Doğru Su Arıtma Bir Soğutma Kulesinin Cankurtaran Halatıdır*
Çeviri: Hüseyin BULGURCU
*Bu makale, Culligan Industrial Water'daki endüstriyel su ekibi tarafından sağlanmıştır. Culligan Industrial Water, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki endüstriyel ve ticari işletmeler için su arıtma sistemleri tasarlar, üretir, kurar ve bakımını yapar.
Su evrensel bir çözücüdür ve bu nedenle yüksek konsantrasyon- larda mineralleri ve tortuları çözebilir ve tutabilir. Aynı zamanda ısının transferi ve uzaklaştırılması için mükemmel bir ortamdır. Soğutma kulesi sistemleri için verimli ısı giderme hem tasarım hem de işletim için bir gerekliliktir. Bu makale, soğutma kulesi suyuyla ilişkili üç temel sorunu önlemek için mevcut bazı su arıtma yöntemlerine bir göz atmaktadır:
- kireç/birikme,
- korozyon,
- mikrobiyal büyüme
Soğutma ortamı olarak kullanıldığında, soğutma kulelerinden geçen su, çözünmüş kirleticileri uzaklaştırmak için arıtılmalıdır. Su sıcaklığı yükseldikçe, içerdiği çözünmüş kirleticilerin davranışı ve hatta kimyasal yapısı değişir. Arıtılmazsa su, tortular bırakarak kireçlenmeye, kirlenmeye ve korozyona neden olur. Sonuç, soğutma kulesinin verimsizliği ile birlikte bir ısı transferi kaybıdır.
Ek olarak, ılık, kirlenmiş su, mikroorganizmaların büyümesi için birinci sınıf bir ortam yaratır. Bakterilerle kirlenmiş soğutma kulesi sürüklenmesi, bir Lejyoner hastalığı kaynağı olarak gösterildi ve arıtılmamış soğutma kulesi suyunu bir sağlık tehlikesi haline getirdi. Soğutma kuleleri için kapsamlı su arıtma sistemleri genellikle su yumuşatma, fiziksel su filtreleme ve kimyasal su arıtmanın bir kombinasyonundan oluşur. Yumuşatma ve fiziksel su filtrasyonu, zararlı mineral birikintilerini ve partikülleri gidermek için gerekirken, biyositler ve yosun öldürücüler gibi kimyasal su arıtma işlemleri mikrobiyolojik büyümeleri önlemek için çalışır.
İyi ve kapsamlı bir su arıtma sistemi, bakım maliyetlerini düşürmeye, su tüketimini düşürmeye ve enerji maliyetlerini düşürmeye yardımcı olabilir. Tesisler, yüksek kaliteli tamamlama suyu kullanarak, genellikle blöf veya soğutma kulesi boşaltma sıklığını azaltabilir.
Soğutma Kulelerinde Kireçlenme ve Tortu Önleme
Boruların, pompaların ve ekipmanların içinde kireç oluştuğunda, soğutma kulesinin ömrü kısalır. İşte bu sorunun arkasındaki bilim: Bazı bileşikler suda tamamen çözünür olabilse de (yani kalsiyum karbonat), su ısındıkça bu bileşikler kristalleşmeye ve boruların ve ekipmanın yüzeyinde çökelmeye başlar. Bir kez oluştuktan sonra, kireç tortuları kristalleşmeye ve hızlandırılmış bir oranda büyümeye devam eder. Kaynak suyunun sert olduğu veya yüksek düzeyde kalsiyum ve magnezyum (kalsiyum karbonat) içerdiği jeolojik alanlarda, kireçlenmeyi önlemek için tipik olarak yumuşatma gerekir.
Yüksek düzeyde kalsiyum karbonat içeren su, bakır borularda ve ısı değişim yüzeylerinde kireç birikmesine neden olacaktır. Kireç tortuları biriktikçe su akışı kısıtlanır ve ısı etkin bir şekilde aktarılmaz. Bu, daha yüksek enerji maliyetlerine ve ekipmanda daha fazla aşınmaya neden olur. Fiziksel ekipmanla işleme ek olarak, takviye suyuna kireç önleyici su arıtma kimyasalları da eklenebilir.
Kireç biriktiren minerallere benzer şekilde, kirlenmeyi önlemek için silt veya tortu gibi partiküller fiziksel filtreleme ile uzaklaştırılmalıdır. Partiküller, bir soğutma sistemine takviye suyu, korozyon ve hatta hava kaynaklı kontaminasyon yoluyla girebilir.
Sudaki tortuyu başarılı bir şekilde önlemek ve istenmeyen partikülleri gidermek için, genellikle basınçlı filtrelerle birlikte sıcak proses suyu yumuşatıcılar kullanılır. Ters ozmos veya çok ortamlı filtreleme sistemleri gibi basınçlı filtreler, ısı kaybını önlerken yüksek sıcaklıkta su filtrelemesine izin verir. Her sistem için tam servis akış hızı ve dakika başına galon filtreleme kapasitesi, filtrenin fiziksel boyutuna ve kullanılan filtreleme ortamının türüne (yani antrasit, kum, granat, vb.) bağlı olarak değişecektir.
Partikül tortularını azaltan etkili bir su filtreleme sistemi, soğuk su havuzunun ömrünü uzatacak ve su arıtma kimyasal maliyetlerini azaltacaktır. En iyi filtreleme yöntemi hem yıkama atığını azaltan hem de organik ve inorganik partikülleri ortadan kaldıran yöntemdir.
Korozyon Önleyiciler Soğutma Kulesinin Ömrünü Uzatmaya Yardımcı Olur
Korozyon yönetimi, boruları ve ekipmanı birinci sınıf çalışma koşullarında tutmak ve bir soğutma kulesinin ömrünü uzatmak için çok önemlidir. Soğutma kulesi boruları ve ekipmanındaki korozyon, birçok faktörden kaynaklanabilir ve büyük ölçüde besleme suyu özelliklerine ve sistemin metalurjisine bağlıdır.
Örneğin:
- Yüksek klorür konsantrasyonları pas- lanmaz çelik borularda korozyona neden olur.
- Amonyum iyonları pirince zarar verir.
- Sülfür açısından zengin su, bakır borularda korozyona neden olur.
Ülkenin suyun daha yumuşak olduğu bölgelerde korozyon özellikle önemlidir. Doğal olarak yumuşak su, düşük pH seviyesine ve yüksek asitliğe sahip olma eğilimindedir ve bu da onu oldukça aşındırıcı hale getirir. İdeal alkalilik seviyesine sahip suda bile, yüksek konsantrasyonlarda askıda katı madde mevcutsa, su oldukça aşındırıcı olacaktır ve ekipman çukurlar oluşturmaya başlayabilir.
Her durumda, tortu giderme için su filtrasyonu kullanılmalı ve iyi bir korozyon önleyici düşünülmelidir. Fosfat inhibitörleri asitliği nötralize etmek ve suyu aşındırıcı aralığın dışında tutmak için başarıyla kullanılmıştır, metal boruları ve soğutma kulesi dağıtım sistemlerini korur.
Kapalı devre soğutma sistemleri için, kimyasal korozyon inhibitörlerine alternatif olarak mekanik ve kimyasal hava giderme düşünülebilir. Hava giderme, tipik olarak katalize edilmiş sodyum sülfit yardımıyla oksijeni sudan fiziksel olarak uzaklaştırarak çalışır. Hava tahliyesinin pratik olmadığı açık çevrimli soğutma kulelerinde, korozyonu kontrol etmek için tipik olarak fosfatlar kullanılır.
Endüstriyel Sular için Mikrobiyal Kontrol
Kirlenmeyi önlemek için etkili bir mikrobiyolojik kontrol programı gereklidir. Mikrobiyolojik büyüme veya “biyofilmler” ile ilgili problemler varsa, biyositlerle kimyasal arıtma düşünülmelidir. Ekipmanın fiziksel verimliliğinin azalmasına ek olarak, hidrojen sülfür ve organik asitler gibi mikrobiyolojik yan ürünler biyofilmlerde yoğunlaşabilir ve korozyonu hızlandırabilir.
Gerekli biyosit türü, büyük ölçüde yerel su kimyasına ve soğutma kulesi sisteminin metalurjisine bağlı olacaktır. Biyositler oksitleyici veya oksitleyici olmayabilir. Oksitleyici biyositlerin örnekleri arasında ozon, klor, iyot ve brom bulunur. Bunlardan ozon, yerinde bir jeneratörün kullanılmasını gerektirdiğinden uygulanması en maliyetli olanıdır. Klor en uygun maliyetli ve yaygın olarak kullanılan biyosittir, ancak klorür paslan- maz çelik için aşındırıcı olduğundan paslanmaz çelik sistemlerinde kaçınılmalıdır.
Oksitleyici olmayan biyositler, mikrobiyal popülasyonları hedeflemek için soğutma kulesi besleme suyuna eklenebilecek çeşitli organik malzemelerden oluşur.
Soğutma Kulesi Ömrünü Uzatma
Sonuç olarak, her duruma uyan kapsamlı bir soğutma suyu arıtma programı yoktur. Bir soğutma kulesinin, pompanın ve ısı eşanjörlerinin ömrünü uzatmak için kullanılacak en iyi su filtreleme ve kimyasal su arıtma türü büyük ölçüde şunlara bağlı olacaktır:
- Besleme suyu kaynağı.
- Besleme suyundaki ham kirleticiler.
- İstenilen kalitede makyaj suyu.
- Su sıcaklığı, hızı ve akış gereksinimleri.
Soğutma kuleleri için etkili bir su arıtma sistemi kurmak, yerel su kimyası hakkında bilgi, fiziksel su filtreleme ve kimyasal su arıtmanın birlikte nasıl çalıştığının anlaşılması ve tutarlı izleme sunma becerisi gerektirir. Düzgün yapıldığında kapsamlı bir su arıtma sistemi, verimliliğin artmasını ve maliyet tasarrufu sağlar.
