MAKALELER 2 / Deniz Suyundan Tatlı Su Elde Etme Sistemleri-Sahil Beldeleri




Deniz Suyundan Tatlı Su Elde Etme Sistemleri:

 

1--Tuzdan Arındırma (Desalination) Sistemleri ve Bir Güç Santralinin Tuzdan

Arındırma Tesisleri:

 

1--Dünya nüfusunun hemen hemen %25’i ciddi boyutlarda içme suyu sıkıntısı çekmektedir.

 

2--Dünya üzerindeki su potansiyelinin yal­nızca %0,5’i içilebilecek nitelikte olup, %97’si deniz suyu, %2.5’i ise tuz içermesinden dolayı tuzlu yer altı suyu olarak sınıflandırıl­maktadır.

2.1—Deniz suyunun bileşimi:

 

1—Sodyum Klorür-Tuz…..%77.8

2—Magnezyum Klorür…..%10.9


3—Magnezyun sülfat…….%4.7

4—Kalsiyum Sülfat………%3.1


5—Potasyum Sülfat………%2.5

6—Karbonat……………..%0.5

 

2.2--Tuzlu Sudan Tatlı Su Üretim Yöntemleri


1--İyon Değişimi


2--Elektrodiyaliz


3--Buhar Kompresyonlu Damıtma       _


4--Güneş Buharlaştırması


5--Çok Etkili Damıtma (MED)


6--Buhar Sıkıştırma Prosesi (VC)


7--Ters Ozmoz


8--Çok Kademeli Ani Damıtma (MSF); yöntemleridir

 

3--1996 yılı itibariyle dünya üzerindeki tuz giderme tesislerinin top­lam kapasitesi günlük 17,5 milyon m3’tür. 


3.1--Dünyada en yüksek kapasiteyle deniz suyundan tuz gidererek tatlı su elde eden on ülke görülmektedir. 


3.2--Türkiye ise yaklaşık 3600 m3/gün kapasite ile bu ülkelerin çok gerisinde kalmaktadır.

 

3.1—Ülkelerin Tuzlu Sudan Tatlı Su Elde Etme Kapasiteleri-m3/gün:

 

1—S.Arabistan…………5006194

2—ABD……………….2799000


3—BAE……………….2134233

4—Kuveyt…………….1284327


5—Libya………………638377

6—Japonya……………637900


7—Katar………………560764

8—İspanya…………….492824


9—İtalya………………483668

10—İran………………423427

 

3.2-- Dünya Üzerindeki Çeşitli Denizlerin Tuzluluk Oranları.

Denizler………………Tuz Konsantrayonu (%)


Standart Deniz Suyu………..35


Atlantik Okyanusu………...36


Pasifik Okyanusu………….34


Kızıldeniz…………………43


Akdeniz…………………..43


Ege Denizi………………..38


Marmara Denizi…………..22


Karadeniz…………………18


Baltık Denizi………………7

 

3.2-- Suudi Arabistan 27 desalinasyon istasyonu ile 

775 milyon m3 su üretmektedir (gerekli içme suyunun %70'i). 


3.2.1--Ayrıca desalinasyon tesislerinin ürettiği elektrik miktarı 22,3 milyon megawatt (toplam elektrik üretiminin %21'i) şeklindedir.

 

3.2.2--Kuveyt'te ise tüm elektrik santralleri kojenerasyon tesisleridir. Yani hepsi hem elektrik, hem de su üretmek üzere kurulmuş çift amaçlı tesislerdir. 


3.2.3-Tüm bu tesislerde su Çok Kademeli Ani Damıtma (MSF) sistemi kullanılarak üretilmektedir. 1999 yılında Kuveyt'te toplam 319 milyon m3 su üretilmiştir.

 

3.3—Yorum:


1--Tuzdan arıtma sistemlerinin kojenerasyon tesisi olarak kurulması en akıllıca yoldur.Bu imkan ile elde edilen tatlı suyun birim fiyatı çok ucuza gelirken, kojenerasyon sistemi ile hem elektrik üretilir hemde sistem verimini yükseltmek için oluşan atık ısı ile tatlı su elde edilmektedir.


2--Türkiye de tüm kojenarasyon sistemlerinde oluşan atık ısı için 


1—sera ısıtması ,

2-konut ısıtması,

3—Tuzdan arıtma sistemi kurulabilir ve bakanlık bunu şart koşabilir.

 

4--Karadeniz, Marmara, Ege ve Akdeniz’e göre daha az tuzlu bir deniz­dir. İstanbul ve Çanakkale boğazları aracılığıyla Karadeniz ile Ege Denizi arasında su alışverişi sağlayan Marmara Denizi’nin yüzey su­ları Ege ve Akdeniz’e göre daha az Karadeniz’e göre ise daha tuzlu­dur.

 

4.1—Marmara denizinde 15-20 m derinlikte yüzey katmanında %2,2 olan tuzluluk oranı,30 m’de %3,7’ye, 150m’de ise %3,85’e ulaşmakta­dır.

 

5—Maliyetler:

 

1—Kaynak yazar tarafından yapılan bir çalışmada-1996

 

1--Ürettiğimiz suyun belediyeden alım ücreti 1,6 YTL/m3 dir.

 

2--Doğalgaz kullanıldığında 4,81 YTL/m3,

 

3--Elektrik kullanıldığında 12,1 YTL/m3 dir.

 

3.1--Buradan da görüldüğü gibi desalination yani tatlı su üretim yöntemi oldukça pahalı bir yöntemdir.


3.2--Suyu şebekeden almak yerine, elektrikte desalination prosesinde üretimde maliyet 7,55 katına, doğalgazda desalination prosesinde ise 3 katına çıkmaktadır.



2--Sahil Beldelerinde Deniz Suyundan İçme suyu Üretilmesi:


1—Genel Bilgiler:


1--Dünya nüfusunun hemen hemen %25’i ciddi boyutlarda içme suyu sıkıntısı çekmektedir.


2--Dünya üzerindeki su potansiyelinin yalnızca %0.5’i içilebilecek nitelikte olup, %97’si deniz suyu, %2.5’i ise tuz içermesinden dolayı tuzlu yeraltı suyu olarak sınıflandırılmaktadır


3-- Reverse osmos sistemi (ters osmos) en genel tanımıyla, suyun içerisinde bulunan Anyon ve Katyon iyonlarının giderilme işlemidir.


4-- ileri teknoloji ürünü olan Reverse Osmosis sistemlerinin yarı geçirgen membranları, yüksek basınç altında içerisinden sadece saf suyun geçmesine izin verirken, çözünmüş tuzlar, bakteriler, organik ve inorganik maddeler ile ağır metalleri % 99.5'den fazla verimle sudan ayırırlar. 


Bu ayrım hassasiyeti moleküler bazda olup, suyun klasik filtrelenmesi ile yok edilemeyen eriyik haldeki maddeler dahil, tüm yabancı maddeleri yüksek oranlarda sudan ayırarak drenaja gönderir.


4.1-- Reverse Osmosis dışında hiçbir proses, tek başına sudaki bütün yabancı maddeleri bu verimle arıtamaz. Şehirler, Kasabalar, Oteller, Üniversiteler, Tatil Köyleri, Kooperatifler, Konutlar ve Restoranlarda içme ve kullanma sularının arıtılmasında kullanılan Reverse Osmosis sistemleri ile acı kuyu suları, göl, dere ve deniz sularından yüksek kalitede içme ve kullanma suyu elde edilebilmektedir.


4.2--Reverse osmos sisteminde Osmotik dengeyi tersine çevirmek için osmotik basınçtan daha fazla basınca gerek duyar.


4.3--Bu amaçla reverse osmos sistemlerinde yüksek basınç pompaları  kullanılır.


4.4--Yüksek basınç pompasının basınçlandırdığı  su, üzerinde 5 angstrom boyutunda gözenekler bulunan membranlara iletilerek suyun saflaştırma işlemi gerçekleştirilmiş olur.


4.5--Atık hattından çıkan ağır konsantre su ise drenaja verilir.


5--Waterprocess markası altında dizayn edilen Reverse osmos sistemleri için Standart olarak 3 ayrı ürün yelpazesinde dizayn edilen modeller (S – L –XL) tamamı paslanmaz çelik konstrüksiyon, paslanmaz çelik borulama  ve paslanmaz çelik membran kılıfları olarak oluşturulmaktadır.


5.1--Tümü en üst kalitedeki ekipmanlardan oluşan ve gerekli ön filtrasyon sistemi ile birlikte tasarlanan Reverse Osmosis sistemleri bir şase üzerinde toplanan ve tam otomatik olarak çalışan mükemmel sistemlerdir.


6-- Ters osmos sistemine çekilen suyun yaklaşık % 30 kadarı temiz su olarak elde edilir.Geri kalan % 70 lik miktar atık olarak sistemden atılır.

 

2--Ters Osmoz Uygulamaları


2.1—Genel Olarak:


1--Kuyu suyu ve acısu arıtımı,


2--Deniz suyundan içme suyu eldesinde


3--Su saflaştırmada


4--Katyon, anyon, klorid, nitrat, sülfat, ağır metaller, hörbisit, mikrokirleticiler ve diğer kirletici elementlerin giderilmesi


5--Endüstriler için demineralize su eldesi


6--Kullanılmış suların geri kazanılması


7--Reçineli iyon Değiştirme Sistemleri ile kombineli olarak ultra saf su üretimi


8--Hemodiyaliz makinaları için deiyonize su üretimi


9--Endüstrilerin proses sularının hazırlanması

 

2.2—Sektörel Bazda:


1--Su arıtma:


1--Deniz suyunun desalinasyonu;


2--ultra saf su üretimi


2--Süt İşleme, Deniz Ürünleri İşleme:


1--Peyniraltı suyundan laktozun geri kazanımı;


2--deniz ürünlerinin işlenmesinde kullanılan suyun geri kazanımı ve konsantre edilmesi;


3--balık etinden aminoasit üretimi 


3--Gıda sektörü:


1--Soya suyunun muamelesi;soya işlemedeki atık sular için kapalı sistemler;


2--bitki ve meyve sularının konsantrasyonu;


3--şarap üretiminde üzüm suyunun konsantrasyonu;


4--tatlı sıvıların konsantrasyonu;monosakkarozun saflaştırılması;


5--patates nişastası üretiminde atık suların muamele edilmesi;


6--kahveden ekstrakte edilen sıvının konsantrasyonu;


7--alkol üretiminde destilasyondan kalan maddenin muamele edilmesi; fermentasyon suyunun muamele edilmesi


8--Farmasötik ve ilaç endüstrisi;Bitkisel ilaçların konsantrasyonu; pirojenin uzaklaştırılması; ilaç ve farmasötik endüstrileri için pirojen içermeyen su üretimi


9--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


10--Tekstil ve boya endüstrisi:Boya ve yardımcı maddelerin geri kazanımı ve boya işlerinde kapalı sistemler; tekstil endüstrisinde atık suların işlenmesi ve yağın geri kazanımı


11--Yüzey muamelesi ve işleme;Aluminyumla kaplama işleminde boyaların geri kazanımı; metal kaplama endüstrisinde durulama suyundan değerli metallerin geri kazanımı ve bu suyun tekrar kullanımı


12--Atık su arıtımı; Lağım sularından ve atık sulardan azot ve fosforun uzaklaştırılması; lağım sularının yenilenmesi ve yeniden kullanımı; iyon değiştirme reçinesinin rejenerasyonunda atıkların değerlendirilmesi


13--Nükleer endüstri  Radyoaktif durulama suyunun ve nükleer güç santrallerinde drenaj sularının değerlendirilmesi

 

3--Ters ozmoz tarafından işlenecek suları toplam çözünmüş katı (TDS) miktarlarına bağlı olarak 3 ana kategori altında toplamak mümkündür:


2.1--TDS < 5,000 mg/lt (ppm) olan tuzluluğu düşük su,


2.2--5000-15,000 ppm arası tuzluluğu yüksek su ve


2.3--TDS’i 35,000 ppm civarında olan deniz suyu.


4-- Aşağıdaki tabloda kireçli su ve deniz suyu için çeşitli tuzların uzaklaştırma yüzdeleri verilmiştir. 

                           

Uzaklaştırma %  Molekül ağır  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, SiO2 (50 ppm)…...60     98            99                    

            

Sodyum bikarbonat, NaHCO3..84       98            98                    

            

Sodyum nitrat, NaNO3……85           93            96                    

            

Magnezyum klorid, MgCl2…95           98         > 99                 

            

Kalsiyum klorid, CaCl2…111……..99           > 99                 

            

Magnezyum sülfat, MgSO4…120       99           > 99                 

            

Nikel sülfat, NiSO4………155           99           > 99                 

            

Bakır sülfat, CuSO4………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                 

           

2--Standart şartlar:

2,000 ppm tuz, besi basıncı 15.5 bar (225 psi), besi sıcaklığı 25oC, pH’ı 7

 

5--Bitkisel Yağ Rafinasyon Tesislerinde proseste kullanılan sular 720 ton/gün  vs kapasiteli Ters Ozmoz Ünitesinde elde edilebilmektedir. 


5.1--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.

 

6--Öte yandan yeni çıkarılan yönetmelik ters ozmoz ile arıtılan yeraltı sularının “Sofra Suyu” kategorisinde içme suyu olarak satılmasına izin vermektedir.


7—Balıkesir in Avşa Adasında 2010 yılında faaliyete geçen deniz suyu arıtma tesisinde deniz suyundan ters ozmoz yöntemi ile içme suyu elde edilmekte olup, tesisin devreye girmesi ile adaya gelen turist sayısı sürekli artmakta.


7.1—Tesisin deşarj hatları,depolar,arıtma binası,trafo merkezi gibi alt yapı üniteleri ile maksimum kapasitesi 10.000 m3/gün olup,tesiste basınç geri kazanım yöntemiyle % 50 ye varan enerji tasarrufu sağlanmakta.


7.2—Susuzluk nedeni ile bitme noktasına gelen Avşa turizmi tekrar hareketlendi.Proje su sıkıntısı çeken kıyı beldeleri için iyi bir örnek teşkil etmekte.

 

5--Ters Osmoz Uygulama Cihazları için kullanılabilen sistem debisi-Basınç Pompa Gücü-Osmotik Membran Sayısı Tablosu


0,35 m3/h…………2,2 kw……….1 ad membran

0,70 m3/h…………2,2 kw……….2 ad membran

1,00 m3/h…………2,2 kw……….3 ad membran

1,40 m3/h…………2,2 kw……….4 ad membran

2,10 m3/h…………3,0 kw……….6 ad membran

3,00 m3/h…………4,0 kw……….3 ad membran

4,00 m3/h…………5,5 kw……….4 ad membran

5,00 m3/h…………5,5 kw……….5 ad membran

6,00 m3/h…………7,5 kw……….6 ad membran

8,00 m3/h…………11,0 kw……….8 ad membran

9,00 m3/h…………11,0 kw……….9 ad membran

12,0 m3/h…………15,0 kw……….12 ad membran

14,0 m3/h…………18,5 kw……….16 ad membran

20,0 m3/h…………18,5 kw……….20 ad membran

24,0 m3/h…………22,0 kw……….24 ad membran

30,0 m3/h…………30,0 kw……….30 ad membran

36,0 m3/h…………30,0 kw……….36 ad membran

48,0 m3/h…………37,0 kw……….48 ad membran

54,0 m3/h…………45,0 kw……….54 ad membran

72,0 m3/h…………55,0 kw……….72 ad membran

84,0 m3/h…………75,0 kw……….84 ad membran

 

 

6--Su tasarrufunda bu ve benzeri önerilerin hayata geçirilmesi ile gereken tasarruf etkinliği sağlanabilir.


2--Hibrit Ters Osmoz Deniz Suyu Arıtma Sistemi:


Deniz suyundan temiz su eldesi için GYTE tarafından güneş ve rüzgar enerjisiyle çalışan Hibrit Ters Osmoz Deniz Suyu Arıtma Sistemi projesi MARKA kalkınma ajansından 68.500 TL destek aldı ve çeşitli kongrelerde sunumu yapıldı.Katar yatırım kararı aldı.


Kaynakça:

1--Dünya Gazetesi

2--Mühendis Makine- Mak. Müh. Halil EREN-Öğr.Gör.Barbaros BATUR





Anahtar Kelimeler :   Deniz,Suyu,Tatlı,Sistem,desinilasyon
Eklenme Tarihi :13.10.2017 13:18:50
Makalenin İzlenme Sayısı : 6791
Önceki sayfaya geri dön.