tekstİl terbİye İŞletmelerİnde su kalİtesİ ve

TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI Dr.Hüseyin Aksel EREN


1

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 Tekstil 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.

DÖNEM ÖDEVİ Aşağıdaki 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)



2

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.



3

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.



4

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.



5

Suyun Kimyasal Özellikleri

Suyun başlıca kimyasal özellikleri: pH, Asitlik, Alkalinite ve Sertlik 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



6

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 Korozyona neden olmamalı Temiz buhar eldesine olanak vermelidir.

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



7

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.



8

IV- Su sertliği İşletme 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. 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: Boutron-Boudet yöntemine göre su sertliği tayini (sabun metodu) EDTA ile sertlik tayini 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



9

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 Etilen 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. 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.



10

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



11

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.



12

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.



13

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.



14

TEKSTİL TERBİYE İŞLETMELERİNDE SU KALİTESİ VE HAZIRLANMASI Dr.Hüseyin Aksel EREN Bu işlemlerde amaç bulanıklığın, süspansiyon maddelerin ve organik maddelerin giderilmesidir. Ancak 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.



15

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



16

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. C5H7O2N + 5O2 4CO2 + HCO3

- + NH4+ + H2O

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. 2Mn+2 + O2 + HCO3

- 2MnO2 + 4CO2 + 2H2O



17

+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.



18

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.

6NaAlO2 + Al2(SO4)3 + 12H2O 8Al(OH)3 + 3 Na2SO4 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.



19

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



20

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 Na2SO3 + O2 2Na2SO4

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. CaCO3 + CO2 + H2O Ca(HCO3)2 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).



21

Havalandırma işlemi, atmosfer basıncında püskürtme (pulverizasyon) veya basınç altında suyun her tarafına temas edecek şekilde sıkıştırılmış havanın üflenmesi şeklinde yapılmaktadır. 4 Fe(HCO3)2 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3 + 8CO2

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.

2Mn(HCO3)2 + O2 2MnO2 + H2O + 4CO2 Oluşan MnO2 (Mn+4 ) çökerek demir iyonuyla birlikte giderilmektedir. Mn+2 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



22

Anorganik iyon değiştiriciler Yapay esaslı iyon değiştiriciler Tam tuzsuzlaştırma işlemi Amonyum iyon değiştiricisi Kısmi tuzsuzlaştırma Karbon değiştiricileri

1- Çöktürme yöntemleri

Çöktürme 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

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.



23

Çöktürme reaksiyonları şu şekildedir: Ca++ + 2HCO3

- + Ca+2 + 2OH- 2CaCO3 + 2H2O (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 MgCl2 + Ca(OH)2 Mg(OH)2 + CaCl2 9 ve 10 no’lu reaksiyonlarda oluşan CaSO4 ve CaCl2 suda çözünürse de 2 ve 3 no’lu

reaksiyonlarla giderilebilmektedir. Ayrıca suda çözünmüş halde bulunan serbest CO2 gazı ve Fe+2 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.

Ca(OH)2 + Na2CO3 CaCO3 + 2NaOH 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.

Ca(HCO3)2 + 2NaOH CaCO3 + Na2C03 + 2H20 Mg(HCO3)2 + 4NaOH Mg(OH)2 + 2Na2C03 + 2H20

MgS04 +2NaOH Mg(OH)2 + Na2S04 MgCl + 2NaOH Mg(OH)2 + 2NaCl C02 + 2NaOH Na2C03 + H2O

CaSO4 + Na2C03 CaCO3 + Na2SO4



24

CaCl2 + Na2C03 CaCO3 + 2NaCl 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.



25

e- Karbonat sertliğinin giderilmesi

Çöktürme 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 MgSO4 + Ca(OH)2 → Mg(OH)2 + CaSO4 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. 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.



26

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



27

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

Anorganik (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.

Yapay olanlar sadece soğuk su ile işleme sokulurlarken doğal olanlar 35OC 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.



28

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



29

Katyonik değiştiriciler ile anyonik değiştiricilerin kombine edilmesi ile suda bulunan tuzların tamamının giderilmesi mümkündür.

Katyonik 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

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



30

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. (SD-Perrautit,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



31

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.



32

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:



33

Su önce kuvvetli asidik katyon değiştirici reçineden (SAC-Na) geçirilip daha sonra pH'sı 3.8 oluncaya kadar belirli derişimdeki asit çözeltisi ilave edilmektedir.

Asit 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.

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: Ca++ + 2HCO3

- + Ca+2 + 2OH- 2CaCO3 + 2H2O (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 MgCl2 + Ca(OH)2 Mg(OH)2 + CaCl2 9 ve 10 no’lu reaksiyonlarda oluşan CaSO4 ve CaCl2 suda çözünürse de 2 ve 3 no’lu

reaksiyonlarla giderilebilmektedir. Ayrıca suda çözünmüş halde bulunan serbest CO2 gazı ve Fe+2 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.



34

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.



35

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.



36

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. Endüstride tüketilen su 200 milyar m3 olup bunun sadece 2.5 milyar m3’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)



37

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.



38

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

Documents