ATIK SULARIN DKZRNFEKStYONU

Y rd.Doç* Dr. Serinin Gül

Ç.Ü. Fen-Edehiyaf Fak., Kimya Bölümü, Adana

De/enfeksiyonun Tanımı , Amaçları

Suda hastalığa neden olan mikroorganizmaların seçimli olarak yok edilmesi işlemidir.

Dezcnfeksiyonun amacı su ile geçebilecek hastalıkların önlenmesidir. Ancak dezenteksiyon tam

bir sterilizasyon değildir ve pratikte su tesislerinde kullanılan dezenfektan maddelerin alışılmış

konsantrasyonlarda uygulamaları halinde amip kistlerini, helmint yumurtalarım, bakteri

sporlarını, tüberküloz basilini ve bazı virüsleri öldürmediği unutulmamalıdır. Su yolu ile

geçebilecek hastalıklar ve neden olan mikroorganizmalar Tablo 1 de verilmekledir.

Tablo 1* Evsel atık suların içerdiği başlıca patojen mikroorganizmalar ve etkileri

Organizma Hastalık Bel i il i 1er

Bakteriler

Eschericlüa coli

Leptospİra (150 spp.)

Salmonella typhİ

Shigella

Vibrio Cholerae

Virüsler

Enteroviruses

Hepatitis A

Protozoalar

Bakuıüdiunı coli

Enîamoeha histolytica

Helmintlcr

Ascaris hunbricoides

Gastroenteritis

Leptospirosis

Tifo

Basilli dizanteri

Kolera

Mide ve bağırsak iltihabı

menenjit

Bulaşıcı sanlık

Balantidiasis

Amebİasİs

Aseariasis

İshal, kusma, ateş

Sanlık, humma, kashastalığu

Yüksek ateş, ishal, ince

bağırsakta ülserasyon

Karın ağrısı, ishal, kusma

Şiddetli sulu ishal ve

susuzluk, kusma, ağrı, koma

Şiddetli kas ağrısı, kusma,

ateş

Sanlık, ateş

İshal ve dizanteri

Kanlı ve köpüklü ishal,

karaciğer ve ince bağırsakta

yaralar

Bağırsak kurtlan, karın ağrısı,

bulantı, midede kazıntı

1

Bir dezenfektanın büyük ölçekte ve içme ve kullanma suyu dezenfeksiyonunda

kullanılabilmesi İçin bazı Özellikleri taşıması gerekmektedir, Bunlar;

1) Dezenfektan, arıtılacak suyun bileşimi ve miktarında beklenen değişik durumlarda,

beklenen sıcaklık aralığında ve sağlanan temas süresinde patojen, organizmaların

uzaklaştırılması için uygun olmaktadır,

2) Dezenfektan» makul bir fiyatla kolaylıkla elde edilebilmeli, uygulaması doğru ve

güvenli bîr şekilde yapılabilmeldİr,

3) Dezenfektan, uygulanan dozlarında, toksîk ya da estetik yönden istenmeyen özellikler

göstermemelidir.

4) Dezenfektan, su dağıtımı sırasında yeniden kirlenme ihtimaline karşı dayanıklı

olmalıdır (Özellikle içme suyu dağıtım şebekelerinde)

5) Arıtma süresinin kontrol altında tutulabilmesi ve dezenfeksiyon etkinliğinin

belirlenebilmesi için dezenfektanın kolay, doğru ve pratik bir biçimde analizi mümkün

olmalıdır,

İdeal bir kimyasal dezenfeksiyonu gerçekleştirilebilmesi İçin aranan özellikler ve

dezenfektanları etkinliğini karşılaştırılması Tablo 2 de özetlenmektedir.

Klor ve bazı bileşikleri dışında, diğer dezenfektanların ve dezenfeksiyon yöntemlerinin

içme suyu arıtım tesislerinde kullanılması açısından bazı sınırlamalar söz konusudur, Klor,

yukarıdaki nitelikler açısından çok uygun bîr dezenfektandır, Bu nedenle su arıtım tesislerindeki

dezenfeksiyon işlevlerinin çok büyük bir yüzdesi klorla yapılmaktadır.

De/enfeksiyon Yöntemleri

Dezenfeksiyon İçin en çok bilinen 4 yöntem şunlardır :

a) Kimyasal maddelerle dezenfeksiyon

b) Fiziksel yöntemlerle dezenfeksiyon

c) Mekanik yöntemlerle dezenfeksiyon

d) Radyasyon kullanarak dezenfeksiyon

a) Kimyasal Maddeler :

Dezenfektan olarak kullanılan kimyasal maddeler şunlardır :

1) Klor ve klor bileşikleri, brom, iyod, ozon, fenol, fenollü bileşikler, alkoller, ağır

metaller ve tuzlan, boyalar, sabunlar ve sentetik deterjanlar, kuaterner amonyum bileşikleri,

hidrojen peroksit, çeşitli asitler ve alkaliler.

Bu kimyasal maddeler içinde en çok kullanılanı klor ve klor bileşikleridir. Brom ve iyot

yüzme havuzlanöjn dezenfeksiyonunda kullanılır. Arıtılmış atık suların dezenfeksiyonunda

3

kullanılan, yüksek pil ve düşük pH'lı sular palojenik bakterilerin yok edilmesinde etkili

olmaktadır, pH 11 ve pH 3 reaktif olarak bakterilere toksik etki yapmaktadır, Bu nedenle

kuvvetli asit ve bazların dezenfektan etkileri olmaktadır, Ancak bunların direk dezenfektan

olarak kullanılmalarından ziyade su arıtımında ortamın pH'nııı ayarlanması ve korosyon

kontrolü ve soda İle suların yumuşatılması gibi işlemler sırasında kullanılması daha yaygındır,

Yüzey aktif maddeler ve deıerjanlann su dezenfeksiyonunda kullanımları sınırlıdır,

Oenllikle yüzme havuzlarında algisit olarak ve endüstriyel soğutma su sistemlerinde borularda

mikroorganizma büyümesini kontrol altında tutmak amaçlarıyla kullanılırlar, Katyonik

deterjanlar yüksek germisidal etkiye sahip oldukları halde anyonik deterjanların etkisi azdır.

Ozon Avrupada dezenfektan olarak uzun yıllardan beri kullanılmaktadır. Ozonun

avantajları sularda koku, tad ve renk problemlerine neden olan safsızlıkları tamamen

oksitleyebilmesidir. Ayrıca sudaki organik bileşikleri tamamen zararsız olan COj, H2O gibi

bileşiklere oksitlediği için suda istenmeyen herhangi kalıntı bırakmaz. Dezenfeksiyon etkinliği

genel bir pH ve sıcaklık aralığında geçerlidir,

Bakterisidal ve germisidal etkinliği klordan 300 - 3000 kez daha hızlıdır ve çok k/isu

sürede etkisini göstermektedir, Bu gibî avantajları yanında su ortamındaki ömrünün kı*a

olması, su şebekesine sonradan girebilecek kirlilikleri üzerine etkî göstermemesidir. Ozon; < /xm

jeneratörlerinde yüksek voltajla elektrotlar arasından hava veya oksijen geçirilerek elektrik

kıvıicımıyla oluşur,

Bu nedenle su dezenfeksiyonunda kullanılması için dezenfeksiyon tesisinin pahalıya mal

olması ve ozon üretimi için elektrik kullanılması, klor gîbî kolaylıkla dezenfeksiyona

uğramadığından suyu şiddetle karıştırmaya gerek duyulması gibi ekonomik dezavantajları

vardır,

Potasyum permanganat su dezenfeksiyonunda çok kullanılan kimyasal maddelerdendir.

Kuvvetli bir oksidanttır. Permanganatla su dezenfeksiyonu çok etkili ve pratiktir. Suyun tadını

değiştirmeden tamamen berraklarını*. Ancak permanganatla muamele edilen suların bulıınduüu

kapların içinde, zamanla kabın çeperlerinde çıkarılmaları güç bir tabaka oluşturmaktadır,

Uygulamada 1/2000 oranındaki potasyum permanganat kolera vibriyonuna karşı etki olmasına

karşılık diğer patojen bakteriler için aynı derecede etkili değildir. Metal İyonları özellikle bakır

ve gümüş bakterisit ve kuvvetli bir algisit olarak uzun yıllardır su dezenfeksiyonunda bilinen

maddelerdir, Bu metallerin dezenfeksiyon etkisine oligodînamik Özellik denilmektedir.

Gümüşün 0.01 ppm, bakırın ise 77 ppm gibi çok düşük miktarlarının bile bakternit etkisi

vardın

4

302 2O3

Dezenfeksiyon işleminde su elektrik yüklü gümüş plakalar arasından geçirilir ve bu

suretle gümüş iyonlarının su içinde dağılması sağlanır. İçme suyu dezenfeksiyonunda gümüşün

kullanılmasının avantajları düşük miktarlarının bile yeterli olması, bakterisit etkisinin uzun süreli

olması suyun tadını bozmamasıdır ve dezavantajları ise suda mevcut bulanıklık, renk ve

kolloidal maddenin ön işlemle uzaklaştırılması, belirli mikroorganizmalar için etkinin olması,

germisidal etkisinin düşük pH ve sıcaklıklarda azalması, sudaki fosfat, klorid, siilfit ve

sülfatların dezenfeksiyonda girişime neden olması, uzun temas süresine ihtiyaç duyulması ve

'dezenfeksiyon maliyetinin gas klora göre 200 kez daha fazla olmasıdır.

Klor, sadece şehir sularında değil, aynı zamanda evlerde ve kurumlarda kullanılır. Klorla

su dezenfeksiyonıı diğer yöntemlerden daha basit, daha ucuz ve mikroorganizma öldürme

etkinliğinin fazla olması gibi üstünlükleri nedeni ile en çok tercih edilen bîr yöntemdir,

b) Fiziksel Yöntemler

Kullanılan fiziksel yöntemler ısı ve ışıktır. Suyun

kaynama noktasına kadar ısıtılması hastalığa neden olan bakterilerin, proioozooları, kistleri ve

hermint yumurtlarını tahrip eder. Başlıca dezavantajları; pahalı ve bazı şanlarda uygulanması

zordur, suyun içinde çözünmüş halde bulunan gazların çıkmasına neden olarak suyun tadı

üzerinde olumsuz etki yapar,

Güneş ışığı İyi bir dezenfeksiyon aracıdır Ultraviyole ışınları (UV), suyun kimyasal

bileşimini değiştirmediği gibi herhangi koku ve tad problemi yaratmaz, bu amaçla kullanılabilir,

Küçük miktarlarda suyu sterilize etmek amacıyla berrak, renksiz olan su 2500-2600 A° dalga

boyundaki UV - ışık veren özel lambalar arasından geçirilir, Bu tür ışıkların nüfuz kapasitesi saf

su içinde 7 cm kadardır. Bu nedenle ince bir şerit halinde UV ışınları ile temas etmesi gereklidir.

Sudaki mikroorganizmaların yanışını süspanse halde, çözünmüş organik moleküllerde UV -

ışığı absorblayabilmektedir. Bu nedenle asılı katı maddeler mevcut ise UV ışınları kullanarak

güç almaktadır. Bu yöntemin pahalı olması nedeniyle, su dezenfeksiyonunda UV - ışınlarının

kullanımı yayılamamıştır

c) Mekanik Yöntemler

Bakteri ve diğer organizmalar atık su arıtımı esnasında meknik olarak da

uzaklaştınlabilmektedir. Çeşitli arıtma işlemleri esnasındaki tipik organizma giderme verimleri

aşağıda verilmektedir (Tablo 3)

5

Tablo 3,Bakterilerin çeşitli mekanik arıtma İşlemleri ile giderilme verimliliği.

İşlem Organizma giderme verimi (%)

Kaba ızgara

İnce ızgara

Kum tutucu

Yalın çökeltme

0 -

10

10

25

5

-20

-25

-75

d) Radyasyon

Radyasyonun başlıca tipleri; elektromanyetik; akustik ve kobalt 60 gibi izitoplardan

yayınlanan ışınlardır. Nüfuz etme kabiliyetinin fazla oluşu nedeniyle gama - ışınları ile İçme

suyu ve atık suların dezenfeksiyonunda kullanılmaktadır.

Dezenfektan Maddelerin Etki Mekanizmaları

Dezenfektan maddelerin etki mekanizmaları doit türlüdür;

1) Hücre duvarını tahrip etme.

. 2) Hücre geçirgenliğinin değiştirilmesi,

3) Protoplazmamn kolloidal yapısının değiştirilmesi,

4) Enzim aktivitestnin inhibisyonu.

Hücre duvarının tahribi hücrenin sinmesine ve ölümüne neden olacaktır. Bazı maddeler

(penisilin gibi) bakteriye! hücre duvarı sentezini inhibe ederler.

Penolik bileşikler ve deterjanlar gibi maddeler ise stpolazmik membranın geçirgenliğini

değiştirirler. Bu bİeşikler, membranın seçimli geçirgenliğini bozarlar ve yaşam için gerekli azot

ve fosfor gibi maddelerin hücre tarafından kullanılmasını engellerler.

Isı, radyasyon, kuvvetli asit ve kuvvetli baz maddeler, protoplazmamn kolloidal yapısını

değiştirirler. İsı hücre proteinini koagule eder. Asitler ve bazlar ise proteinleri denature ederek

öldürücü etkiye neden olurlar, Dezenfeksiyonun bir diğer etkin mekanizması enzim

inhibisyonudur. Klor gibi oksitleyici maddeler enzimlerin kimyasal düzenini bozabilir ve

enzimleri inaktif hale getirirler.

De/enfeksiyona Etki Eden Faktörler

Dezenfeksiyon maddelerin kullanımında; aşağıdaki faktörler rol oynarlar;

a) Temas süresi.

6

b) Kimyasal maddelerin türü ve konsantrasyonu,

c) Fiziksel faaliyetin yoğunluğu ve tabiatı.

d) Sıcaklık,

e) Organizma türleri.

0 Organizma sayısı,

g) Süspanse sıvının yapısı.

Dezenfeksİyon işleminde en Önemli değişkenlerden biri temas süresidir. Dezenletan

maddenin belli bir konsantrasyonu için daha uzun temas süresi daha fazla ölüme neden

olmaktadır. Temas süresi ile mikroorganizma ölüm oranı arasındaki ilişki

cIN_ - = -kNt şeklinde verilmektedir,

di

Bu ifadenin integrusyonu;

Nıi n — = -kt olur.

No

No = Başlangıçtaki organizma sayısı,

Nı = t anındaki organizma sayısı

t = zaman

k = sabit, zaman '

Kimyasal maddelerin tipine bağlı olarak belli limitler içinde, dezenfeksiyon verimi

konsantrasyon ile ilişkilidir. Sıcaklığın artması daha hızlı bakteri ö l ü m ü n e neden olur.

O r g a n i z m a k o n s a n t r a s y o n u n u n artması bakteri ö l ü m ü için daha uzun temas süresi

gerektirmektedir.

7

Çeşitli dezenfektan maddelerin eLkİnlİğİmikroorganîzmalann cinsi ve tabiatı ile ilişkilidir,

Süzme sıvının yapısı örneğin mikroorganizma dışmdakiorganik madddelerin varlığı

dezenfeksiyon amacı ilekullanılan organik maddelerin çoğu ile reaksiyona girerek onların

verimliliğini azaltır.

KLORLA DEZENFEKSİYÜN

Su arıtımı işlemlerinde klor ve türevlerinindezenfeksîyon amacıyla kullanılmasına

klorlama dcnir.Bunlurın başlıeaları gaz klorla (CT) veya klordioksk (C1O9) ile suyun

klorlanmasına (klorizasyon), hipokloritleıie (NaOCİ veya Ca(OCl)^ ( yapılan klorlamaya

(javelizasyon), suyun önceamonyakla karıştırdıktan sonra klorlamaya (preamİnasyon

klorasyon), suyu önce fazla miktarda klorla kanştırdıktansonra aktif kömür veya antikor diğer

maddelerle fazla kloru almaya (süper klorizasyon) denilmektedir.

Klor ve Klor Bileşikleı î

1. Gaz Klor (Cl2) : Büyük şehir su arıtım tesislerinde suyu dezenfekte etmek için en

fazla gaz klor kullanılmaktadır.

Normal ısı ve basınçta, klor sarı-yeşil renklie, keskînkokulu bir gazdır, Klorun 1

litresinin ÜÜC sıcaklık ve 760 nınıHg basıncında ağırlığı 3,208 gr'dır, Soğutma ve basınçla klor

gazını sıvı hale çevirmek mümkündür. Basınçla sıvı hale getirilmiş klor çelik şişeler içinde ticari

halde bulundurulur, suya koymak için önce basınç kaldırılarak karıştırılacak şekilde litresine

belirli miktarda düşmek üzere ilave olunur. Bu amaçla Onstein ve Wallace Tiernan gibi aletler

kullanılmaktadır. Gaz klor kullanılmasının, suya ilave edilecek klor miktarının daima belirli

olması, ayneahir çökelti oluşturmaması ve su ile kolay karışması gibi avantajları vardır.

Klorun sudaki çözünürlüğü oldukça yüksektir. Sıcaklık anlıkça çözünürlük azalmaktadır.

Sıcaklık

ura15°C

20°C

Çözünürlük

10.0 g Ch/L.su

8«5 g CiyL.su

7.3 g Ch/L.su

Suda çözünen klor şu reaksiyonu verir :

C12 + H 2 Q = HCI + HOCİ

Bu denge reaksiyonu daha çok sağa doğru kayar. Yani klorun sudaki çözeltisi hidroklorik

8

(I ICI) ve hipukluîoz asit (I1OC1) içermekledir.

2. Klordioksit (CIO2) ı Kuvvetli oksitlenme Özelliği vardır. Bakterisit özelliği gaz

klordan daha ta/ladır. Suda uzun süre koku ve tadın kalması ve su borularının aşındırmaması

gibi nedenlerle su arıtımında tercih edilmemekledir. Klordioksidiıı rengi konsantrasyona bağlı

olarak suda sarı-yeşilden portakal kırmızıya doğru değişİı\öda sıcaklığından suda 2,9 g ClOj/L

çözünür, Klordioksit sudaklordan 10 kez daha fazla çözünür, Klordioksilin klor gibi hoş

olmayan bir kokusu vardın Klordioksilin oksitlemepoiansiyeli klora kıyasla 1,15 kez fazladır

ve kuvvetli algyoketme potansiyeline sahiptir. En Önemli özelliği klor gibisudaki amonyaklarla

reaksiyon vermesidir,

3* Hipokloritler : Su dezenfeksiyonunda en fazlakullanlan klor bileşikleridir. Bunlar

sodyum hipokloriı vekalsiyum hipokloril bileşikleridir,

Sodyum Hipoklorit (NaOCI) : Sodyum klorit eriyikleri birçok yerde su

dezenfeksiyonunda tercih edilmekiedir.Genellikie %3 - %15 akyif klor içerirler ve

yüksekalkalîkleri nedeniyle oldukça kararlıdırlar. Süspansiyon sıvışeklinde (javel suyu) klor,

sodyum hipoklorit eriyiği olarak kullanılmaktadır. Aktif klor içeriği klorometrik derece

iledeğerlendirilir (Klorometrik 1°; klogramda 3,17 g CWa karşılık gelmektedir. Sodyum

hipoklorit eriyiği gaz klorımbir sodyum hidroksit çözeltisi içerisinden geçirilmesi veya kireç

kaymağı ile sodyum karbonatın karıştırılması ilehazırlanır.

CI2 *• 2 N Î ) 0 H = = NaüCl + NaCl + H2O

Sodyum hipoklorit eriyikleri serin bir yerde vekaranlıkta muhafaza edilmelidir.

Kalsiyum Hipoklorit (Ca(OCh)) : Konsantre kalsiyumhipoklorit ticarî olarak 5

g'hk komprimeler halinde bulunabilmektedir. Bu da uygulamada önemli kolaylıklar

sağlamaktadır. Klor kayba uğramadan en az iki hafta depolanabilir,

4, Klorun Organik Bileşikleri ; Su dezenfeksiyonu içinorganik bileşiklere bağlı

kloru kullanmak son zamanlarda yaygınlaşmıştır, Bu ancak kullanılan başlıca organik bileşikler

kloramin T (Toluen parasülfamit mono kiorim sodyum tuzu) ve halojeni (p-diklor-amido benzi

sUlfirik asit).

Klorlamanın Amaçları :

Klor ile içme sularının dezenfeksiyonun başlıca amacıklorun oksitleme sayesinde

9

bakterilerin tahrip edilmesidİr.Bımdan başka diğer yararları da vardır. Bunlar demirin,manganm

ve hidrojen sülfürün oksitlenmesi, hoş olmayan tad ve kokulara neden olan bazı bileşiklerin

tahribi, arıtma tesislerinde alglara ve çamurlara karşı koruma,

Kloıiamanııı ın ilkeleri : İster gaz klor ister klorlu bileşikler kullanılsın, durumda

dezenfeksiyonu sağlayan klordur,

Klorla dezenteksİyonun etkili olabilmesi için şunlara dikkat etmek gerekmektedir,

a) Klorun dezenfeksiyona tabi tutulacak suya homojen birşekîkle dağılmasını sağlamak.

b) Klorlamaya kesiksiz devam etmek.

e) Suyun özelliğine göre gerekli klor dozunu belirlemek

d) Klorlamayı sıhhi ve hoş bir tüketim suyu sağlayacak şekilde kontrollü yapmak.

Doğal sular çözünmüş halde birçok madde içerdikleri için kanşık bir onanıdır hu nedenle

bu maddelerin bir kısmı klorlama üzerine etkide bulunabilirler :

1) Asılı katı maddeler klor tüketimine neden olacakları için bakterilerin tahrip edilmesini

önler,

2) Organik maddeler klorla reaksiyona girerler, bu nedenle klorun dezenfektan etkisini

azaltırlar,

3) Sulu ortamdaki amonyak klorla kloromin bileşiklerini oluştururlar.

4) pH'sı 7.2'den düşük olan suların dezenfeksiyonu pH'sı 7,6 dan büyük olan sulardan

daha kolaydır,

5) Suda bulunabilecek nitritler serbest klorla birleşirler ve kalıntı klor (onotolîdin) testinde

aldatıcı bir renge sahip olurlar.

6) Sulu ortamda bulunabilecek mangan bileşikleri ortotolidin testinde aldatıcı bir renk

verir arsenik ilavesi île test düzeltilir

7) 1 ppm'den fazla demir ototolidin testinde yanlış sonuçlara neden olur, Mangan ve

demîrîn tuzlan da serbest klorla birleşerek dezenfeksiyon için gerekli klor sarfiyatını

arttırırlar.

Klorlama Şartları :

Klorlama ile dczenfcksiyonun etkinliği klor miktarı, suyun sıcaklığı, temas süresi ve

ortamın pH'ına bağlıdır,

1) Klor Miktarı : Klor konsantrasyonu arttıkça bakteriyi yok eden de/enfeksiyonun etkisi

artan klor dozu ile birlikte anacaktır,

2) Sıcaklık : Klorun mikrop öldürücü etkisi suyun sıcaklığıyla yakından İlgilidir. Klor

soğuk suda kararlıdır, suda uzun süre kalır, Buna karşılık suyun sıcaklığı arttıkça

10

dezenfeksiyumm etkinliği artmaktadır,

3) Temas Süresi : Klorla de/enfeksiyonun etkili olabilmesi için suyun klorla temas süresi

en az 10 - 15 dakika ve tercihen birkaç saat olmalıdır.,

4) pH Değeri ; Düşük pil değerlerinde bütün klor, hipoklorik asit şeklindedir,

HOCİ + I ICI

Oluşan moleküller elektriksel olarak nötrdür ve bakteri hücrelerine kolaylıkla girebilirler.

Yüksek pil değerinde(pH < 6) ise

HOCİ + Of I == OC1 + H2O

Reaksiyonunda görülebileceği gibi oluşan negatif yüklü hipoklorit iyonlarının (OC1)

bakteri hücrelerine nüfuz etmesi daha zordur, Bu nedenle yüksek pH değerlerinde iyi bir

dezenfeksiyon İçin daha fazla klor gerekmektedir, Hipokloröz asİtİn (HOCİ) mikroorganizma

öldürme verimi, hipoklorit iyonuna (OCI-) göre 40-80 kot daha fazladır.

Klorlama Türleri :

1) Basit Klorlama * Sulardaki patojen mikroplan öldürecek ancak koku ve lezzet

bozukluğu venııeyecek miktarda gaz klor veya serbest klor verebilen klorlu bileşik ilavesiyle

yapılan su dezenfeksİyonuna denir Bu İÜ dakika temastan sonra 0*1-0.2 mg/L kalıntı

klor(serbest veya birleşik) konsantrasyonunu elde etmek için yeterli dozlarda bir klorlamadır.

Genellikle uygulanan doz ham suların serbest amonyağını tamamen oksitlemek için yetersiz

kaldığı için, kloraminler, organik klorlu bileşikler oluşmakta, klor tüketildiği İçin dezenfeksiyon

etkinliği de

az olmaktadır. Bu nedenle bu yöntem su dezenfeksiyonunda yetersiz kalmaktadır.

2) Ön Klorlama : Filtrasyondün Önce suyun klorlanması İşlemidir, Avantaları

çöktürme havuzlarında uzun bekleme süresince sudaki demir, mangan gibi

bileşiklenoksitlemesidir, Alglarm çoğalmasını Önlediği için filtrelerin daha verimli çalışmasını

sağlar, Ancak yiiksekkloı dozları kullanıldığı için filtre edilmiş suyun klorlanmasına kıyasla çok

daha pahalı olması gibi bir dezavantajı vardır,

3) Arc! Klorlama : Filtrasyon İşleminden sonra suya klor ilavesidir, Az kirlenmiş

suların dezenfeksiyonunda kullanılır.

4) Kloranıinlc Dezenfeksiyon : Klorla amonyağın birleşmesi kloramin bıleşîkerini

oluşturur, Bunlar kimyasal olarak az aktif olduklarından dezenfeksiyon etkinlikleri de düşüktür.

Ancak basit klorlamaya gore iki üstünlüğü vardır.

11

Bunlar;

a) Klorlanmış sularda klor ve klorun organik maddeler ve fenollerle yaptığı bileşiklere ait koku

ve tad bozukluklarının kloraminleıie su dezenfeksiyonunda görülmemesi;

b) Klorlanmış sularda 2-3 saat sonra hiç bir klor kalmadığı halde, kloramin ile dezeııfeksiyoıı

yapılmış sularda mikropların tekrar üremesi veya suyun yeniden enfekte olmasına mani olacak

kadar yeterli ve ayrıca istenmeyen tad ve koku vermeyecek bir klorun kalabilmesidir.

Suya ilave edilen amonyak ve klor miktarlarına ve suyun pITına bağlı olmak üzere üç tür

kloramin bileşiği oluşturur, Bunlar nıonokloramin (NlhCl), dikloramin (NHCh), trikloramİn

veya azotriklorür (NCI3) dür. Bu kloraminler içinde dezenfeksiyon etkinliği en yüksek olan

diklorumindir. Ancak kloraminlerle dezenfeksiyon etkili olabilmesi İçin suların pH'ının göz

önüne alınması gereklidir. Genellikle organik madde içeriği fazla olan suların pl Ti < 7,5 olursa

kloraminlerle kloraminlerle dezenfeksiyon basit klorlamaya kıyasla daha başarılıdır. Suyun hem

organik madde içeriği hem de pH'ı yüksekse klorla dezenfeksiyon kloraminle dezenfeksiyona

tercih edilmelidir,

Amonyak İle Reaksiyonlar

Klor sudaki organik bileşiklerle klorlu organik bileşikleri ve sudaki amonyak ile de

kloraminleri (NM2CUNHCI2, NC1;O oluşturur, Kloı% amonyak içeren suya ilave edildiğinde

aşağıdaki reaksiyonlar meydana gelir,

HOCİ + N l h = = NH2C1 + i b O

nıonokloramin

Monokloraminin (NIiCl) dezenfeksiyon gücü hipokloröz asitten daha azdır.

Monokloramin kalıcıdır ve uzun süre aktiftir Onama klorun fazlası ilave edilirse; aşağıdaki

reaksiyonlar oluşur.

HOCİ + NI-İCI ^ = N l b C h + H 2O

dikloramin

HOCİ + N i I C h ^ ^ ^ NCI3+ IlıO

trikloramin

Ortamda hangisinin bulunacağı klor/azot oranına bağlıdır. Bu oran düşük ise,

nıonokloramin ve trikloramin meydana gelin Oran arttırılırsa; dikloramin meydana gelir.pH

7,5'da sadece nıonokloramin meydana gelir, pH düştükçe daha çok NHCh ve NCl.ı

üretecektir. Bu bileziklerdeki klor,bileşik (kombine) yararlanılabilir klor olarak tanımlanır,

Monokloramin oluşma reaksiyonu bir denge reaksiyonudur ve ortamdaki 11+ konsantrasyonu

12 . ^

dengede önemli rol oynar, H+-konsantrasyonu arttıkça denge HOCİ yönüne kayacaktır, Bu

nedenle NH2C1; HOCİ konsantrasyonunu aynı seviyede tutan ve dezenfeksîyonu sağlayan

IIOCI üreten bir stok olarak kabul edilebilir,

5) Fazla KloVlama (Süperklorasyon), Kritik Noktada Klorlama Veya

Serbest Klor Kalıntısı ile Klorlama :

Normal dozlardan yüksek klor dozlarının İlavesiyle yapılan klorlamaya "fazla klorla

dezenfeksiyon", "kritik noktada klorlama" veya "serbest klor kalıntısı ile dezenfeksiyon"

denilmektedir.

Bu şekilde klorlamanın prensibi, bütün organik maddeleri, demiri, manganı ve sudaki

kloru tüketebilecek diğer maddeleri, ham suda bulunan serbest amonyağı oksitlemek

için yeterli klor dozunu, sonunda fazla klor, az aktif bileşik klor veya kloramin yerine aktif

serbest klor halinde bulunacak şekilde uygulamaktadır, Amnyak içeren sularda görülen "kritik

nokta" amonyağın oksitlenmesi sonucu çok aktif kimyasal reaksiyonlara bağlı suyun kalıntı klor

içeriğinin düşmesine karşılık gelir. Serbest kalıntı klora dezenfeksiyon kritik noktayı geçmek

için yeterli klor kullanmaktan ibarettir.

Kınl ına Noktası Reaksiyonu

Kalıntı klorun (serbest veya birleşik) suda korunması, su dezenteksiyoıumun en önemli

amacıdır. Ancak serbest klor kuvvetli bir oksitleyicidir ve sadece amonyak ile reaksiyon

vermez, Amonyak içeren suya klor ilave edildiğinde oluşan reaksiyonlar aşağıdaki şekilde

özetlenmektedir.

13

Suya klor ilave edildikçe kolayca oksitlenebilen Fe+-,Mn^, I hS organik maddeler klor

ile reaksiyona girer ve klorun belli bîr kısmını tüketir, (A noktası). Bu kiur gereksinimini

karşıladıktan sonra, klor amonyak ile reaksiyona girerek kloraminleri oluşturur (R

noktası),Klor/amonyak mol oranı < 1 ise monokloramin ve dikloramin oluşacaktır, B noktası

ile kırılma noktası arasında kloruminlerin bir kısmı trikloramine dönüşecek ve geri

kalankloraminler de N2O ve N2 fa oksİtleneeektîr, Klor (Cb) ise klorür (CI") İyonuna

indirgenecektir. Ortama sürekli klor İlavesiyle kloraminlerin çoğu kırılma noktasında

oksİtleneeektİr, Klorun sürekli İlavesi kırılma noktasının Ötesinde suda serbest kullanılabilir

klorun artmasına yol açacaktır. Suda istene kalıntı klor miktarına ulaşmak üzere ilave edilen klor

miktarı "klor İhtiyacı" olarak tanımlanır,

6) Klor dioksit İle De/enfeksiyon :

Klor dîoksit aktif bir dezenfektandır. pH > 7,5 olan sularda özellikle soda ve kireçle

yumuşatma işleminden geçirilmiş sularda dezenfeksiyon etkinliği klordan daha fazladır,,

Klordİoksit ile dezenfeksiyonun kloru göre dezavantajı, klordioksit elde etmek için kullanılan

sodyum kloritiıı CNuClCh) fiyatının yüksek olmasıdır,

2 NaClÖ2 + CI2 = 2 ClCh + 2 NuCl

Klordioksii İle dezenfeksiyon sırasında oluşan başlıca toksik maddeler klorît (ClCb;) ve

klorat (CIO3) bileşikleridir. Ancak oluşan bu formlar serbest klor formlarına kıyasla daha

çabuk bozunurlar. Bu nedenle su ekosistemlerine daha az tehlike olııştururlar.Klordioksiı

kullanımının bir diğer avantajı da sudaki amonyak ile kloramin bileşikleri gibi toksîk olan

bileşikleri oluşturmamasıdır. Klordioksit serbest klor gibi suyla kolay reaksiyona girmez ve

kolaylıkla disosiye olmaz,

7) Kalsiyum Ilipoklorît (Ca(()Cl)2) İle Dezenfeksıyon :

Kireç kaymağı olarak bilinen kalsiyum %35 kadar yani ağırlığının 1/3 kadar klor

içermektedir. Kararlı bir bileşik değildir, Havadan nem çekerek sulanır ve karbonik

asidinetkisiyle klor açığa çıkartarak aktivîtesİ zurnanla azalır Bu nedenle koyu renk şişelerde,

ışıksız ve nemsiz ortamlarda saklanmalıdır. Su dezenfeksiyonunda kullanılabilmesi için klor

içeriğinin > %3() olması gerekmektedir, Amerikalıların H.T.T (High test hipoklorid) isimli

ticari bileşikleri %60-70oranında aktif klor içermektedir, Toz ve solüsyon hulinde

sudezenfeksiyonıında kullanılabildiği gibi ticari olarak tabletler halinde de mevcuttur, En ucuz

klor kaynaklarından biridir, Şahsi su dezenfeksiyonu için evlerde ve şantiyelerde uygulanması

kolaydır.

8) Klorun Organik Bileşikleri İle Dezenfeksiyon :

Su dezenfeksiyonlannda gittikçe önem kuzunun organik klorlu bileşikler cloramine T,

14

halozone gibi bileziklerdir. Cloramine T : Beyaz, kristalli klor kokulu, acı bir tozdur. Suda 7

misli çözülmektedir. Oldukça pahalı olması nedeni yle ancak küçük su ihtiyaçları için kullanılın

Dezenfektan etkinliği pl I < 7 sularda daha fazladır. Bu nedenle dezenfekte edilecek suyun pH'ı

yüksekse tartarik asit ilavesi ile önce pH düşürülmektedir, Halozene %33 oranında klor İçeren

beyaz bir toz şeklindedir. 4 - 8 mg'lık tabletler halinde su dezenfeksiyonunda kullanılır,

KLOR KALINTISININ UZAKLAŞTIRILMASI (DKKLORiNASYON)

Deklorinasyon, klorlama sonrasında atık suların alıcı sulara deşarjını veya tekrar

kullanımını sağlayabilmek için suda bulanabİlecek toplam kombine klor kalıntısının toksik

etkilerinin azaltılması işlemidir.

Klor Kalııılılurının Toksisilcsi

Klorlama insan sağlığına zarar veren patojenik organizmaların yok edilmesi amacıyla

kullanılan en yaygın kullanılan yöntemlerden biridir. Ancak klorlama sırasında atık suyun bazı

organik bileşenlerin klor ile reaksiyona girererk toksik organik klorlu bileşikleri oluşturur.Bu

toksik kalıntıların çevre üzerindeki potansiyel etkilerini minimuma İndirmek için deklorinasyon

işlemi gereklidir. Deklorinasyon amacı ile en fazla kükürtdioksİt kullanılmaktadır. Aktif karbon

da bu amaçla kullanılabilir. Bu amaçla kullanılabilecek diğer bileşikler sodyum sülfit (Na2SÖ.O

ve sodyum metabisülfit (Na2S2Û5) tür.

Kükürldioksit 2)

Kükürtdioksİt gazı suda buluaıı serbest kloru, monokloramin, dİkloramîn, azot triklorür

ve poli n klor bileşiklerinin başarı ile uzaklaştırır. Atık suya kükürtdioksİt eklendiğinde

aşağıdaki reaksiyonlar meydana gelir.

Serbest klor ile reaksiyonları;

SO2+H2O — • ı ı s c v + H +

IIOCI + IISO3- —* Cl" + SO f +2H+

SO2 + I IOC 1 4- M2O — * C I - + 8 Û r + 3H +

Kloraminler ile reaksiyonlar

NH2C1+11SCV + H 2 O — » er + NH44" + n+

S ü 2 + Nl \2C\ + 2) 12O —* CI" + SO4 + NR»*+ 211 *

Çoğu durumda kükürtdioksİt ile deklorinasyon çok uygun bîr işlem olmasına karşın aşırı

kükürtdioksİt uygulaması sudaki çözünmüş oksijeni tüketeceğinden kükürtdioksİt dozunun

kontrollü yapılması gereklidir.

ı5

Aktif* Karhon

Karbon adsorpsiyonıı, suda bulunun kombine ve serbest alık klorun tamamını

uzaklıştırılmasım sağlar. Deklorinasyon amacı ile aktif karbon kullanıldığında aşağıdaki

reaksiyonlar gerçekleşir,

C + 2C12 + 2II2O — * • 4HCI + CO2

kloraminleıie reaksiyonlar;

C + 2NI -hCI + 2! I2O — - * CO2 + 2NH4 + 2C1"

C + 4N1 ICh + 2İ12O > CO: + 2N2 + 8H+ + 8C1"

Arıtma tesislerinde granule aktif karbon kullanılarak suyun hem deklorinasyonu hem de

organik karbon içeriğinin uzaklaştırılması sağlanmaktadır, Ancak bu yöntem oldukça pahalıdır.

Bu nedenle bu uygulama ancak yüksek derişimlerde organik madde içeren suların

deklorinasyonunda tercih edilmektedir.

BROM KLOKLIR İLE DEZENFEKSlYON

Brom kloriir gazı suda hipobromöz asit oluşturur ve bu bileşik brom bileşikleri arasında

en fazla germisidal etkiye sahip olanıdır.

BrCl + H2O —•> MOBr + HCl

Hipobromöz asit suda bulunan amonyak ile bromaminlerî oluşturur,

Nİb + HOBr — ' N I - h B r + lbO

NII2Br + IIOBr — — * NHBr2 + II2O

NHBr + 1 lOBr * NBR3 + H2O

Bromaminler kloraminlerden daha az kararlıdırlar ve germisidal etkinlikleri daha fazladır. Brom

klorür ile dezenfeksîyon işlemi sırasında suda bulunun organik bileşiklerle bromlu organik

bileşikler oluşmaktadır. Ancak bu bileşikler hidrolîtîk ve fotokimyasal reaksiyonlarla kolayca

bozıınmaktadırlar. bu nedenle alıcı sularda önemli miktarlarda bromlu organik bileşiklere

rastlanmaktadır,

OZONLA DEZENFEKSlYON

Ozon ilk kez su dezenfeksiyoıuında 1900!lü yılların başında Fransa'da kullamlmştır.

Kullanımı Batı Avrupa ülkelerinde yaygınlaşmıştır. Bu gün Avrupa'da 1000 kadar ozonla

dezenfeksiyön tesisi mevcuttur, ozonun su arıtma tesislerinde başlıca kullanım amaçlan koku,

tat ve renge neden olan organiklerin kontrolünü sağlamaktır. Ozon her ne kadar önceleri içme

suyunun dezenfeksiyonu amacı ile kullamldıysa da, ozon üretimindeki son gelişmeler ozonu

'6

atık su de/enfeksiyonunda ela ekonomik olarak diğer dezenfektanlarla yansır hale getirmiştir.

Ozon tiret i ini

Ozon sudaki yarı ömrünün çok kısa olması nedeni İle, üretildikten hemen sonra oksijene

bozunmaktadır. bu nedenle arıtma işlemi sırasında üretilmesi tavsiye edilmektedir. Ozonun

üretimnde en etkili yol elektriksel deşarjdır. Ozon jenaratörlennde elektrotlar arasından geçirilen

hava veya saf oksijene yüksek voltaj uygulanarak ozon üretilir. Ozon üretiminde besleyici yaz

olara hava kullanıldığında ağırlıkça % 0,5-3,0 , saf oksijen kullanıldığında ise % 1,0-6,0 ozon

üretilmektedir.

Ozon Kimyası

Ozonun su arıtımınla önemli olan bozunma reaksiyonları aşağıdaki şekillerde

verilmektedir.

O3 f IhO -—*I-KV +011

HOrH + O l l - — * 2 H O 2

OH-HO.? —™> 110 + 20:

I iÜ •*• HO:—*» İhü + Ü2

Oluşan HO2 ve 110 serbest radikalleri çok fazla oksitleme gücüne sahiptirler ve

dezenfeksiyoıula ozonun kendisinden ziyade oluşan bu radikallerin aktif rol oynadıkları

düşünülmektedir.

O/onun Etkinliği

Ozon çok kuvvetli oksitleyieidir.Bakterial etkinliğinin doğrudan hücre duvarını tahrip

etmesinden kaynaklandığı sanılmaktadır, Ozon ayrıca çok etkin viriisittir ve klordan daha fazla

etkin olduğu düşünülmektedir. Ozon çözünmüş katılar oluşturmaz ve amonyum İyonundan

etkilenmez. Bu nedenlerden ötürü ozon klorlama ve lıipoklorlamaya, özellikle bunlardan sonra

deklormasyonun gerektiği durumlara karşı en güçlü alternatif olmaktadır.

Ü/onurı Çevresel Etkileri

Diğer dezenfektan maddeler île kıyaslandığında ozon çevresel etkilere açısından bazı

avantajlar taşımaktadır. Ozonun sudaki kalıntıları suda yaşayan canlılar üzerine akut toksik etki

yapabilmektedir. Ancak ozonun suda çok çabuk bozunması bu kalıntıların alıcı sulara gelinceye

kadar kendiliğinden etkisiz hale gelmesini sağlamaktadır. Ozonun kuvvetli oksitleme kapasitesi

17

suda bulunan hümik asitler ki bunlar trihalometan oluşumuna neden olurlar ve nıalation gibi

pestisıt kalıntılarını parçalayabilecek düzeydedir. Oluşan toksik ara ürünler ozon dozuna temas

süresine ve suda bulunabilecek organik bileşiklere bağlı olarak değişmekledir. De/enfeksiyon

amacıyla klor kullanılmadan önce yapılacak bir ön ozonlama işleminin nihaîn metan

bileşiklerinin oluşumunu büyük ölçüde azalttığı belirlenmiştir,

Ozonun dezenfeksiyon amacıyla kullanımının yanı sıra bir diğer avaniajıda, ozonun sutla

kolaylıkla oksijene bozunnıası nedeniyle suların çözünmüş oksijen içeriğini hemen hemen

doygunluk seviyesine kadar yükselmesini sağlamasıdır. Bu ise su kalite standartlarında istenen

çözünmüş oksijen dengesini sağlayacak bir havalandırma işlemini gereksiz kılmaktadır.

ULTRAVİYOLI«: RADYASYON İLE DKZENKKKSİYON

Ultraviyole ışık kaynağından yayınlanan radyasyon su kaynaklarının dezenfeksiyonu

amacıyla ilk kez uygulandığı 1900 lü yıllardan beri oldukça sınırlı kullanıma sahiptir. Önceleri

ancak yüksek kaliteli su temininde kullanılmıştır, Son yıllarda atık su arıtımında kullanımıda

Önem kazanmak t ati ir, Yeterli dozlarclaki ultraviyole radyasyonun herhangi bir toksik bileşik

oluşturmadan bakterisit ve virüsii olarak kullanılabileceği belirlenmiştir,

UV Radyasyon Kaynağı

Günümüzde düşük basınçlı cıvalı ark lambaları uv radyasyonun dezenfeksiyon amacıyla

kullanımında en yaygm kaynaklardır, Civalı ark lambalarının ürettiği 253,7nın dalga boyunda

ınonokromoiik ışık optimum gennisidai etkiyi sağlamaktadır.

UV Radyasyonun Etkinliği

Uluaviyole radyasyon kimyasal bir dezenfektandan ziyade fiziksel bir dezenfektandır.

254nın dalga boyundaki radyasyon mikroorganizmanın hücre duvarından geçerek, hücre

u, ,»ui ki DNA ve RNA tarafından absorplanır, Bu da hücrenin çoğalmasını engeller ve hücrenin

DÎınesine neden olur, UV radyasyonunun bakterisit etkinliği suyun berrak olmasına bağlıdır.

Bulanıklığa neden olan kirleticiler UV radyasyonunun doğrudan bakteriye ulaşmasını

engelleyeeekıir.

UV radyasyonunun su de/enfeksiyonunda etkin olabilmesi için en etkili yöntem; suyun

ince bir filin tabakası şeklinde ultraviynie lambalar arasından geçirilmesidir.

18

Şekil 2. Atık suyun yüksek enerjili UV radyasyonla dezenieksiyonu

UV Radyasyonun Çevresel Etkileri

UV radyasyonun kimyasal bir ajan olmaması nedeniyle suda toksîk bir kalıntı oluşturması

söz konusu değildir, Buna rağmen sudaki bazı bileşikler UV radyasyonla değişikliğe

uğrayabilmektedirler. Ancak bunlarında daha sonra zararsız formlara dönüştüğü

düşünülmektedir, Bu nedenlerle UV radyasyonun çevresel etki açısından fayda ve zararları

dengelenmektedir.

19