Endüstriyel Su Arıtma Süreçleri ve Kimyasal Uygulamalar
Arka plan
Sanayileşmenin hızlı gelişmesiyle birlikte, çeşitli endüstriyel üretimde su arıtımının önemi giderek daha belirgin hale gelmektedir. Endüstriyel su arıtımı, sürecin sorunsuz ilerlemesini sağlamanın önemli bir halkası olmasının yanı sıra, çevre düzenlemelerine ve sürdürülebilir kalkınma gereksinimlerine uymanın da kilit bir önlemidir.
Su Arıtma Türü
| Su arıtma türü | Ana amaç | Başlıca tedavi nesneleri | Ana süreçler. |
| Ham su ön arıtma | Evsel veya endüstriyel su ihtiyaçlarını karşılayın | Doğal su kaynağı suyu | Filtrasyon, çöktürme, pıhtılaşma. |
| Proses suyu arıtımı | Belirli süreç gereksinimlerini karşılayın | Endüstriyel proses suyu | Yumuşatma, tuzdan arındırma, oksijensizleştirme. |
| Sirkülasyonlu soğutma suyu arıtma | Ekipmanların normal çalışmasını sağlayın. | Dolaşan soğutma suyu | Tedavi dozu. |
| Atıksu arıtımı | Çevreyi koruyun | Endüstriyel atık su | Fiziksel, kimyasal, biyolojik arıtma. |
| Geri dönüştürülmüş su arıtımı | Tatlı su tüketimini azaltın | Kullanılmış su | Atıksu arıtımına benzer. |
Su Arıtmasında Yaygın Kullanılan Kimyasallar
| Kategori | Yaygın olarak kullanılan kimyasallar | İşlev |
| Topaklanma maddesi | PAC, PAM, PDADMAC, poliaminler, alüminyum sülfat, vb. | Askıda kalan katı maddeleri ve organik maddeleri uzaklaştırın. |
| Dezenfektanlar | TCCA, SDIC, ozon, klor dioksit, kalsiyum hipoklorit vb. gibi | Sudaki mikroorganizmaları (bakteri, virüs, mantar ve protozoa gibi) öldürür. |
| pH düzenleyici | Aminosülfonik asit, NaOH, kireç, sülfürik asit, vb. | Suyun pH değerini düzenleyin. |
| Metal iyon gidericiler | EDTA, İyon değişim reçinesi | Sudaki ağır metal iyonlarını (demir, bakır, kurşun, kadmiyum, cıva, nikel vb.) ve diğer zararlı metal iyonlarını giderir. |
| Ölçek önleyici | Organofosfatlar, organofosfor karboksilik asitler | Kalsiyum ve magnezyum iyonları ile kireç oluşumunu önler. Ayrıca metal iyonlarını uzaklaştırma konusunda da belirli bir etkisi vardır. |
| Oksit giderici | Sodyum sülfit, hidrazin, vb. | Oksijen korozyonunu önlemek için çözünmüş oksijeni uzaklaştırın. |
| Temizlik maddesi | Sitrik asit, sülfürik asit, aminosülfonik asit | Kireç ve yab impurities maddeleri temizleyin. |
| Oksidanlar | ozon, persülfat, hidrojen klorür, hidrojen peroksit, vb. | Dezenfeksiyon, kirleticilerin giderilmesi ve su kalitesinin iyileştirilmesi vb. |
| Yumuşatıcılar | kireç ve sodyum karbonat gibi. | Sertlik iyonlarını (kalsiyum, magnezyum iyonları) giderir ve kireç oluşumu riskini azaltır. |
| Köpük gidericiler/Köpük önleyici | Köpüğü bastırın veya ortadan kaldırın | |
| Kaldırma | Kalsiyum Hipoklorit | Atıksudan NH₃-N'yi uzaklaştırarak deşarj standartlarını karşılamasını sağlamak. |
Tedarik Edebileceğimiz Su Arıtma Kimyasalları:
Endüstriyel su arıtımı, endüstriyel suyun ve atık suyunun fiziksel, kimyasal, biyolojik ve diğer yöntemlerle arıtılması sürecini ifade eder. Endüstriyel su arıtımı, endüstriyel üretimin vazgeçilmez bir parçasıdır ve önemi aşağıdaki hususlarda kendini göstermektedir:
1.1 Ürün kalitesini sağlayın
Üretim ihtiyaçlarını karşılamak ve ürün kalitesini sağlamak için sudaki metal iyonları, askıda kalan katı maddeler vb. gibi safsızlıkları giderin.
Korozyonu önleme: Suda çözünmüş oksijen, karbondioksit vb. metal ekipmanlarda korozyona neden olabilir ve ekipmanın ömrünü kısaltabilir.
Mikroorganizmaların kontrolü: Sudaki bakteri, alg ve diğer mikroorganizmalar ürün kirlenmesine neden olarak ürün kalitesini ve sağlık güvenliğini etkileyebilir.
1.2 Üretim verimliliğini iyileştirme
Arıza sürelerini azaltın: Düzenli su arıtma işlemi, ekipmanlarda kireçlenme ve korozyonu etkili bir şekilde önleyebilir, ekipman bakım ve değiştirme sıklığını azaltabilir ve böylece üretim verimliliğini artırabilir.
Proses koşullarını optimize edin: Su arıtma yoluyla, üretim sürecinin istikrarlılığını sağlamak için proses gereksinimlerini karşılayan su kalitesi elde edilebilir.
1.3 Üretim maliyetlerini azaltın
Enerji tasarrufu: Su arıtma sayesinde ekipmanların enerji tüketimi azaltılabilir ve üretim maliyetlerinden tasarruf sağlanabilir.
Kireç oluşumunu önleyin: Sudaki kalsiyum ve magnezyum iyonları gibi sertlik iyonları kireç oluşturarak ekipmanın yüzeyine yapışır ve ısı iletim verimliliğini düşürür.
Ekipman ömrünü uzatın: Ekipman korozyonunu ve kireçlenmesini azaltın, ekipmanın kullanım ömrünü uzatın ve ekipman amortisman maliyetlerini düşürün.
Malzeme tüketimini azaltın: Su arıtma yoluyla biyosit atıkları azaltılabilir ve üretim maliyetleri düşürülebilir.
Ham madde tüketimini azaltın: Su arıtma işlemi sayesinde, atık sıvıda kalan ham maddeler geri kazanılıp üretime geri kazandırılabilir, böylece ham madde israfı azaltılır ve üretim maliyetleri düşürülür.
1.4 Çevreyi koruyun
Kirletici emisyonlarını azaltın: Endüstriyel atık sular arıtıldıktan sonra, kirletici emisyonlarının konsantrasyonu azaltılabilir ve su ortamı korunabilir.
Su kaynaklarının geri dönüşümünü gerçekleştirin: Su arıtma yoluyla endüstriyel su geri dönüştürülebilir ve tatlı su kaynaklarına olan bağımlılık azaltılabilir.
1.5 Çevre düzenlemelerine uymak
Emisyon standartlarını karşılayın: Endüstriyel atık sular, ulusal ve yerel emisyon standartlarını karşılamalıdır ve su arıtımı bu hedefe ulaşmanın önemli bir yoludur.
Özetle, endüstriyel su arıtımı sadece ürün kalitesi ve üretim verimliliğiyle değil, aynı zamanda işletmelerin ekonomik faydaları ve çevre korumasıyla da ilgilidir. Bilimsel ve makul su arıtımı sayesinde, su kaynaklarının en iyi şekilde kullanımı sağlanabilir ve endüstrinin sürdürülebilir gelişimi desteklenebilir.
Endüstriyel su arıtımı, enerji, kimya, ilaç, metalurji, gıda ve içecek endüstrileri gibi geniş bir yelpazeyi kapsar. Arıtma süreci genellikle su kalitesi gereksinimlerine ve deşarj standartlarına göre özelleştirilir.
2.1 Giriş Suyu Arıtımında Kullanılan Kimyasallar ve Prensipler (Ham Su Ön Arıtımı)
Endüstriyel su arıtımında ham su ön arıtımı esas olarak birincil filtrasyon, koagülasyon, flokülasyon, çöktürme, flotasyon, dezenfeksiyon, pH ayarlaması, metal iyonu giderimi ve son filtrasyonu içerir. Yaygın olarak kullanılan kimyasallar şunlardır:
Pıhtılaştırıcılar ve topaklaştırıcılar: PAC, PAM, PDADMAC, poliaminler, alüminyum sülfat vb.
Yumuşatıcılar: kireç ve sodyum karbonat gibi.
Dezenfektanlar: TCCA, SDIC, Kalsiyum Hipoklorit, ozon, klor dioksit vb.
pH düzenleyiciler: aminosülfonik asit, sodyum hidroksit, kireç, sülfürik asit vb.
Metal iyonu gidericiler: EDTA, iyon değişim reçinesi vb.
Kireç önleyici: organofosfatlar, organofosfor karboksilik asitler vb.
Adsorbentler: aktif karbon, aktif alümina vb.
Bu kimyasalların birleşimi ve kullanımı, endüstriyel su arıtımında sudaki askıdaki maddeleri, organik kirleticileri, metal iyonlarını ve mikroorganizmaları etkili bir şekilde uzaklaştırmaya, su kalitesinin üretim ihtiyaçlarını karşılamasını sağlamaya ve sonraki arıtma işlemlerinin yükünü azaltmaya yardımcı olabilir.
2.2 Proses Suyu Arıtımında Kullanılan Kimyasallar ve Prensipler
Endüstriyel su arıtımında proses suyu arıtımı esas olarak ön arıtma, yumuşatma, oksijen giderme, demir ve manganez giderme, tuzdan arındırma, sterilizasyon ve dezenfeksiyonu içerir. Her adım, su kalitesini optimize etmek ve çeşitli endüstriyel ekipmanların normal çalışmasını sağlamak için farklı kimyasallar gerektirir. Yaygın olarak kullanılan kimyasallar şunlardır:
| Pıhtılaştırıcılar ve topaklaştırıcılar: | PAC, PAM, PDADMAC, poliaminler, alüminyum sülfat vb. gibi. |
| Yumuşatıcılar: | kireç ve sodyum karbonat gibi. |
| Dezenfektanlar: | TCCA, SDIC, kalsiyum hipoklorit, ozon, klor dioksit vb. gibi. |
| pH düzenleyiciler: | Aminosülfonik asit, sodyum hidroksit, kireç, sülfürik asit vb. gibi. |
| Metal iyon gidericiler: | EDTA, İyon değişim reçinesi |
| Kireç önleyici: | organofosfatlar, organofosfor karboksilik asitler, vb. |
| Adsorbentler: | Aktif karbon, aktif alümina vb. gibi. |
Bu kimyasallar, farklı su arıtma prosesi kombinasyonları aracılığıyla proses suyunun farklı ihtiyaçlarını karşılayabilir, su kalitesinin üretim standartlarına uygun olmasını sağlayabilir, ekipman hasarı riskini azaltabilir ve üretim verimliliğini artırabilir.
2.3 Sirkülasyonlu Soğutma Suyu Arıtımında Kullanılan Kimyasallar ve Prensipler
Sirkülasyonlu soğutma suyu arıtımı, özellikle soğutma suyu sistemlerinin ekipman ve proseslerin soğutulmasında yaygın olarak kullanıldığı birçok endüstriyel tesiste (kimya tesisleri, enerji santralleri, çelik fabrikaları vb.) endüstriyel su arıtımının çok önemli bir parçasıdır. Sirkülasyonlu soğutma suyu sistemleri, büyük su hacimleri ve sık sirkülasyon nedeniyle kireçlenme, korozyon, mikrobiyal büyüme ve diğer sorunlara karşı hassastır. Bu nedenle, bu sorunları kontrol altına almak ve sistemin istikrarlı çalışmasını sağlamak için etkili su arıtma yöntemleri kullanılmalıdır.
Sirkülasyonlu soğutma suyu arıtma işlemi, sistemde kireçlenmeyi, korozyonu ve biyolojik kirlenmeyi önlemeyi ve soğutma verimliliğini sağlamayı amaçlar. Soğutma suyundaki ana parametreleri (pH, sertlik, bulanıklık, çözünmüş oksijen, mikroorganizmalar vb.) izleyin ve hedefli arıtma için su kalitesi sorunlarını analiz edin.
| Pıhtılaştırıcılar ve topaklaştırıcılar: | PAC, PAM, PDADMAC, poliaminler, alüminyum sülfat vb. gibi. |
| Yumuşatıcılar: | kireç ve sodyum karbonat gibi. |
| Dezenfektanlar: | TCCA, SDIC, kalsiyum hipoklorit, ozon, klor dioksit vb. gibi. |
| pH düzenleyiciler: | Aminosülfonik asit, sodyum hidroksit, kireç, sülfürik asit vb. gibi. |
| Metal iyon gidericiler: | EDTA, İyon değişim reçinesi |
| Kireç önleyici: | organofosfatlar, organofosfor karboksilik asitler, vb. |
| Adsorbentler: | Aktif karbon, aktif alümina vb. gibi. |
Bu kimyasallar ve arıtma yöntemleri, kireçlenmeyi, korozyonu ve mikrobiyal kirlenmeyi önlemeye, soğutma suyu sisteminin uzun vadeli istikrarlı çalışmasını sağlamaya, ekipman hasarını ve enerji tüketimini azaltmaya ve sistem verimliliğini artırmaya yardımcı olur.
2.4 Atık Su Arıtımında Kullanılan Kimyasallar ve Prensipler
Endüstriyel atık su arıtma süreci, atık suyun özelliklerine ve arıtma hedeflerine göre, esas olarak ön arıtma, asit-baz nötralizasyonu, organik madde ve askıda katı madde uzaklaştırma, ara ve ileri arıtma, dezenfeksiyon ve sterilizasyon, çamur arıtma ve geri dönüşümlü su arıtma olmak üzere birden fazla aşamaya ayrılabilir. Her aşama, atık su arıtma sürecinin verimliliğini ve eksiksizliğini sağlamak için farklı kimyasalların birlikte çalışmasını gerektirir.
Endüstriyel atık su arıtımı, emisyon standartlarını karşılamak ve çevre kirliliğini azaltmak amacıyla fiziksel, kimyasal ve biyolojik olmak üzere üç ana yönteme ayrılır.
Fiziksel yöntem:çökelme, filtrasyon, flotasyon vb.
Kimyasal yöntem:Nötralizasyon, redoks, kimyasal çökelme.
Biyolojik yöntem:aktif çamur yöntemi, membran biyoreaktör (MBR) vb.
Yaygın kimyasallar şunlardır:
| Pıhtılaştırıcılar ve topaklaştırıcılar: | PAC, PAM, PDADMAC, poliaminler, alüminyum sülfat vb. gibi. |
| Yumuşatıcılar: | kireç ve sodyum karbonat gibi. |
| Dezenfektanlar: | TCCA, SDIC, kalsiyum hipoklorit, ozon, klor dioksit vb. gibi. |
| pH düzenleyiciler: | Aminosülfonik asit, sodyum hidroksit, kireç, sülfürik asit vb. gibi. |
| Metal iyon gidericiler: | EDTA, İyon değişim reçinesi |
| Kireç önleyici: | organofosfatlar, organofosfor karboksilik asitler, vb. |
| Adsorbentler: | Aktif karbon, aktif alümina vb. gibi. |
Bu kimyasalların etkin kullanımı sayesinde, endüstriyel atık sular standartlara uygun şekilde arıtılıp deşarj edilebilmekte, hatta yeniden kullanılabilmekte, böylece çevre kirliliği ve su kaynakları tüketimi azaltılmaktadır.
2.5 Geri Dönüştürülmüş Su Arıtımında Kullanılan Kimyasallar ve Prensipler
Geri dönüştürülmüş su arıtımı, endüstriyel atık suların arıtıldıktan sonra yeniden kullanılmasını sağlayan bir su kaynakları yönetim yöntemidir. Su kaynaklarının giderek azalmasıyla birlikte, birçok endüstriyel alan geri dönüştürülmüş su arıtımı önlemlerini benimsemiştir; bu önlemler sadece su kaynaklarını korumakla kalmaz, aynı zamanda arıtma ve deşarj maliyetlerini de düşürür. Geri dönüştürülmüş su arıtımının anahtarı, atık sudaki kirleticileri gidererek su kalitesinin yeniden kullanım gereksinimlerini karşılamasını sağlamaktır; bu da yüksek işlem hassasiyeti ve teknoloji gerektirir.
Geri dönüştürülmüş su arıtma süreci esas olarak aşağıdaki temel adımları içerir:
Ön işlem:PAC, PAM vb. kullanarak büyük partikül halindeki kir ve yağları uzaklaştırın.
pH ayarı:pH'ı ayarlamak için yaygın olarak kullanılan kimyasallar arasında sodyum hidroksit, sülfürik asit, kalsiyum hidroksit vb. bulunur.
Biyolojik tedavi:Organik maddeyi uzaklaştırmak, mikrobiyal bozunmayı desteklemek, amonyum klorür, sodyum dihidrojen fosfat vb. kullanmak.
Kimyasal işlem:Organik maddelerin ve ağır metallerin oksidatif olarak uzaklaştırılması; yaygın olarak ozon, persülfat, sodyum sülfür vb. kullanılır.
Membran ayırma:Çözünmüş maddeleri uzaklaştırmak ve su kalitesini sağlamak için ters ozmoz, nanofiltrasyon ve ultrafiltrasyon teknolojilerini kullanın.
Dezenfeksiyon:Mikroorganizmaların giderilmesi için klor, ozon, kalsiyum hipoklorit vb. kullanılır.
İzleme ve ayarlama:Yeniden kullanılan suyun standartlara uygun olduğundan emin olun ve ayarlamalar için regülatörler ve izleme ekipmanları kullanın.
Köpük gidericiler:Sıvının yüzey gerilimini azaltarak ve köpüğün stabilitesini bozarak köpüğü bastırır veya ortadan kaldırırlar. (Köpük gidericilerin uygulama alanları: biyolojik arıtma sistemleri, kimyasal atık su arıtımı, ilaç atık su arıtımı, gıda atık su arıtımı, kağıt üretimi atık su arıtımı vb.)
Kalsiyum hipoklorit:Amonyak azotu gibi kirleticileri uzaklaştırırlar.
Bu işlemlerin ve kimyasalların uygulanması, arıtılmış atık suyun kalitesinin yeniden kullanım standartlarını karşılamasını sağlayarak, endüstriyel üretimde etkin bir şekilde kullanılmasına olanak tanır.
Endüstriyel su arıtımı, modern endüstriyel üretimin önemli bir parçasıdır. Süreci ve kimyasal seçimi, belirli süreç gereksinimlerine göre optimize edilmelidir. Kimyasalların rasyonel kullanımı, yalnızca arıtma etkisini iyileştirmekle kalmaz, aynı zamanda maliyetleri düşürür ve çevre üzerindeki etkiyi azaltır. Gelecekte, teknolojinin ilerlemesi ve çevre koruma gereksinimlerinin artmasıyla birlikte, endüstriyel su arıtımı daha akıllı ve yeşil bir yönde gelişecektir.