Ters Ozmoz

Gün geçmiyor ki yeni bir teknoloji kullanıma girmesin. Sentetik membranların üretilmesi ile de ayırma ve saflaştırma işlemleri boyut değiştirdi. Diyaliz yoluyla insan kanının temizlenmesi, suların ters ozmoz ile arıtılması, deniz suyunun desalinasyonu ile kullanım suyu eldesi, eczacılıkta ve tıpta kullanılan farmasötik ürünlerin sterilizasyonu ve protein gibi moleküllerin konsantre edilmesi hemen akla gelen uygulamalardan sadece birkaç tanesi. Bahsi geçen membran proseslerinden biri olan Ters Ozmoz kireçli veya sert suların arıtılmasında kullanılmakta ve özellikle endüstriyel işletmelerde su kalitesinde kıyas kabul etmeyecek bir iyileştirme sağlamaktadır. Ters ozmoz su muamelesinin yanısıra zehirli atıkların muamelesi, gıda, meyve suyu, pulp ve kağıt endüstrilerindeki ayırma proseslerini, kimyasal proseslerden organik veya inorganik maddelerin geri kazanılması gibi uygulamaları da kapsamaktadır. Aşağıdaki tabloda uygulamalar hakkında daha detaylı bilgi bulmak mümkündür.

Ters Ozmoz Uygulamaları Alan Uygulama Su arıtma Deniz suyunun desalinasyonu; ultra saf su üretimi Süt işleme, deniz ürünleri işleme Peyniraltı suyundan laktozun geri kazanımı; deniz ürünlerinin işlenmesinde kullanılan suyun geri kazanımı ve konsantre edilmesi; balık etinden aminoasit üretimi Gıda sektörü Soya suyunun muamelesi; soya işlemedeki atık sular için kapalı sistemler; bitki ve meyve sularının konsantrasyonu; şarap üretiminde üzüm suyunun konsantrasyonu; tatlı sıvıların konsantrasyonu; monosakkarozun saflaştırılması; patates nişastası üretiminde atık suların muamele edilmesi; kahveden ekstrakte edilen sıvının konsantrasyonu; alkol üretiminde destilasyondan kalan maddenin muamele edilmesi; fermentasyon suyunun muamele edilmesi Farmasötik ve ilaç endüstrisi Bitkisel ilaçların konsantrasyonu; pirojenin uzaklaştırılması; ilaç ve farmasötik endüstrileri için pirojen içermeyen su üretimi Farmasötik ve ilaç endüstrisi Bitkisel ilaçların konsantrasyonu; pirojenin uzaklaştırılması; ilaç ve farmasötik endüstrileri için pirojen içermeyen su üretimi Kimya sektörü Petrokimya endüstrisinde atık sulardan gliserinin geri kazanımı; fotoğraf endüstrisinde atık sulardan kimyasalların geri kazanımı; pulp endüstrisinde atık sulardan lignin ve siklozun geri kazanımı Tekstil ve boya endüstrisi Boya ve yardımcı maddelerin geri kazanımı ve boya işlerinde kapalı sistemler; tekstil endüstrisinde atık suların işlenmesi ve yağın geri kazanımı Yüzey muamelesi ve işleme Aluminyumla kaplama işleminde boyaların geri kazanımı; metal kaplama endüstrisinde durulama suyundan değerli metallerin geri kazanımı ve bu suyun tekrar kullanımı Atık su arıtımı Lağım sularından ve atık sulardan azot ve fosforun uzaklaştırılması; lağım sularının yenilenmesi ve yeniden kullanımı; iyon değiştirme reçinesinin rejenerasyonunda atıkların değerlendirilmesi Nükleer endüstri Radyoaktif durulama suyunun ve nükleer güç santrallerinde drenaj sularının değerlendirilmesi

Ters Ozmoz Olayı

Ozmoz olayı, seyreltik tuz çözeltisindeki suyun yarı geçirgen bir membran üzerinden konsantre tuz çözeltisi tarafına geçmesidir. Yarı geçirgen membran sadece su geçişine izin vermekte çözünmüş haldeki diğer iyonların geçişine engel olmaktadır. Aşağıdaki şekildeki gibi bir bölmeye derişik tuzlu su çözeltisini diğer bölmeye ise seyreltik tuzlu su çözeltisi koyalım. Doğadaki diğer olaylar gibi bu sistem de dengeye gelmek isteyecektir. Bir başka ifadeyle sistem, membranın her iki tarafında da aynı konsantrasyona ulaşmaya çalışacaktır. Dengeye gelmenin tek yoluysa tuz çözeltisini seyreltmek üzere su moleküllerinin seyreltik çözeltinin bulunduğu bölmeden derişik çözeltinin olduğu tarafa geçmesidir. Bu olay yukarıdaki şekilden de görüldüğü gibi derişik çözeltinin kolonunda bir yükselmeye sebep olacaktır. Bu yükselme, bu kolonun basıncı su akışını durduruncaya kadar yani sistem dengeye gelinceye kadar devam edecektir. Dengede membranın her iki tarafındaki basınç farkının su basıncı cinsinden değeri “ozmotik basınç” olarak adlandırılır.

Eğer yükselen bu kolona ozmotik basınçtan daha büyük bir basınç uygulanırsa membran üzerinden geçen su akışının yönü değiştirilebilir. “Ters ozmozun” temel prensibi budur. Membran tuz moleküllerini geçirmediği için bu ters çevrilmiş akış vasıtasıyla tuz çözeltisinden saf su elde edilebilir. Bu arada molekül ağırlığı düşük bazı tuzlar da membrandan geçebilirler. Ters ozmoz aynı zamanda “hiperfiltrasyon” olarak da bilinir. Herhangi bir membran prosesinde olduğu gibi ters ozmozda da iki debi vardır: ürün (membrandan geçen besinin bir kısmı) ve kalanlar (besinin membrandan geçmeden kalan kısmı). Besinin membrandan süzülmeden kalan kısmı arkadan gelen besi tarafından sürüklenerek uzaklaştırılır. Ters ozmoz tarafından işlenecek suları toplam çözünmüş katı (TDS) miktarlarına bağlı olarak 3 ana kategori altında toplamak mümkündür: TDS < 5,000 mg/lt (ppm) olan tuzluluğu düşük su, 5000-15,000 ppm arası tuzluluğu yüksek su ve TDS’i 35,000 ppm civarında olan deniz suyu.

Aşağıdaki tabloda kireçli su ve deniz suyu için çeşitli tuzların uzaklaştırma yüzdeleri verilmiştir. TUZ Molekül ağırlığı (g / mol) Uzaklaştırma Yüzdesi Kireçli su Deniz suyu Sodyum florid, NaF 42 98 > 99 Sodyum siyanid, NaCN (pH 11) 49 97 98 Sodyum klorid, NaCl 58 98 > 99 Silika, SiO 2 (50 ppm) 60 98 99 Sodyum bikarbonat, NaHCO 3 84 98 98 Sodyum nitrat, NaNO 3 85 93 96 Magnezyum klorid, MgCl 2 95 98 > 99 Kalsiyum klorid, CaCl 2 111 99 > 99 Magnezyum sülfat, MgSO 4 120 99 > 99 Nikel sülfat, NiSO 4 155 99 > 99 Bakır sülfat, CuSO 4 160 99 > 99 Formaldehit 30 35 50 Metanol 32 25 35 Etanol 46 70 80 İzopropanol 60 90 95 Üre 60 70 80 Laktik asit (pH 2) 90 94 97 Laktik asit (pH 5) 90 99 > 99 Glukoz 180 98 99 Sükroz 342 99 > 99 Klorlanmış pestisitler (iz miktarda)   99 > 99

Son olarak bir ters ozmoz sistemi tasarlanırken ters ozmoz besi debisi, çözünmüş maddelerin konsantrasyonu, çözünen maddelerin tipi, transmembran basıncı, sıcaklık, pH ve eğer varsa askıda katı madde konsantrasyonu gibi parametreler dikkate alınır. Helvacızade A.Ş. Zade Bitkisel Yağ Rafinasyon Tesislerinde proseste kullanılan sular 720 ton/gün kapasiteli Ters Ozmoz Ünitesinde elde edilmektedir. Yukarıdaki tabloda da görüldüğü üzere iyonların neredeyse tamamının ortalama % 90 oranında uzaklaştırılmasını sağlayan bir sistem olan ters ozmoz, buhar ve ısı santralinde ısı kaybını azaltmakta ve daha da önemlisi yağ ile temas edecek buhar ve su kalitesini ve dolayısıyla yağın kalitesini de artırmaktadır. Öte yandan yeni çıkarılan yönetmelik ters ozmoz ile arıtılan yeraltı sularının “Sofra Suyu” kategorisinde içme suyu olarak satılmasına izin vermektedir. Bu nedenle sistemimizde ters ozmoz gibi bir sistemin kullanılıyor olması aynı zamanda insan sağlığına verilen önemi de göstermektedir.

Ana Sayfa   |   Ürünler   |   Üretim    |   Tüketim   |   Yaşam