http://www.aldag.com.tr/ 

 

Kireçlenme Mekanizması ve Kireçlenmeye Karşı Koruma

05 Eyl 1995

Bu doğal koşullarda herhangi bir değişiklik yapılırsa (mesela sıcaklık yükselmesi, basınçta değişim, çözünmüş madde konsantrasyonla-rındaki yükselme gibi) denge de bozulur ve sudaki bazı elemanlar çözünürlük sınırlarına ulaşırlar. Oluşan katı parçacıklar ise depot oluşturmak üzere biraraya gelirler. Bu tip etkilerin sonunda (özellikle de sıcaklığın yükselmesiyle) tart ve kireçlenme başlayabilir. Örnek olarak 4 kişilik bir ailenin 5 senede kullanmış olduğu suyun içinde 300 kg kireç olduğunu düşünecek olursak, (su sertliğinin 28 °f ve kişi başına günlük su tüketiminin 150 litre olduğu kabulü ile) duşların sıcak su hatlarının neden sık sık tıkandığını, muslukların neden su kaçağı yaptığını, çamaşırların yumuşaklığının neden kaybolduğunu, sofra takımlarının ve özellikle de çatal-bıçak-ka-şıkların neden donuklaşarak inatlaştığını ve beyaz eşyaların (çamaşır, bulaşık makineleri...) neden sürekli arıza yaptığını'daha rahat anlayabiliriz.

 

Tablo 1. Malzemelerin Termik

İletkenlikleri

 

Malzeme

Termik İletkenlik

 

(W/mhK)

Karbon çeliği

17,5

Bakır

235

Sülfat kireçleri

1-3,5

Karbonat kireçleri

0,5- 1,5

Silis kireçleri

0,3 - 0,6

 

Tablo 2. Kireçlenmeye Karşı Malzemelerin Sınıflandırılması

Malzeme

Kirecin bağlanabilmesi

Siyah çelik

Kolayca

Döküm

Kolayca

Galvanize çelik

Kolayca

Paslanmaz Çelik

Çok zor

Alüminyum bileşimleri

Çok kolayca

Bakır

Çok kolayca

Bronz ve pirinç

Kolayca

Polarize edilmiş sentez malzemeler

 

(PVC, PVCC)

Çok kolayca

Polarize edilmemiş sentez malzemeler

 

(PE, PER, PB, PTFE)

Çok zor

 

 Bu tip kireç tortularının oluşumuna bağlı olarak ortaya çıkan istenmeyen durumlar özetle aşağıda belirtilmiştir:

- Devrelerin iç çaplarının küçülerek su geçişlerini engellemesi ve devrenin basınç kayıplarının artmasından dolayı tesisatın hidrolik özelliklerin bozulmasI -Borulamanın veya cihazların tıkanması.

-Ayar ve kapama muslukların bloke olması.

-Güvenlik organlarının (sübap vb.) bloke olması.

-Isı iletim elemanlarının iç cidar kalınlıklarının artması ile termik alışverişin düşmesi Kötü soğutma, anormal genleşme, sızıntılara kadar giden metal yorgunluğunun gerçekleşmesi.

-Yüzeylerde gözeneklerin oluşması (tortuların kristalleşmesinin tam olarak gerçekleşmediği durumlarda), mikroorganizmaların kolaylıkla üre-yebilmesi-korozyona elverişli bir hale gelmesi (Tablo-2).

 

A) TARTR OLUŞUMU DOĞURAN BAŞLICA ELEMENTLER

 

Tartr oluşumu doğuran elementler genelde az çözünen mineral tuzlan veya kararsız mineral tuzlardır. Bunların en sık karşılaşılanları aşağıdadır:

 

1- Toprak-Alkali Bikarbonatları:

 

Kalsiyum ve magnezyum bikarbonatlar (formülleri Ca(HC03)2 ve Mg(HC03)2'dir) kararsız tuzlardır ve kolaylıkla dekpmpoze olabilirler: Ca(HC03)2 -»CAC03 + C02 + H20 MG(HC03)2 -» Mg(OH)2 + C02 Ayrışma sonucu, çok az çözünen magnezyum hidroksit ve kalsiyum karbonat oluşumu ile birlikte C02 açığa çıkmaktadır.

Bu az çözünür tuzların sonucu olarak katı oluşumu ve çökme görülür. Üstelik bu ayrışma reaksiyonu, sıcaklık yükseldikçe hızlanır ve tamamlanmaya gider. Oluşan bu tartlara KARBONAT tartarları denir ki bunlar genelde gevrek, ezilgen, layca ezilip toz olan yapışmaya eğimli ve termik izolant işlevi yapan tartlardır.

Bu tip karbonat tartlarını elimine etmek için mekanik (kırma, fırçalama vb.) veya kimyasal (karbonat tartları hidroklorik asit içinde, HC1, tamamen çözünebilmektedir) yollar kullanılabilir.

Bir su örneğinin karbonat tartı oluşturup oluşturmayacağını (eğilimini) anlayabilmek için TH (Mg ve kireç tuzları toplamı) ve TAC (bikarbonatlar) değerlerine bakmak gerekir.

 

2-Kalsiyum Sülfat

 

Birçok mineral tuzun aksine, sıcaklık yükselmesi ile birlikte CaS04'ün çözünürlüğü giderek azalır. Doğal sularda kalsiyum ve sülfat derişimi limit değerlerin altındadır. Fakat eğer kalsiyum ve sülfat derişimi yükseltilecek olursa (örneğin su bu-harl rılması sonucu) kalsiyum sülfatın çözünürlük limit değerlerine ulaşılmış olur. Bu tuz ise çok sert-sı-kı, çok yapışık ve çok iyi termik izolasyon yaratan "SÜLFAT" tartını oluşturabilir. Bu sülfat tartlarını kimyasal yollarla elimine etmek çok zor değildir. Bir su numunesinin sülfat tartı yapmaya eğilimli olup olmadığını, o suyun TH veya TS04 (sülfat titri pratik olarak SAF ile klorür titri farkı alınarak yapılabilir) değerlerine bakarak anlamak mümkündür.

 

3-Silis

 

Aynı kalsiyum sülfat ve karbonatlarda olduğu gibi silis de belli şartlarda çökebilir. (Özellikle alkalinite-TAC açış n zayıf fakat derişimi ve sıcaklığı yüksek olan sularda). Böylece aşırı sert, bazen camsı bir görünüm kazanan ve çok yapışkan olan "SİLİS" tartı oluşumu başlayabilir. Bu tip silis tartlarını da kimyasal yollarla elimine etmek mümkündür.

 

4-Demir

 

Havanın oksidasyonu veya çözünmüş oksijenin etkisi ile demir oksitlenerek pasa dönüşebilir ki bu, seyrek olarak sirkülasyon devresinin belirli noktalarında toplanarak kolayca, ezilip kınlabilen, az yapışkan, kimyasal (hidroklorik asit veya sitrik asit) veya mekanik yollarla elimine edilebilen depotları oluşturur.

 

B) TARTR OLUŞUMLARINA KARŞI KORUMA

 

Tartr oluşumuna karşı yapılacak korumanın şekli, tartın yapısının fonksiyonu olarak değişir. Bazı tip tartlar için özel işlemler gerekiyorsa da genellikle aşağıdaki 3 durum söz konusudur:

-Tuzların konsantrasyonunu korumak (çözünürlük limitleri içinde)

-Arıtma (tartr oluşturabilecek elemanların sudan elimine edilmesi)

-Şartlandırma (suya reaktifler eklenerek çökme-çözünmeye karşı korumanın sağlanması)

Suyun tedavisi için yukandakilerden bir ya da birkaç tanesi aynı anda uygulanabilir. Bu koruma yolları aşağıda özetlenmiştir:

 

1-Arıtma İşlemi

 

a)Karbonat tartlarına karşı koruma;

 

-Toplam karbonatların elimine edilmesi için dekarbotasyon yapılabilir. (HCI ve H2S04 ilavesi ile).

-Toplam sertlik için sodyum permü-tasyonu ile yumuşatma gerekir.

-Karbonat sertliği için; iyon değiştirici reçine üzerinde yapılacak dekarbotasyon ile aynı zamanda bikarbonatlar da giderilir. (Kireç ilavesi kireç dekarbotasyonu ile).

 

b)Sülfat tartlarına karşı koruma;

 

Aynı şekilde sülfat tartı oluşumunu önlemek aşağıdaki eliminasyon metodu ile mümkün olacaktır;

-Toplam   sertlik   için;   sodyum permütasyonu ile yumuşatma.

-Sülfatlar için; toplam demineralizasyon.

 

c)Silis tartlarına karşı koruma; Silisin eliminasyonu ile silis tartlarına karşı korumadan emin olmak için;

 

-Sodyum alüminat, manganez ve magnezyum sülfat yardımı ile iyon değişimi yapılabilir.

 

2-Şartlandırma işlemi

 

Tartr oluşumunu önlemek amacı ile suyun şartlandırılması için;

-Dağıtıcı ajanlar; çökerek kireç oluşumuna neden olabilecek süspanse elementlere karşı önlem olarak kullanılır. Bunların arasında polifosfat-lar silikatlar ve organik dağıtıcılar (tanin, tannat ve lignosülfatlar) vardır.

- Alkalin ajanlar; az kireç yapıcı veya amorf oluşum yapan az çözünür maddelerin çökmesini engeller, (silis durumu vb.)

Sonuç olarak; suyun içinde bulunan kalsiyum, magnezyum vb. iyonların oluşturabileceği taş-tartar-kireç vb. kalıntılar istenmeyen durumlardır ve daha önce sözü edilen sakıncalara neden olurlar. Suyu bu gibi iyonlardan temizlemenin en ekonomik ve kullanışlı yolu olan yumuşatma, genelde reçine kullanılarak yapılan ve su sertliğinin "sıfır" seviyesine düşmesini sağlayan bir işlemdir. (Şekil-2).

Teknolojik su ıslahının ilk şartı, suyun sertliğini "sıfır"a indirmektir. Gerçek anlamda "sıfır" sertlikte su temin etmekle suyu kullanmadan önce, sertlik yönünden ıslah etmiş oluruz. Böylelikle de kireç oluşumunu önleyerek ne olduğu belirsiz ve gereksiz katkı maddelerini sisteme ilave etme gereği kalmaz.

Bunun yanı sıra su yumuşatma işleminde kullanılan reçineler çok kıymetli ve pahalı maddelerdir. Bugün fiyatları astronomik rakamlara ulaşan bu reçinelerin, yanlış seçilmiş bir cihaz yüzünden kapasitesinin düşmesi, kaçaklar yüzünden miktarının sürekli azalması, elektromeka-nik kontroldeki uygulama hataları yüzünden de tuz sarfiyatının artması, ekonomik olmayan koşulların doğması ve reçine kapasitesinin erken veya geç kullanılması gibi problemler çıkarması mümkündür.

 

Kim. Müh. İlbay ÇEP / ALTEK LTD.ŞTİ


Etiketler