HAVUZ SUYU KİMYASI± .pdf · 2010-02-19 · pH değeri bir suyun nötr asit ya da baz olueri bir...

HAVUZ SUYU KİMYASIHAVUZ SUYU KİMYASI

KİMYA Y. MÜH. ERDİNÇ İKİZOĞLU

E.Ü. MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ

BİYOMÜHENDİSLİK BÖLÜMÜ ÖĞRETİM GÖR.O Ü S Ö Ü Ü ÖĞ GÖ

Dengede Havuz Mutlu Havuzdur!

SU NEDİR?

SAF SU bir oksijen molekülü

ve iki hidrojen molekülüiçerir Saf suiçerir. Saf su,

RENKSİZDİRRENKSİZDİR

KOKUSUZDURTATSIZDIR

KATYONLAR

S d

ANYONLAR

Bik b t

KOLLOİDLER

Kil K T kGAZLAR

SodyumKalsiyumMagnezyum

BikarbonatKarbonatKlorür

Kil, Kum, Toprak

SilikatAmonyakKarbondioksitHidrojensülfürMagnezyum

PotasyumAlüminyum

KlorürFlorürNitrat

FerrikoksitAlüminyumoksitMagnezyumdioksit

HidrojensülfürHidrojenMetan

DemirManganezB k

FosfatHidroksitlerB tl

Magnezyumdioksit

Hümik asitler,Azot

OksijenBakırÇinkoKurşun

BoratlarSilikatlarSülfat

TaninlerOksijen

Kurşun

Amonyum

Sülfat

Nitrit

Hidrojen Sülfit

Sülfür

İ İ İ İCANLILAR

Virüsler

İNSAN KAYNAKLI KİRLİLİK

Vücut kiri, yağı ve teri

Bakteriler

M t l

Tükürük

İdrarMantarlar

Protozoalar

İdrar

Dışkı DİĞERLERİ

Algler

Böcekler

Kan

CerahatTarım İlaçları

Güb lBöcekler

Kuşlar

Cerahat

SümükGübreler

Korozyon Ürünleri

Bitkiler

Polenler

Kozmetikler

SaçBoyalar

Klorlu bileşiklerPolenler ç Klorlu bileşikler

TDS ( TOPLAM ÇÖZÜNMÜS KATILAR)( Ç )

Sudaki toplam çözünmüs katılar, inorganik tuzları ve az p ç gmiktarda organik maddeleri içerirler. Gerek yüzey suları gerekse yer altı suları ilişkide olduklari toprak ve taş g y pmalzemeden mineral çözerler. Çözünmüş inorganik maddeler suda iyon olarak bulunur. Suda bilinen en genel y giyonlar asagidaki gibidir;

KATYONLAR : Ca+2, Mg+2, Na+1, Fe+2, Mn+2,NH4+

ANYONLAR : Bikarbonat HCO3-, Cl-1, SO4-2, N03 -Nitrat, C03-2 Karbonat

Bunların yanında sular ağır metal iyonlarını (kurşun, civa, aluminyum, bakır vb.) ve organik maddeleri de içerebilirler. Çözünmüs organik kimyasallar (pestisitler herbisitler gibi)Çözünmüs organik kimyasallar (pestisitler, herbisitler gibi) küçük miktarlarda bile insan ve hayvanlar üzerinde toksik etki gösterirler. Trihalometanlar (THM) ve dioksin gibi suda gös e e . o e ( ) ve d o s g b sudçözünmüş organik maddelerin çoğu kanser yapıcıdır. Bu tip organikler suda çözünmüş iyon formunda ve düşük konsantrasyondadırlar.

Yukarıda bahsedilen iyonlar suda elektrik iletimini sağlarlarYukarıda bahsedilen iyonlar, suda elektrik iletimini sağlarlar. Yüksek değerde bu özellik, metal yüzeyler için koroziftir. Aşırı TDS borular içinde tabakalaşmaya da sebep olabilir, yüksek ç ş y p , ykonsantrasyonları ishal etkisi gösterebilir.

AZOTAzot doğal dolanımı olan bakteriler tarafından besi kaynagıAzot doğal dolanımı olan, bakteriler tarafından besi kaynagı olarak kullanılan ve kimyasal yollardan değişik oksidasyon kademelerinde bulunan ve sularda sık sık görülen bir parametredir. g pAzot Türleri:NH3-N : Amonyak AzotuOrg-N : Organik AzotNO2-N : Nitrit AzotuNO3 N : Nitrat AzotuNO3-N : Nitrat Azotu

Amonyak (NH3): Amonyak dogal sularda genellikle amonyum y ( ) y g g yazotu (NH4) halinde bulunur ki buna serbest veya tuz halindeki amonyak denir. Sularda amonyak, kimyasal ve fiziksel olaylar veya mikroorganizma faaliyetleri sonucunda oluşur. Kimyasal ve fiziksel olaylar sonucunda oluşan amonyağın sağlığa zararı yoktur. Ancak mikroorganizma faaliyetleri sonucunda oluşan amonyakAncak mikroorganizma faaliyetleri sonucunda oluşan amonyak organik madde kaynaklı olma ihtimali bakımından tehlikelidir. 0.5 ppm'den büyük değerde amonyak kirliliğin belirtisidir.

Nitrit (NO2) : İçme suyunda kesinlikle istenmez. Güneş ışığı ve ( ) ç y ş ş ğbazı bakteriler nitratları nitrite dönüştürür.

Ni (N03) A l ik bil ikl i k lNitrat (N03) : Azotlu organik bileşiklerin son yükseltgenme ürünleridir. Kuyu sularında nitrat genelde daha fazla bulunur. Özellikle bebeklerde blue-baby denilen hastalığa neden olur VücuduÖzellikle bebeklerde blue-baby denilen hastalığa neden olur. Vücudu morarmaya baslayan bebeklerde bu hastalık ölüme dahi neden olabilir.

Nitratlar suya topraktan geçmiş olabilir. Fakat amonyak ve nitritten k kl dbi l l d Çü kü i i l i di i dkaynaklıysa tedbir alınmalıdır. Çünkü nitritlerin mevcudiyeti suda kirlenmeyi ifade eder. Nitritler yüksek miktarda organik madde ile bulunursa daha büyük bir kirlenme söz konusudur Amonyak ta bazıbulunursa daha büyük bir kirlenme söz konusudur. Amonyak ta bazı bakteri türlerinin çoğalmalarına sebep olur ki bunlar suya kötü koku verirler.

BULANIKLIKBulanıklık askıda katı madde içeren suların ışık geçirgenliğinin birBulanıklık askıda katı madde içeren suların ışık geçirgenliğinin bir ölçüsüdür. Bulanıklığın nedeni; suyun içindeki askıda maddelerden, gözle ğ ; y ç , ggörünecek büyük tortulara kadar her şey olabilir. Kum, kil, silis, kalsiyum karbonat, demir, mangan, sülfür vb.. gibi maddeler bulanıklığa neden olurlar. Özellikle nehir sularında yüksek olan bulanıklık, yağmurlarla taşınan topraktan veya nehire karışan evsel endüstriyel atıktaşınan topraktan veya nehire karışan evsel - endüstriyel atık sulardan kaynaklanır. Ayrıca bu kirlenme sırasında organik maddeler kadar inorganik maddeler de suya karışır. Bu maddelerin g y şbulunması suda bakteri oluşumunu destekler. Bakteri oluşumu da suda bulanıklığı arttırır. Örnegin N.P gibi maddeleri kullanan algler büyüyerek suda bulanıklığa sebep olurlar. Aynı zamanda suda sıcaklık artışı da mikroorganizma faaliyetlerini hızlandırır. Sonuç olarak bulanıklığın nedeni tamamen inorganik maddelerSonuç olarak bulanıklığın nedeni tamamen inorganik maddeler olabilecegi gibi doğadaki pekçok organik te olabilir.

RENK

Sularda renk; yapraklar, kozalaklı ağaç meyveleri, ağaç ve sebze artıkları gibi organik maddelerin suyla temasında çözünmeleriyle meydana gelir. Bu sular pek çok askıda madde ihtiva ederler.

Suya renk veren hücreler; tannin, hümik asit ve hümattır (ligninin parçalanmasi ile). Bazan demir suda ferrik humat ( g p ç )formunda bulunarak yüksek renk potansiyeli olusturur. Dogal olarak renk içeren sular negatif degerliklidir. Bu

d lik i l (d i l i ibi)yüzden metalik iyonların (demir, alüminyum gibi) koagülasyonu ile renk arıtımı yapılabilir.

KLORÜR

Klorür, tüm doğal veya kullanılmış sularda çok yaygın bir şekilde bulunan iyon türüdür Sulara yer altı formasyonlarındanşekilde bulunan iyon türüdür. Sulara yer altı formasyonlarından çözünme yolu ile ya da tuzlu su - tatlı su girişimleri sonucu katılabilir. İnsan idrarında günde kişi basına ortalama 6 gr kadarkatılabilir. İnsan idrarında günde kişi basına ortalama 6 gr kadar klorür atılmaktadır.

Klorürün normal konsantrasyonlarında bir sağlık sakıncası yaratmadığı bilinmektedir. Ancak 250 mg/It'den yüksek konsantrasyonlarda tuz tadı oluşmaktadır Klorür suyunkonsantrasyonlarda tuz tadı oluşmaktadır. Klorür suyun iletkenligini artırdığı için korozyonu kolaylaştırır.

Konsantrasyonların yüksek olduğu sularda klorür; tat, korozif eğilim ya da yumuşatma prosesine ters etki ile varlığını gösterir.

SÜLFAT

Sülfat çevre sularına doğal yollardan karışan en önemli iyonlardan biridir. Bütün doğal sularda değişen miktarlarda sülfat bulunur. Bazı ğ ğ şendüstriyel atık suların sülfat muhtevası fazladır ve doğal sulara karıştıklarında onların da sülfat miktarını artırırlar.

Suda yüksek sülfatin anlami; yüksek sertlik, yüksek sodyumtuzu ve yüksek asiditedir Sodyum sülfat ve magnezyum sülfattuzu ve yüksek asiditedir. Sodyum sülfat ve magnezyum sülfat, insanlarda müshil etkisi gösterdiklerinden 250 mg/1 üst sınırla sınırlandırılmıştır. Hayvanlar için ise bu sınır 1000 mg/l olarak ş y ç gbelirlenmistir. Bunun yanında sülfatlar suya acımsı tat verirler.

Sülfatlar çimento ile birleştiklerinde de büyük kristallerin meydana gelmesine ve bu nedenle borunun şişmesine ve parçalanmasına sebep olurlar Korozif etkisinin izlediği konsantrasyon 100 250 mg/lt olarakolurlar. Korozif etkisinin izlediği konsantrasyon 100-250 mg/lt olarak belirlenmiştir.

pH:pH:

pH değeri bir suyun nötr asit ya da baz oluşunu pH değeri bir suyun nötr, asit ya da baz oluşunu belirleyen faktördür.H2O>(H+) + (OH-)H2O (H ) (OH )

pH değeri sulu bir çözeltideki hidrojen iyonu pH değeri sulu bir çözeltideki hidrojen iyonu konsantrasyonu olup 1-14 arası bir skala ile ifade edilir. Burada pH 0 çok asit, 7.0 nötr ve 14'de kuvvetli baz özelliklerine karşılık gelmektedir.

Havuz suyunun pH değeri, çöktürme ve y p ğ , çfiltrasyon, dezenfeksiyon, korozyon etkisi ve yüzenlerin rahatlığı açısından çok önemlidir.

pH Bağımlı Havuz Problemleri

Aşındırıcı Kireç YapıcıAşındırıcıDerz aralarının aşınmasıMetal yüzeylerde aşınma

Kireç YapıcıTıkanmış filtrelerTıkanmış ısı değiştiricilerAzalan sirkülasyonB l k S

Düşük YüksekDiğer SorunlarKlor kaybıGöz/Cilt tahrişi

Bulanık SuDiğer SorunlarKlor etkisizleşirGöz/Cilt tahrişi

pH pH

ş

Alkalinite:

Suyun tamponlanma kapasitesinin miktarsal ölçümüdür. pH'nin değişmeye gösterdiği direncin ölçümüdür. pH nin değişmeye gösterdiği direncin derecesidir. Suyun içindeki tüm alkali maddelerin

tip ve toplam miktarını ifade eder.

Düşük alkalinitede pH sürekli değişir ve su korozifdir Yüksek alkalinitede pH değişmeye korozifdir. Yüksek alkalinitede pH değişmeye

direnç gösterir ve su taş yapıcıdır. Alkalinitede önerilen aralık 80-120 PPM (caco3)dir.önerilen aralık 80 120 PPM (caco3)dir.

Toplam Alkalinite

• Havuz suyu kimyasında çok önemli• Toplam Alkalinite üç şekilde bulunur:

Bicarbonate Carbonate Hydroxide

5.0 7.0 8.0 8.2 9.0 10.0

pHpH

Toplam Alkalinite İle İlgili HavuzToplam Alkalinite İle İlgili HavuzProblemleri

80 – 100 ppm yüksek pH dezenfektanlarMinimum Maximum

Idealpp y p

100 – 120 ppm düşük pH dezenfektanlarMinimum Maximum

YüksekToplam60 ppm 180 ppm ToplamAlkalinite

60 ppm 180 ppmpH Değişken

D l d

pH KilitliBulanık suHavuz yüzeylerinde pürüzTıkanmış Filtreler

DüşükToplam

Derz aralarında aşınmaYüzeylerde parlamaIsı değiştirici arızaları

Tıkanmış FiltrelerTıkanmış ısı değiştiricilerAzalmış sirkülasyon

Alkalinity

Kalsiyum Sertliği

• Toplam sertlik sudaki kalsiyum ve magnesyum iyonlarının konsantrasyonudur.

• Havuzlarda yalnız kalsiyum sertliğiHavuzlarda yalnız kalsiyum sertliği önemlidir.

l d• Havuzlarda 200 – 400 ppm CaCO3 kalsiyum sertliği idealdir.

Katyonlar Anyonlar

Ca2+

HCO3-

CO32- Geçici Sertlik, AlkaliniteCa

Mg2+

Na+

CO3 Geçici Sertlik, AlkaliniteOH-

K+

SO42-

Cl K l S likCl- Kalıcı SertlikNO3

-

• Toplam Sertlik = Karbonat sertliği (Geçici Sertlik) p ğ ( ç )+

Karbonat olmayan sertlik (Kalıcı y (Sertlik)

• Alkalinite<Toplam Sertlik Alkalinite Karbonat Sertliği– Alkalinite = Karbonat Sertliği

– Toplam Sertlik – Alkalinite = Karbonat Olmayan Sertlik

• Alkalinite ≥ Toplam Sertlik – Toplam Sertlik = Karbonat Sertliği

Fransız sertlik derecesi

Alman sertlik derecesi İngiliz sertlik derecesi Suyun niteliği

. Sertlik derecelerine göre sularda sınıflandırma0 - 7 0- 4 0-5 Çok yumuşak

7 - 14 4- 8 5-10 Yumuşak

14 - 22 8- 12 10-15 Hafif sert

22 -32 12- 18 15-22 Sert

32 – 54 18- 30 22-35 Çok sert

>54 >30 >35 Çok aşırı sert

Kalsiyum Sertliği ile İlgili HavuzKalsiyum Sertliği ile İlgili HavuzProblemleri

Minimum Ideal Maximum150 200 t 400 1000150ppm 200 to 400ppm 1000ppm

A dKireç Yapıcı

DüşükKalsiyumSertliği

YüksekKalsiyumSertliği

Aşındırıcı

Derz aralarının aşınmasıMetal yüzeylerde aşınma

Tıkanmış filtrelerTıkanmış ısı değiştiricilerAzalan sirkülasyonğ Azalan sirkülasyonBulanık Su

Toplam Çözünmüş Katı Madde

• Havuz suyundaki toplam çözünmüş madde:– Mineraller and kimyasallar– Dezenfektanlar ve yan ürünleriDezenfektanlar ve yan ürünleri– Yüzücülerin taşıdıkları (ter, idrar, saç sprayi,

losyon vb)losyon, vb)– Buharlaşma ile konsantre olur

Ö– Önerilen maximum kons. 2,500 mg/L

Denge Sayısı (SI)

B D F ktö üBeş Denge Faktörü

H• pH• Toplam Alkalinite

K l i S tliği• Kalsiyum Sertliği• Sıcaklık

T l Çö ü ü K M dd• Toplam Çözünmüş Katı Madde

SI=pH +Tf +Cf +Af -TDSf

• -0.3 and +0.3 arası su dengededir.

-0.5 -0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0 +0.1 +0.2 +0.3 +0.4 +0.5

Corrosion Balanced Water Scaling

SI HesaplanmasıSI HesaplanmasıSıcaklık Kalsiyum Sertliği Toplam Alkalinite

°F Tf Ppm Cf Ppm Af

32 0.0 25 1.0 25 1.4

y ğ p

37 0.1 50 1.3 50 1.7

46 0.2 75 1.5 75 1.9

53 0.3 100 1.6 100 2.0

60 0.4 125 1.7 125 2.1

66 0.5 150 1.8 150 2.266 0.5 150 1.8 150 2.2

76 0.6 200 1.9 200 2.3

84 0.7 250 2.0 250 2.4

94 0.8 300 2.1 300 2.5

105 0.9 400 2.2 400 2.6

800 2 5 800 2 9TDS Factors = <1 000ppm = 12 1 >1 000ppm 12 2800 2.5 800 2.9TDS Factors = <1,000ppm = 12.1 >1,000ppm 12.2

Havuz suyunu neden ölçeriz?

• Halk sağlığı ile havuzun sağlığı ve genel bakım için havuz operatörü basit su ölçümleri yapmalıdır.

Parametre Örnek alma sıklığı Birim Minimum Maksimum

pH Her gün mg/L 7.2 7.6

Amonyum haftada bir mg/L 0 5Amonyum haftada bir mg/L 0.5

Nitrit haftada bir mg/L 0.5

Nitrat Ayda bir mg/L 50

O ik dd l A d bi 3 5Organik maddeler için sarf edilen oksijen miktarı

Ayda bir 3.5

Toplam alkalilik Her Hafta 80 120

Serbest klor Günün değişik saatlerinde en az iki defa

0.3 1.5

Bağlı Klor Her gün mg/L 0.2

Kalsiyum Sertliği Ayda bir

TS 11899YÜZME HAVUZLARI,

İSUYUN HAZIRLANMASI, TEKNİK YAPIM, KONTROL, BAKIMve İŞLETMESİ GENEL KURALLAR

SORULARINIZ?

Erdinc.ikizoglu@ege.edu.tr