- Su arıtımı, kirlenmiş sudan istenmeyen kimyasalların, biyolojik kirleticilerin, askıda katı maddelerin ve gazların uzaklaştırılması işlemidir.
- Bu işlemin amacı, belirli bir amaca uygun su elde etmektir. Suyun büyük bir kısmı insan tüketimi (içme suyu) için dezenfekte edilir, ancak su arıtımı; tıbbi, farmakolojik, kimyasal ve endüstriyel uygulamaların gereksinimlerini karşılamak gibi çeşitli başka amaçlar için de tasarlanabilir.
- Genel olarak kullanılan yöntemler arasında; filtrasyon, çöktürme ve damıtma gibi fiziksel işlemler; yavaş kum filtreleri veya biyolojik olarak aktif karbon gibi biyolojik işlemler; flokülasyon ve klorlama gibi kimyasal işlemler ile ultraviyole ışık gibi elektromanyetik radyasyon kullanımı yer alır.
- Su arıtma süreci, askıda katı maddeler, parazitler, bakteriler, algler, virüsler, mantarlar ve yağmur olarak düştükten sonra suyun temas ettiği yüzeylerden kaynaklanan çeşitli çözünmüş ve askıdaki maddeler dahil olmak üzere partikül madde yoğunluğunu azaltabilir.
- İçme suyu kalitesi standartları genellikle hükümetler veya uluslararası standartlar tarafından belirlenir. Bu standartlar genellikle sudan yapılacak kullanıma göre kirleticilerin minimum ve maksimum konsantrasyonlarını belirler.
- Suyun uygun kalitede olup olmadığını görsel inceleme ile belirlemek mümkün değildir. Kaynatma ya da ev tipi aktif karbon filtre kullanımı gibi basit yöntemler, bilinmeyen bir kaynaktan gelen suda bulunabilecek tüm olası kirleticileri gidermek için yeterli değildir. 19. yüzyılda pratikte güvenli kabul edilen doğal kaynak suları bile, günümüzde hangi tür arıtmanın gerekli olduğuna (varsa) karar verilmeden önce mutlaka test edilmelidir. Kimyasal ve mikrobiyolojik analizler pahalı olsa da, uygun arıtma yöntemine karar verebilmek için gerekli bilgiyi sağlayan tek yoldur.
- Yeraltı suyu
Bazı derin yeraltı suyu kaynaklarından çıkan su, onlarca, yüzlerce hatta binlerce yıl önce yağmur olarak düşmüş olabilir. Toprak ve kaya katmanları, yeraltı suyunu doğal olarak yüksek berraklıkta filtreler ve genellikle yalnızca ikincil dezenfektan olarak klor veya kloramin eklenmesi dışında ek bir işleme ihtiyaç duyulmaz. Bu tür sular kaynak, artezyen kaynağı olarak yüzeye çıkabilir ya da sondaj kuyularından çekilebilir. Derin yeraltı suları genellikle çok yüksek bakteriyolojik kaliteye sahiptir (yani patojen bakteriler veya patojen protozoalar genellikle bulunmaz), ancak kalsiyum ve magnezyumun karbonatları ve sülfatları başta olmak üzere çözünmüş katı maddeler bakımından zengin olabilir. Suyun geçtiği jeolojik katmanlara bağlı olarak, klorür ve bikarbonat gibi diğer iyonlar da bulunabilir. Bu tür suyun içme, yemek pişirme ve çamaşır yıkama gibi kullanımlar için uygun hale getirilmesi amacıyla demir veya manganez içeriğinin azaltılması gerekebilir. Ayrıca birincil dezenfeksiyon da gerekli olabilir. Yeraltı suyu beslemesinin uygulandığı durumlarda (yani nehir suyunun bolluk zamanlarında bir yeraltı akiferine enjekte edilerek kurak dönemlerde kullanılmak üzere depolanması), söz konusu su, ilgili devlet ve ulusal düzenlemelere bağlı olarak ek arıtma gerektirebilir.
Yüksek Kesim Gölleri ve Barajlar
Genellikle nehir sistemlerinin kaynak bölgelerinde yer alan yüksek rakımlı rezervuarlar, çoğunlukla insan yerleşiminin üzerinde konumlandırılır ve kontaminasyon riskini azaltmak amacıyla çevresinde koruma bölgeleri bulunabilir. Bu tür kaynaklarda bakteri ve patojen seviyeleri genellikle düşüktür, ancak yine de bazı bakteri, protozoa veya algler bulunabilir. Yüksek rakımlı alanlar ormanlık ya da turbalık ise, suya humik asitler karışarak suyun rengini değiştirebilir. Ayrıca birçok yüksek rakımlı kaynak düşük pH değerine sahiptir ve bu durumun düzeltilmesi için pH ayarlaması gerekebilir.
Nehirler, Kanallar ve Düşük Arazi Rezervuarları
Düşük kara yüzeyi suları önemli bir bakteriyel yük taşıyacak ve ayrıca algler, askıda katı maddeler ve çeşitli çözünmüş bileşenler içerebilir.
Atmosferik Su Üretimi
Hava soğutularak su buharının yoğunlaştırılmasıyla yüksek kaliteli içme suyu sağlayabilen yeni bir teknoloji.
Yağmur Suyu Hasadı veya Sis Toplama
Atmosferden su toplar ve özellikle belirgin kuru mevsimleri olan bölgelerde ve az yağmur yağsa bile sis yaşayan bölgelerde kullanılabilir.
Deniz Suyunun Tuzdan Arındırılması
Deniz suyunun damıtma veya ters osmoz ile tuzdan arındırılması.
Yüzey Suyu
Atmosfere açık olan ve yeraltı suyu olarak belirlenmemiş tatlı su kütlelerine yüzey suları denir.
Su arıtma, suyu içme, endüstriyel veya tıbbi gibi nihai kullanıma daha uygun hale getiren sanayi ölçeğindeki süreçleri tanımlar.
Su arıtımı, kampçılar ve diğer vahşi alanlarda bulunan insanların uyguladığı küçük ölçekli su sterilizasyonundan farklıdır. Su arıtma, mevcut su kirleticilerini ortadan kaldırmalı veya konsantrasyonlarını öyle bir şekilde azaltmalıdır ki su, tortulama ve filtrasyon gibi istenen işlemler ve dezenfeksiyon ve koagülasyon gibi kimyasal işlemler için uygun hale gelsin.
Biyolojik süreçler atık suyun arıtılmasında kullanılır ve bu süreçler arasında örneğin havalandırmalı lagünler, aktif çamur veya yavaş kum filtreleri bulunabilir.
- Su arıtma, kirleticilerin işlenmemiş sudan çıkarılarak, genellikle insan tüketimi için en kritik kullanım alanlarına uygun, yeterince saf içme suyu üretmektir.
- İçme suyu arıtma sürecinde çıkarılan maddeler arasında askıda katılar, bakteriler, algler, virüsler, mantarlar, demir, manganez ve kükürt gibi mineraller ve gübreler gibi diğer kimyasal kirleticiler bulunur.
- Aşağıdaki işlemlerden seçilen bir kombinasyon, dünya genelinde belediye içme suyu arıtımında kullanılmaktadır.
- Ön klorlama – alg kontrolü ve herhangi bir biyolojik büyümeyi durdurmak için.
- Havalandırma – Çözünen demir ve manganezin giderilmesi için ön klorlama ile birlikte.
- Koagülasyon – flokülasyon için
- Koagülant yardımcıları, aynı zamanda polielektrolitler olarak da bilinir – koagülasyonu iyileştirmek ve daha kalın flok oluşumu için.
- Çökelti – katıların ayrılması için, yani flokta sıkışmış askıda katıların giderilmesi
- Filtrasyon – sudan parçacıkları uzaklaştırma
- Tuzdan arındırma – sudan tuzun çıkarılması işlemi.
- Dezenfeksiyon – bakterileri öldürmek için
- Herhangi bir su türü için benzersiz bir çözüm (işlem seçimi) yoktur. Ayrıca, farklı kaynaklardan gelen su için süreçler şeklinde çözümü standartlaştırmak zordur.
- Farklı mevsimlerde her su kaynağı için uygun süreçlere ulaşmak amacıyla arıtılabilirlik çalışmaları yapılmalıdır.
- İçme suyu arıtma teknolojileri iyi geliştirilmiştir ve birçok su hizmeti (kamusal veya özel) tarafından kullanılan genel tasarımlar mevcuttur.
- Ayrıca, birçok özel şirket patentli teknolojik çözümler sunmaktadır. Gelişmiş dünyada su ve atık su arıtımının otomasyonu yaygındır.
- Sermaye maliyetleri, mevcut işletme maliyetleri, kalite izleme teknolojileri ve yerel olarak mevcut beceriler genellikle benimsenen otomasyon seviyesini belirler.
- Endüstriyel su arıtımının iki ana süreci kazan suyu arıtımı ve soğutma suyu arıtımıdır.
- Uygun su arıtımının olmaması, borularda ve kazan evlerinde katıların ve bakterilerin tepkimeye girmesine neden olabilir. Buhar kazanları, tedavi edilmediğinde tortu veya korozyondan muzdarip olabilir, bu da zayıf ve tehlikeli makinelere yol açar, tortu birikintileri verimlilikteki düşüş nedeniyle aynı miktarda suyu ısıtmak için ek yakıt gerektirebilir.
- Kalitesiz kirli su, Legionella gibi bakterilerin üremesi için bir üreme alanı haline gelebilir ve bu da halk sağlığı için bir risk oluşturur.
- Doğru tedavi ile, sanayi tesislerindeki atık suyun önemli bir kısmı yeniden kullanılabilir olabilir.
- Bu, üç şekilde tasarruf sağlayabilir: daha düşük su tüketimi için daha düşük ücretler, deşarj edilen atık suyun daha küçük hacmi için daha düşük ücretler ve geri dönüştürülmüş atık sudaki ısı geri kazanımı nedeniyle daha düşük enerji maliyetleri.
Ters Osmoz
Ters ozmoz (Reverse Osmosis – RO), yarı geçirgen bir membran kullanan bir su arıtma teknolojisidir. Bu membran teknolojisi, teknik olarak klasik bir filtrasyon yöntemi değildir. Ters ozmozda, kimyasal potansiyel gibi bir termodinamik parametreyle yönlendirilen koligatif bir özellik olan ozmotik basınca karşı koymak için dışarıdan basınç uygulanır.
Ters ozmoz, çözeltiden birçok molekül ve iyonu uzaklaştırabilir; hem endüstriyel süreçlerde hem de içme suyu üretiminde kullanılır. Bu işlem sonucunda çözeltideki çözünen maddeler membranın basınçlı tarafında tutulur, saf çözücü ise diğer tarafa geçebilir.
“Seçici” olabilmesi için bu membran, büyük molekül veya iyonların gözeneklerden geçmesine izin vermemeli, ancak çözeltinin küçük bileşenleri (örneğin çözücü) serbestçe geçebilmelidir.
