertlik oluşturucu iyonlara göre 5-8 tuz misli kullanılır.
„Yüksek basınçlı kazanlarda, besleme sularını yumuşatmak için iyon değiştiriciler
kullanıldığında şu noktalara dikkat etmelidir.
„İyon değiştirme esnasında, karbonat sertliği Ca(HCO3)2 ve Mg(HCO3)2, sodyumbikarbonat
şekline dönüşmektedir.
„Bunun da parçalanması sonucunda suyun alkali içeriği yükselmekte ve CO2 oluşmaktadır ki
kazan için rahatsızlık veren bir durumdur.
„Alkali içeriğini düşürmek için sonradan fosforik asit veya kükürtdioksit verilir.
2NaCO3 ↔ Na2CO3 + CO2 + H2O
Na2CO3 + H2O ↔ 2NaOH + CO2
„Düşük karbonat sertliği ve düşük içerikte serbest karbonik asit bulunduğunda, çöktürme
yönteminde karbonat sertliğinin giderilmesi istenir.
A- Anorganik iyon değiştiriciler
(silikat esaslı) iyon değiştiriciler katyonik iyon değiştiricileri olup Ca,Mg,Fe, Mn
gibi iyonların Na iyonları ile yer değiştirmesini sağlamaktadırlar.
„Silikat esaslı iyon değiştiriciler doğal esaslı olanlar (Sodyum-Aliminyum-Silikat yapısındaki
Zeolit) ve kostik ile silisyum eriğinden hazırlanmış olan yapay esaslı olanlar diye ikiye ayrılırlar.
O
„Yapay olanlar sadece soğuk su ile işleme sokulurlarken doğal olanlar 35 C ye kadar suya
dayanıklıdırlar.
„Doğal olanlarda yılda % 2 lik bir tıkanma olurken, yapay olanlarda bu oran yılda % 4-5
civarındadır.
„Suyun sertliği 0.1-0.05 dH ya kadar düşebilir.
„Çok az miktarda silisyum iyonu silikat esaslı değiştirici üzerinden suya geçmekte ancak bu
miktar maksimum 0,2 mg/lt su kadardır.
„Bu miktar tehlikesizdir.
„Önemli olan Ca ve Mg iyonlarının tamamının giderilmesidir.
„Anorganik
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
27
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
„Kazanlar için çok korkulan silikat taşı oluşması mümkün değildir.
B- Yapay Esaslı iyon değiştiriciler
„Yapay iyon değiştiriciler, katyonik ve anyonik iyon değiştiriciler olarak ikiye ayrılırlar.
„Katyonik iyon değiştiriciler ile anorganik iyon değiştiricilerde olduğu gibi çalışılır.
„Ancak piyasada çok değişik tipte iyon değiştiriciler bulunmaktadır.
B- Yapay Esaslı iyon değiştiriciler
„Verimliliklerine ve sıcaklığa dayanımlarına göre farklılıklar gösterebilirler.
„Bunların 97C ye kadar sıcaklıkta çalışabilen tipleri bulunmaktadır.
„Bunların kayıp ve aşınmaları (tıkanmaları) en fazla yılda % 5 civarındadır.
„Yapay iyon değiştiricilerin bazik ortamda dayanıklılıkları sınırlı olduğundan suyun pH 9 dan
yukarı çıkmamalıdır.
„Halbuki çöktürme yöntemlerinde alkali reaksiyonlar olabilmekte idi.
„Suyun sertliği 0.02 ve hatta 0.01 dH derecesine kadar düşürülebilmektedir.
B- Yapay Esaslı iyon değiştiriciler
„Organik katyonik değiştiriciler genellikle fenol ve formaldehitin kondenzasyon ürünü olan
Fenol-Formaldehit reçineleridir.
„Yapısına -OH, -COOH, ve -SOOH gibi asidik grupların sokulması ile daha etkin hale
getirilebilirler.
„Stiren ve divinilbenzenin veya poliakrilatın kopolimerizat ürünleri de katyonık reçine olarak
kullanılmaktadır.
„Poliakrilatlar dışında, -COOH grubu içeren veya sülfolandırmak suretiyle –SO3H grubu içeren
katyonik esaslı reçinelerde bulunmaktadır.
B- Yapay Esaslı iyon değiştiriciler
A-Na2 + Ca(HCO3)2 ↔ A-Ca + 2NaHCO3..id
„
A-Na2 + CaSO4 ↔ A-Ca + Na2SO4……………..id
„
A-Ca + 2NaCl ↔ A-Na2 + CaCl2……………………r
„
A-H2 + CaSO4 ↔ A-Ca + H2SO4……………………id
„
A-Ca + 2HCl ↔ A-H2 + CaCl2…………………………r
„
„id:
iyon değişimi; r: rejenerasyon
„Diğer önemli anyonik değiştiriciler, polistrende çapraz bağlar oluşturarak adisyon
reaksiyonlarına göre elde edilmektedirler.
„Diğer vinil polimerlerinden de anyonik değiştiriciler hazırlanabilir.
„Bu amaçla Divinilbenzen Akrilonitril kopolimerleri kullanılmaktadır.
+
„Anyonik değiştiriciler, kuvvetli bazik özellik gösteren –N (CH3) veya zayıf bazik özellik
+
gösteren –NH3 grupları içermektedirler.
„Anyon değiştiriciler, kuarter –OH grupları ile anyonların yer değiştirmesi veya amino
gruplarına asitlerin bağlanması sonucu etki gösterirler.
B- Yapay Esaslı iyon değiştiriciler
A-OH + HCl ↔ A-Cl + H2O…………………………..………..id
„
A-Cl + NaOH ↔ A-OH + NaCl……………………………….r
„
A-NH2 + HCl ↔ A-NH2.HCl ……………………………………..…b
„
A-NH2.HCl + NaOH ↔ A-NH2 + NaCl + H2O ….r
„
„id:
iyon değişimi; r: rejenerasyon; b: bağlanma
C- Tam tuzsuzlaştırma işlemi
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
28
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
„Katyonik değiştiriciler ile anyonik değiştiricilerin kombine edilmesi ile suda bulunan tuzların
tamamının giderilmesi mümkündür.
değiştiriciler “asidik değiştirici” yapısında olup, bunlardaki H+ iyonu sudaki
katyonlarla (Ca++, Mg++ ve Na++) yer değiştirir.
„Bunun sonucunda filtre edilen su içerisinde karbonik asit, serbest hidroklorik asit ve sülfürik
asit oluşmaktadır.
„Bu işleme bazların giderilmesi (bazsızlaştırma) adı verilir.
„Katyon değiştiriciden geçirilen su daha sonra anyon değiştirici (bazik değiştirici) üzerinden
geçirilmektedir.
„Bu esnada mineral asitleri reçine tarafından tutulurken, karbonik asit bağlanmamaktadır.
„Bu işleme ise asit giderme (asitsizleştirme) adı verilmektedir.
„Karbonik asit bu adımda tutulmadığından, anyonik reçine üzerinden suyu geçirmeden önce bir
gazsızlaştırma işlemi ile CO2 giderilmelidir.
„Ayrıca suda bulunabilecek silikat asidi, yağ ve organik maddeler tuzsuzlaştırma işleminden
önce giderilmelidirler.
„Bazsızlaştırma reaksiyonları:
A-H2 + Ca(HCO3)2 ↔ A-Ca + 2O2 + H2O
„
A-H2 + MgCl2 ↔ A-Mg + 2HCl
„
„A-H2 + Na2SO4 ↔ A-Na2 + H2SO4
„Rejenerasyon reaksiyonları (60-70 g/l HCl ile):
A-Ca + 2HCl ↔ A-H2 + CaCl2
„
„A-Mg + 2HCl ↔ A-H2 + MgCl2
„A-Na2 + 2HCl ↔ A-H2 + 2NaCl
„Asitsizleştirme reaksiyonları:
„A-NH2 + HCl ↔ A-NH2.HCl
„Rejenerasyon 20 g/l NaOH ya da 100 g/l soda ile yapılır.
„A-NH2.HCl + NaOH ↔ A-NH2 + NaCl + H2O
„A-NH2.HCl + Na2CO3 ↔ A-NH2 + NaHCO3 + NaCl
„Katyonik
D- Amonyum iyon değiştiricisi
„Tuzsuzlaştırma işleminden önce su, amonyum iyon değiştiricisi üzerinden ve sonunda anyon
değiştiricisi üzerinden geçirilebilir.
„İşlem reaksiyonlarını şu şekilde gösterebiliriz:
D- Amonyum iyon değiştiricisi
KA-(NH4)2 + CaSO4 ↔ KA-Ca + (NH4)2SO4
„
„KA: katyonik iyon değiştirici
AA-(OH)2+ (NH4)2SO4 ↔ AA-SO4 + NH4OH
„
„AA: anyonik iyon değiştirici
E- Kısmi tuzsuzlaştırma
„Kısmi tuzsuzlaştırmada H-iyonlarının değişimiyle karbonat sertliği giderilmekte ve kalıcı
sertlikte Na tuzları şekline dönüştürülmektedir.
F- Karbon değiştiricileri
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
29
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
„Karbon esaslı odun kömürü, taş kömürü ve linyit (kahverengi) kömürü, sülfürik asit ve
fosforik asit ile muamele gördükten sonra bazik i iyon değiştiricisi özelliği kazanır. (SDPerrautit,Orzelith S).
„Bu esnada oluşan humus yapısındaki maddeler nedeniyle işleme Humufizasyon işlemi adı
verilmektedir.
Proses suyu hazırlama işlemleri
Baziklik ayarlaması ve kondens sularındaki yağlarının giderilmesi
ALKALİ (BAZİKLİK) AYARLANMASI
„Yüksek basınçlı kazanlarda, alkalilik bir sorun olarak ortaya çıkmaktadır.
„Alkaliliğin ayarlanması fosforik asit ilave ederek sağlanabilir.
„NaOH, trisodyumfosfat halinde çamurumsu şekilde çöker.
„Bu amaçla di veya monosodyumfosfat da kullanılabilir.
„Alkali ayarlanması, SO2 gazı kullanarak veya sülfüroz asidi veya sodyumhidrojensülfit çözeltisi
kullanarak ta yapılabilir.
„Oluşan sülfit aynı zamanda suda çözünmüş oksijenin giderilmesini de sağlar.
„Alkali ayarlanması, besleme suyuna amonyum tuzları ilave ederek te yapılabilir.
„3 NaOH + (NH4)2HPO4 ↔ Na3PO4 + 2NH3 + 3H2O
„2 NaOH + (NH4)2SO4 ↔ Na2SO4 + 2NH3 + 2H2O
KONDENS SULARINDAKİ YAĞLARIN GİDERİLMESİ
„Kondens suları sık sık yağlı maddeler ile kirlenmektedirler.
„Bu yağlı maddeler büyük veya küçük parçacıklar halinde su içerisinde emülsiyon şeklinde
bulunmaktadırlar.
„Kondens suları kazana geri gönderilecekse bu yağların giderilmesi gerekir.
„Bunun için 5 farklı yol vardır.
„1- Mekanik Yolla
„Kondens suyu bir çöktürme kabında bekletilir ve akış yönü devamlı değiştirilerek yağların
suyun üstüne çıkması sağlanır.
„Üste çıkan yağlar buradan alınarak kondens suyunun temizlenmesi sağlanır.
„2- Kimyasal Yolla
„Kondens suyu içerisine alüminyumsülfat veya sodyumalüminat veya demir tuzları ilave
ederek oluşan alüminvumhidroksit ve demırhıdroksit negatif yüklü olan yağ damlacıklarını
adsorbe ederek dibe çökerler.
„Daha sonra filtre yapılarak işlem tamamlanır.
„3- Aktif kömür üzerinden filtre ederek
„Örneğin, Hyraffin L (aktif kömür) 50-80 C de kendi ağırlığının % 15-20 si kadar yağı yapısına
alabilir.
„4- Kok kömürü filtresinden geçirerek
„Kaba şekilde yağsızlaştırma işlemi yapılabilir.
„5- Elektrolitik olarak yağ giderme
„Yavaşça demir elektrotlarla karıştırılan suya, iletkenliği arttırmak için NaOH ilave edilir.
„Yağ damlacıkları - yüklü kutba giderek ortamdan ayrılır.
„Oluşan demirhidroksit de anoda gider.
Sularda Bulunan Bikarbonatı Gideren Sistemler
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
30
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
Bikarbonat Giderimi
„Çeşitli yöntemler vardır.
„Bazıları iyon değiştirme esasına dayanırken son yıllarda ters osmoz (reverse osmoz) sistemleri
önem kazanmıştır.
„Bunun yanında terbiye işletmeleri mevcut su tasfiye sistemlerini değiştirmeyip piyasada
bulunan bazı tamponlayıcı maddeleri kullanarak bikarbonatın oluşturduğu tamponun etkisini
gidermeye çalışmaktadırlar.
Bikarbonat Giderimi
„Bikarbonat giderimi için alternatifleri 4 başlıkta toplamak mümkündür:
„İyon değiştirme esasına göre dealkalizasyon sistemleri
„Tandem yöntemi
„Split yöntemi
„Asitleme yöntemi
„Kireçleme yöntemi
„Tamponlayıcı kimyasal maddelerin kullanılması
„Ters Osmoz yöntemi
1.a. Tandem Yöntemi
„Bu sistem, ham suda bulunan ve alkaliniteyi oluşturan, terbiye işlemlerinde istenmeyen
bikarbonat iyonlarının (HCO3-) ve dolayısıyla geçici sertliğin giderildiği dealkalizasyon
sistemidir.
+
„Su ilk olarak asit ile rejenere edilen, H formunda zayıf asidik katyon değiştirici reçine (WAC)
içeren dealkalizasyon kolonuna
girmektedir.
„Bu kolondaki reçineden geçerken, ham suda bulunan ve geçici sertliği oluşturan kalsiyum ve
magnezyumbikarbonatlar karbonik aside dönüşmektedir.
„Zayıf bir asit olan bu karbonik asit de degazör kolonunda ters akımlı hava ile aşağıdaki
reaksiyona göre parçalanmakta
ve karbondioksit gazı hava ile uzaklaştırılmaktadır.
H2CO3 → H2O + CO2
„Sonuç olarak ham suda bulunan kalsiyum ve magnezyum bikarbonatlar karbondioksit olarak
sudan uzaklaştırıldıkları için kısmi bir demineralizasyon yapılmakta ve su, içindeki iyonlar
bakımından hafiflemektedir.
„Degazör tankında biriken dealkalize su içinde kalan karbondioksit nedeniyle asidik olmaktadır.
„Bu nedenle pH ölçü ve kontrol ünitesiyle pH değeri ölçülmekte ve istenen pH değerinde
(yaklaşık 7,00) yumuşatma kolonuna göndermek üzere suya sud kostik çözeltisi ilave
edilmektedir .
„Suyun daha sonra yumuşatma kolonuna girme sebebi; zayıf asidik katyon değiştirici (WAC)
reçineden geçirilen suda başta Mg++ iyonları olmak üzere bir miktar sertlik oluşturucu iyon
kalmasıdır.
„Bu nedenle, suyun degazörden geçirme ve nötralizasyonun ardından Na-formundaki kuvvetli
asidik katyon değiştirici (SAC-Na) reçineden de geçirilmesi gerekmektedir.
„Dealkalizasyon tesisinde giriş suyunun iletkenlik değeri ile çıkış suyunun iletkenlik değerlerinin
sürekli kontrol altında tutulması gerekmektedir.
„Suyun iletkenlik değeri belli bir sınırı aştığında sistem durdurulup, rejenerasyon yapılmalıdır.
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
31
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
„Bunun
yanında tüm sertlik değerine bakılarak da rejenerasyona ihtiyaç olup olmadığı kontrol
edilmelidir.
„Bu su tasfiye sistemi kesiksiz çalışacak şekilde planlanmıştır.
„Ancak, sistemden çıkan su bir kuyuya doldurulmakta, kuyu dolduğunda sistem devre dışı
bırakılmaktadır.
„Kuyu boşaldığında sistem tekrar devreye alınmaktadır.
1.b. Split Yöntemi
„Split yöntemine göre dealkalizasyon sistemlerinde iki kolon reçine kuvvetli asidik katyon
değiştirici reçineye ihtiyaç duyulmaktadır.
„Bu kolonlardan bir tanesinde yumuşatıcı olarak sodyum formundaki katyon değiştirici reçine
(SAC-Na) ve diğer kolon ise demineralizer olarak görev yapan hidrojen formundaki katyon
değiştirici reçine ile doldurulmaktadır.
„Bu reçine hidroklorik veya sülfürik asit ile rejenere edilmektedir.
„Sistemin çalışma prensibi şu şekildedir:
„Suyun bir kısmı kuvvetli asidik katyon değiştirici (SAC) reçineden, diğer kısmı da sodyum
formundaki kuvvetli asidik katyon değiştirici (SAC-Na) reçineden geçirilmekte ve daha sonra bu
sular birleştirilerek degazörden geçirilmektedir.
++
++
+
„SAC reçinesinden geçirilen sudaki tüm Ca ve Mg iyonlarının yerine H geçmesiyle bu suda
H2CO3’ün yanında H2SO4 ve HCl asit de oluşabilmekte ve bu nedenle de suyun pH'sı 2-4
civarında olmaktadır.
++
++
+
„SAC-Na reçinesinden geçirilen sudaki tüm Ca ve Mg iyonlarının yerine Na iyonları
geçmesivle bu suda Na2SO4 ve NaCl‘ün yanında NaHCO3 oluşmakta ve bu suyun pH'sı 7,5-8,5
civarında olmaktadır.
„Bu sular birleştirildiğinde ise, (SAC)'dan geçirilen sudaki H2SO4 ve HCl ile (SAC-Na)'dan
geçirilen sudaki NaHC03 reaksiyona girerek H2CO3 (karbonikasit) oluşturmakta ve oluşan bu
karbonik asit düşük çözünürlüğü nedeni ile suyun degazörden geçirilmesi sırasında karbondioksit
gazı halinde sudan uzaklaşmaktadır .
„Bu sistemde her iki kolondan çıkan suların karışım oranı çıkış suyunun alkalinite miktarı
ölçülerek kontrol edilebilmektedir.
„Split yöntemine göre dealkalizasyonun avantajları şöyle özetlenebilmektedir:
„Çıkış suyunun alkalinitesi istenilen seviyeye ayarlanabilmektedir
„SAC reçinesinin işlem kapasitesi diğer tipteki anyon değiştirici reçinelerden daha fazla olduğu
için gerekli reçine hacmi daha azdır.
„Sistemin kurulum ve işletim maliyetleri düşüktür.
„Sistemin işletimi için gereken kimyasal sarfiyatı ve dolayısıyla kimyasal madde maliyetleri
düşüktür.
„Dezavantajları ise:
„Rejenerasyon için, tehlikeli HCl veya H2SO4 asidin kullanılması gerekmektedir.
1.c. Asitleme Yöntemi
„Sudaki alkalinitenin giderilmesi daha önce de belirtildiği gibi çeşitli yöntemler ile
yapılabilmektedir.
„Bunlardan en basit olanını asitleme yöntemi oluşturmaktadır.
„Bu sistemin esası şu şekildedir:
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
32
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
„Su önce kuvvetli asidik katyon değiştirici reçineden (SAC-Na) geçirilip daha sonra pH'sı 3.8
oluncaya kadar belirli derişimdeki asit çözeltisi ilave edilmektedir.
ilavesi ile aşağıdaki reaksiyon meydana gelmektedir:
„Bu pH ayarlamasından sonra su bir degazörden geçirilerek oluşan karbonik asit bozundurularak
karbondioksit halinde sudan uzaklaştırılmaktadır.
H2CO3 → H2O + CO2
„Son aşamada da suyun pH’ı boyama başlangıç pH’ı olarak istenen 6,5 değerine gelinceye kadar
NaOH çözeltisi ile nötralizasyon yapılmaktadır.
„Bu yöntem ile sularda bulunan bikarbonat iyonları etkili bir şekilde giderilmektedir.
„Bunun yanında tekstil terbiye işletmelerinin birçoğunda bulunan su yumuşatma tanklarının
ardından eklenen bir aitleme ve pH otomasyon ünitesi ile alkalinite giderilmektedir.
„Ancak bu yöntemin bazı dezavantajları bulunmaktadır:
„Kuvvetli olan HCl asit ile pH ayarlaması yapıldığından dolayı ani pH sıçramalı
yaşanabilmektedir.
„Bu nedenle otomatik pH ayarlı bir sistemle çalışılması gerekmektedir.
„Asit
2. Kireçleme Yöntemi
„Kireçleme hatırlanacağı gibi çöktürme ile su yumuşatma yöntemlerinden birisiydi:
„Çok uygulanan kireç-soda yöntemi ile karbonat sertliği (alkalinite) ve tüm sertlik
giderilebilmektedir.
„Yüzey ve derin sularda karbonat sertliği esas olarak bikarbonat (HC03 ) iyonlarından ileri
gelir.
„Çöktürme reaksiyonları şu şekildedir:
2CaCO3 + 2H2O
„Ca++ + 2HCO3- + Ca+2 + 2OH„
(GS)
(Kireç)
CaSO4 + Na2CO3
CaCO3 + Na2SO4
„
„CaCl2 + Na2CO3
CaCO3 + 2NaCl
„Mg(HCO3)2 + Ca(OH)2 MgCO3 + CaCO3 + 2H2O
MgSO4 + Na2CO3
MgCO3 + Na2SO4
„
„MgCl2 + Na2CO3
MgCO3 + 2NaCl
„Oluşan MgCO3 suda çözünebilirken Mg(OH)2 suda çözünmez. MgCO3 , Ca(OH)2 ile
reaksiyona girerek çözünmez Mg(OH)2 şekline dönüşür ve çöker:
MgCO3 + Ca(OH)2
Mg(OH)2 + CaCO3
„
„Magnezyum sertlikleri aşağıdaki reaksiyonlara göre de azalmaktadır:
„Mg(HCO3)2 + 2Ca(OH)2 Mg(OH)2 + 2CaCO3 + 2H2O
MgSO4 + Ca(OH)2
Mg(OH)2 + CaSO4
„
MgCl
+
Ca(OH)
Mg(OH)
2
2
2 + CaCl2
„
„9 ve 10 no’lu reaksiyonlarda oluşan CaSO4 ve CaCl2 suda çözünürse de 2 ve 3 no’lu
reaksiyonlarla giderilebilmektedir.
+2
„Ayrıca suda çözünmüş halde bulunan serbest CO2 gazı ve Fe iyonları da bu yöntemle
giderilebilmektedir.
„CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O
„2Fe(HCO3)2 + 4Ca(OH)2 + O 2Fe(OH)3 + 4CaCO3 + 3H2O
„Çöktürme işleminden sonra su filtrasyon ve yumuşatma için denge tankına gönderilir.
„Bunun nedeni işlem gören suyun pH’ının 8-10 arası olmasıdır.
„Asit dozajı ile pH 7 seviyesine çekilir.
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
33
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
„pH ayarından sonra su sodyum formundaki katyon değiştiriciden (SAC-Na) geçirilirse bütün
sertlik ve alkalinite verici iyonlar uzaklaştırılmış olur.
„Yöntemin dezavantajı büyük yere ihtiyaç olması ve çökeltinin yok edilme problemleridir.
3. Tamponlayıcı Kimyasal Kullanımı
„İşletmelerde bikarbonattan faydalanan sorunları önlemek için boya flottelerine çeşitli
tamponlayıcı kimyasal maddeler ilave edilmektedir.
4. Ters Osmoz Yöntemi
„Ters osmoz bir membran filtrasyonu tekniğidir.
„Ters osmoz ile su içerisindeki mineraller (iyonlar) yalnızca su basıncı ile %95-99 oranında
ayrılabilmektedir.
„Bazı iyonların ters osmoz yöntemiyle uzaklaştırılma oranları şu şekildedir:
„Bikarbonat %90-95
„Magnezyum %95-98
„Kalsiyum
%95-98
„Demir
%97-98
„Bakır
%97-98
„Mangan
%97-98
„Sodyum
%94-98
„Ters osmoz sistemi otomatik olarak çalışır.
„Ana eleman yarı geçirgen membrandır.
„Su membrandan geçmekte, safsızlıklar geçememektedir.
„Bu sistemin en önemli avantajı iyon mertebesinde filtrasyon yaparak sudaki sertlik ve alkalinite
gibi parametrelerin yanında tüm diğer çözünmüş tuzların da büyük ölçüde giderilmesidir.
„Ters osmoz sistemlerinin çalışma prensibi sadece su basıncına bağlı olduğundan klasik reçineli
su arıtma sistemleri için gereken kimyasal madde sarfiyatından ve işçilikten tasarruf
sağlanmaktadır.
„Sistemin dezavantajlarının başında maliyet unsurları ve atık su oranı gelmektedir.
„Ters osmos sisteminden çıkan ve değerlendirilemeyen ham atık su miktarı, eski ters osmos
sistemlerde % 50'ler civarında iken, son sistemlerde bu oranın artık % 20'lere kadar düşürüldüğü
ifade edilmektedir.
„Ayrıca yüksek oranda ham su, düşük miktarda ters osmos atık ham su şeklinde karıştırarak
tekrar ters osmos tesisine verilmesiyle ters osmos sisteminden atılan suyun tekrar
değerlendirilmesinin mümkün olabileceği düşünülmektedir.
„Sistem satıcıları, yakın gelecekte membran fiyatlarının reçine fiyatından daha ucuz olacağını
beklemekte ve böylece bu sistemlerin daha da ucuzlayarak yaygınlaşmaya başlayacağını tahmin
etmektedirler.
„Ters osmoz sistemlerinde ana ekipman olarak yarı geçirgen membran kullanılmaktadır.
„Suyun membranın diğer tarafına geçirilebilen kısmı büyük ölçüde saflaştırılırken diğer taraftaki
konsantre hale gelmiş safsızlıklar dışarı atılmaktadır.
„Kullanılan membran tipleri; selüloz asetat membranlar, selüloz triasetat, aromatik poliamid
reçineleri ve bunların karışımı kullanılabilir.
„1-10MPa gibi çeşitli çalışma basınçları uygulanabilir.
„Bu sistemlerde genel olarak yatay filtrasyon prensibi kullanılır ve yatay akışın membran
yüzeyinde sürekli bir temizleme etkisi bulunmaktadır.
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
34
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
„Sıvının bir kısmı basınç yardımı ile membranın ürün hattına geçerken diğer kısım membran
yüzeyine paralel akışla atık hattına doğru hareket eder ve sıvıdan ayrıştırılan safsızlıkları (tuzlar,
organikler vs.) membrandan uzaklaştırır.
„Yarı geçirgen membranda normalde su seyreltik kısmdan konsantre kısma geçer (osmoz).
„Ter osmozda konsantre çözelti tarafına doğal osmotik basınçtan daha yüksek bir basınç
uygulanarak su geçişi terse çevrilir.
„Ters osmoz tekniğinin filtre tekniğinden diğer önemli bir farkı:
„Bir filtrede su filtre yüzeyine dik olarak hareket eder ve sudan ayrılması istenen katılar filtre
yüzeyinde kalır, suyun % 100'ü süzülür.
„Oysa ters osmoz tekniğinde su membran yüzeyine paralel olarak hareket eder, membranın iki
tarafındaki basınç farkı ile mineralli suyun bir kısmı mineralleri terk ederek ve saf olarak
membranın diğer tarafına geçer.
„Mineralli sular ters osmoz membranı boyunca hareket ederken su miktarı gittikçe azalır, ancak
kalan suyun mineral miktarı gittikçe artar, bu kalan su, sudan ayrılması istenen mineraller ile
beraber ters osmoz cihazını terk eder (yaklaşık %20 kadarı).
„"Mineral Filtresi" olarak tanımladığımız ters osmozda fıltrasyon mertebesi bir mikronun binde
birinin (0,001 mikron altında) altındadır.
„Teorik olarak, minerallerin membrandan diğer tarafa geçmemesi gerekmektedir.
„Ancak, uygulamada çok az bir miktar mineral saf su ile beraber membranı aşar.
„"Mineral kaçağı" olarak adlandıracağımız bu olayın miktarı ham suyun içindeki minerallerin
türüne ve miktarına, kullanılan ters osmoz membranı türüne, işletme basıncına, atık su oranına
göre değişmektedir.
„Membranların çoğu 45-50 °C sıcaklıklarda deforme olmaktadır.
„Son yıllarda 80 °C su ile yıkanabilen membranlar da üretilmiştir.
„İyi tasarlanmış ve iyi bakımı yapılan bir reverse osmoz cihazının membranları genelde 5 ile 7
yıl kadar kullanılmakta olup, bu süre sonunda cihaza yeni membranlar takılmaktadır.
„Ters osmoz cihazının sağlıklı işletilmesi için periyodik kontrollerinin yapılması gerekmektedir.
„Ters osmoz membranlarının yıkanma kriteri her işletmeye göre değişmektedir. Örneğin bir
işletmede ters osmoz üretim suyu çok hassas ve kritik bir ürün imalatında kullanılıyorsa, bu
durumda emniyet için ayda bir kısa süreli membran yıkaması doğru bir yöntemdir.
„Ancak, ters osmoz üretim suyu alçak basınçlı bir kazanın besi suyu olarak veya soğutma suyu
olarak kullanılıyorsa, bu işletmede ters osmoz membranlarının ayda bir yıkanması yerine üretim
suyu kalitesini ve cihaz basınç kayıplarını çizelge üzerinde gözlemlemek ve buna göre ters osmoz
membran yıkama zamanını tespit etmek daha uygun ve ekonomik yöntemdir.
TEKSTİL ATIKSULARI
„Tekstil atıksularının, birçok organik ve zararlı kimyasal madde içermeleri nedeniyle akarsulara
veya göl ile denizlere bir ön temizleme yapılarak bırakılması gerekir.
„Aksi taktirde sudaki oksijeni azalttıklarından canlıların, özellikle balıkların yaşaması güçleşir.
(KOİ: kimyasal oksijen ihtiyacı ve BOİ: biyolojik oksijen ihtiyacı değerleri düşük olmalı)
„Tekstil atıksularının bileşimi uygulanan terbiye işlemine göre farklılık gösterir.
„Asit, baz ve tuzların yanındaindirgen maddeler, oksidasyon maddeleri, yağlar ve boyarmaddeler
atıksuda bulunabilir.
„Boyarmaddelerin çoğu klasik arıtım sistemlerinde dayanım gösterdiklerin dekolorizasyona
yönelik özel çalışmalar gereklidir.
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
35
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
„İşletmenin çeşitli bölgelerinden gelen sulardaki atık maddeler kanalda birleştiklerinde
birbirlerinin etkilerini ortadan kaldırabilir.
„Asit ve bazlar birbirini nötrleştirir, oksidasyon ve indirgen maddeleri birbirinin etkisini ortadan
kaldırır vb.
„Çevreye uyum terbiye sektörü için iki boyutludur.
„Birinci boyut, ürettiğimiz mamuller üzerindeki boya ve kimyasalların insan sağlığına zarar
vermemesidir.
„İkinci boyut ise, üretim sonucu oluşan atıkların su, hava ve toprak ortamına deşarjını kontrol
altında tutarak ekolojik dengenin korunmasını sağlamaktır.
3
„Endüstride tüketilen su 200 milyar m3 olup bunun sadece 2.5 milyar m ’ü tekstilde
kullanılmaktadır.
„Tekstil endüstrisi son derece mütevazi su tüketmesine rağmen bu suyu az tüketmek ve az
kirletmek zorundadır.
„Tekstil endüstrisi için en önemli çevresel olay yaş prosesler sırasında kirleticilerin deşarjıdır.
„Hemen hemen her ülkede atık suların bir ölçüde kontrol edilmelerine gerek olduğu
bilinmektedir.
„Otoriteler fabrikaların ya kendi atık su arıtım tesislerini kurmalarını veya çoğu kez olduğu gibi,
atık su özelliklerinin, merkezi arıtma tesislerine deşarj edilebilecek limitlere indirilmesini isterler.
„Gelişmiş ülkelerin çoğunda, çevre standartları arttıkça ve kirletici öder prensibi geniş ölçüde
yayıldıkça atık su maliyetleri artmıştır.
„TS 11825 standardı pamuklu tekstil endüstrisi,
„TS 11826 standardı yünlü tekstil endüstrisi atık su sınır değerlerini
belirler (1995 TSE Standartları)
„Türk Çevre Mevzuatı Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği (Yayımlandığı Resmi Gazete :Tarih 31
Aralık Cuma 2004 Sayı :25687) http://www.cevreorman.gov.tr/yasa/yonetmelik.asp adresinde
mevcuttur.
„Kimyasal Oksijen İhtiyacı (KOİ): Organik maddelerin dolaylı bir şekilde tayini için
kullanılan yöntemdir. Bu parametre ile organik maddeler kimyasal stabilizasyonları için gerekli
oksijen miktarı cinsinden belirlenirler.
Boyahane atık sularının kontrol edilmesi gereken başlıca parametreleri şunlardır :
„1-pH
„2-Organik maddeler (BOD veyaCOD)
„3-Süspansiyon halindeki katı partiküller
„4-Sıcaklık
„5-Atık su hacmi
„Terbiye endüstrisi bu parametrelere bir süredir aşinadır, ve bazı basit muameleler uygulayarak
atıklarını hayli kontrol edebilmektedir.
„Son yıllarda özellikle zararlı olduğu belirlenen, biyolojik olarak kolayca parçalanamayan
ve/veya muamelesi güç başka kirletici parametrelere de özel bir önem verilmektedir.
Bu parametrelerin başlıcaları
şunlardır:
„1-Renk
„2-Ağır/Toksik metaller
„3-İnorganik maddeler (Sülfat, sülfit)
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
36
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
„4-Pentaklorfenol(pestisit artıkları)
„5-AOX (adsorbe edilebilir organo halojenler)
„6-Formaldehit
„Tekstil atıksularının arıtılması diğer endüstriyel atıksuların arıtılmasında uygulanan yöntemlerle
yapılmaktadır:
„Süzme tertibatıyla kaba temizleme
„Çöktürme havuzlarında bekletme
„Kimyasal temizleme
„Fiziksel yöntemler/ Adsorblayıcı maddelerin kullanımı
„Biyolojik yöntemler
„olarak sınıflandırılabilir.
„Bunlara ilave olarak 6. Dekolorizayon işlemi de söylenebilir.
1. Süzme tertibatıyla kaba temizleme
„Atıksu ızgaralardan geçirilerek büyük, kaba safsızlıklar tutulur.
„Büyük hacimli maddelerin atıksudan ayrılarak pompa ve diğer teçhizata zarar vermelerini
önlemek ve diğer arıtma ünitelerine gelecek yükü hafifletmek amacı ile kullanılan arıtım
üniteleridir.
„İnce ve kaba ızgaralar olmak üzere aralık miktarlarına bağlı çeşitleri bulunmakta ve manuel
veya otomatik temizlemeli olarak dizayn edilebilmektedirler.
otomatik temizlemeli kaba ızgara
2. Çöktürme havuzlarında bekletme
„Sudan daha fazla yoğunluğa sahip katı maddelerin durağan koşullarda yer çekimi etkisi ile
çöktürülerek uzaklaştırılması amacı ile kullanılırlar.
„Çöktürme havuzları, ön çöktürme veya biyolojik ve kimyasal arıtım işlemi ardından son
çöktürme amacı ile kullanılabilirler.
3. Kimyasal temizleme
„Tekstil atıksularının kimyasal yöntemlerle arıtılması uzun yıllardan beri en çok rağbet gören
yöntem olmuştur.
„Bunun en büyük nedeni şüphesiz atıksu kalitesinde meydana gelen değişikliklerin kullanılan
kimyasalda veya uygulanan dozda yapılan değişikliklerle kolayca tolere edilebilir olmasıdır.
„Çöktürme havuzlarına, uygun kimyasal maddeler ilave ederek atık suda yüzen süspansiyonlar
ve boyarmaddelerin dibe çökmesi sağlanır.
„Bu amaçla en çok kalsiyumhidroksit ve ucuz olan demir II sülfat kullanılır.
„Asit içeren sulara da Ca(OH)2 ve demir tuzu ilavesi gereklidir.
„Ancak kirecin fazlası sulardaki balıklara zarar vereceğinden dozunu iyi ayarlamak gereklidir.
„Demir II tuzları ilave edildiğinde yeteri kadar havalandırma yaparak çökmeyi sağlayan demir III
hidroksit haline dönüşmesi sağlanmalıdır.
„Alüminyum klorür veya alüminyum sülfat ta atıksuların temizlenmesinde kullanılmaktadırlar.
„Oluşan alüminyumhidroksit çamur halinde dibe çökmektedir.
„Çökeltme havuzunun yapısı nedeniyle kimyasal çamur tabana çökerken, durulan su üstten
savaklanarak biyolojik arıtma için havalandırma havuzuna verilmektedir.
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
37
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
Kimyasal çöktürme havuzunun tabanında biriken çamur dip sıyırıcı ile havuz merkezinde
toplanarak kimyasal çamur pompalarıyla çamur yoğunlaştırma ünitesine pompalanmaktadır.
„
4. Adsorblayıcı maddelerin kullanılması
„Atık suların içermiş olduğu maddeler aktif kömür filtresinde, kok kömürü külü veya linyit
kömürü tozu vasıtasıyla adsorblanır.
„Geniş uygulama alanı yoktur.
„Adsorblayıcı maddeler çabuk doygunluğa erişmektedir.
4. Biyolojik arıtım
„Atıksuların yüzeyi genişletilerek hava oksijeniyle temas etmesinin sağlanmasıyla aerob
bakterilerin hızla oluşması ve çoğalmasıyla mümkün olur.
„Bakteriyel olarak oluşan fermentlerin tesiri altında oksijen aktifleşir ve birçok organik
maddenin oksitlenmesini sağlar.
TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI
Dr.Hüseyin Aksel EREN
38