su arıtma

Dezenfeksiyon; suda oluşan hastalıkların suyu kullananlara ve çevreye yayılmasını önlemek amacıyla patojenik organizmaların inaktivasyonu/yok olması için başlıca mekanizma olarak kabul edilmektedir. Her hangi bir dezenfektanın etkili olması amacıyla, atık suların dezenfeksiyon işleminden önce yeterli derecede arıtımı önemlidir. Tablo 1 de evsel atık sularında bulunan bazı genel mikroorganizmalar ve oluşturdukları hastalıklar liste halinde verilmiştir.

TABLO 1: ARITILMAMIŞ EVSEL ATIK SULARDA POTANSİYEL OLARAK BULUNAN ENFEKSİYON AJANLARI

ORGANİZMA OLUŞTURDUĞU HASTALIK

Oksijen moleküllerinin bir enerji kaynağı sayesinde oksijen atomlarına ayrılarak bu atomlardan birisinin diğer bir oksijen molekülüne(O2) çarpması sonucu dengesiz bir gaz olan ozon (O3) meydana gelir ve bu gaz suyun dezenfeksiyonu için kullanılır. Su arıtım tesislerinin çoğu dielektrik deşarj aralığından geçirdikleri oksijen taşıyıcı bir gaza yüksek voltajlı .(6-20 kilovolt) alternatif akım uygulayarak OZON elde ederler.
Ozon dengesiz bir gaz olduğundan sitede(gerektiği yerde) üretilir, çünkü üretildikten kısa bir süre sonra oksijene dönüşür.

Ozon çok güçlü bir oksidasyon maddesidir ve güçlü bir virüsiddir. Ozon kullanan dezenfeksiyon mekanizması çalışma şekli şöyledir,

Hücre duvarının doğrudan oksidasyonu/parçalanması sonucu hücre muhteviyatının hücre dışına akması.
Ozon parçalanması sonucu oluşan radikal yan ürünlerin oluşturduğu reaksiyonlar.
Nükleik asidi oluşturan maddelerin parçalanması(purinlerin ve pirimidinlerin)
Depolimerizasyona giden karbon-azot bağlarının kopması.

Ozon su içinde parçalandığında , hidrojenperoksit(H₂O₂) ve hidroksil (OH) serbest radikaller oluşur.Oluşan bu radikallerin çok yüksek oksidasyon kapasiteleri vardır ve dezenfeksiyon proseslerinde aktif bir rol oynarlar. Genel bir inanışa göre bakteriler hücre duvarlarının(hücre lysis) (protoplazmik oksidasyonla ) parçalanması sonucu yok olurlar.

Dezenfeksiyonun verimliliği hedef organizmaların hassasiyetine, temas süresine, ozon konsantrasyonuna bağlıdır .Ozon proses hattı diyagramı Şekil 1 de verilmiştir. Ozon dezenfeksiyon sisteminin kısımları şunlardan oluşur: besleme gazı hazırlanması, ozon üretimi, ozonla temas, ve artık ozonun parçalanarak yok edilmesi.

Hava veya saf oksijen besleme gazı olarak kullanılırlar. Ozon jeneratöründen belli bir hızla geçirilirler. Üretim için enerji kaynağı, oksijen ihtiva eden gas içindeki elektrik deşarjı ile oluşturulur.

Ozon jeneratörleri tipik olarak şöyle sınıflandırılır:
Kontrol mekanizması (ya bir voltaj veya frekans ünitesi)
Soğutma mekanizması(ya su,ya hava veya sulu yağ)
Dielektriklerin fiziksel düzeni(yatay veya dikey)
İcadı yapanın adı

Bununla birlikte, farklı şirketlerce üretilen jeneratörler tek bir özelliğe sahiptirler fakat bazı ortak konfigürasyonları da vardır.

Elektrikle deşarj metodu ozon üretiminde kullanılan en genel enerji kaynağıdır. Aşırı derecede kurutulmuş hava veya saf oksijen kontrollu, homojen yüksek voltaj deşarjına(yüksek veya düşük frekanslı) maruz bırakılır. Besleme gazının yaş noktası -60 o C ( - 76 o F) veya daha düşük olmalıdır. Havadan oluşan gaz yaklaşık % 0,5-3 ( ağırlıkça) ozon ihtiva eder. Saf oksijen kullanıldığında bu konsantrasyonun yaklaşık iki veya dört katı ozon üretilir.
Ozon oluştuktan sonra, aşağı akışlı bir kontakt haznesine gönderilir. Ozon burada dezenfekte edilecek atık su ile temas eder. Kontaktörün ana amacı dezenfeksiyon için yeterli bir sürede ozonu gaz baloncukları halinde ana su hattına transfer etmektir. Genelde kullanılan kontaktör tipleri: Difüzör baloncuk(ters akışlı veya aynı yönde akışlı), positif basınçlı enjeksiyon, negatif basınçlı enjeksiyon(venturi), mekanik ajitasyon ve dolgu maddesi ihtiva eden kuleleri sayabilriz. Ozon çok çabuk harcandığından, homojen bir şekilde sürekli temas etmelidir. (plug flow contactor)
Kontakt haznesinden çıkan atık gazlar atmosfere salınmadan önce kalıntı ozonu yok etmek için işleme tabi tutulmalıdır. Bu nedenle, daha iyi bir verimlilik için optimal bir ozon dozajını ayarlamak gereklidir. Besleme gazı olarak saf oksijen kullanıldığında, kontakt haznesinden çıkan atık gazlar, ya ozon elde etmek üzere jeneratöre veya havalandırma tankında tekrar kullanılmak üzere geri döndürülür (resaykıl yapılır). Kullanılmayan ozon atık gazları ozon yok etme ünitesine gönderilir veya resaykıl yapılır.

Anahtar proses kontrol parametreleri, dozlama, karıştırma ve kontakt (temas) süresidir. Bir ozon dezenfeksiyon sisteminde, ozonun atık sudaki çözünmesinin maksimum olması istenir, çünki dezenfeksiyon, ozonun atık suya transfer olabilme durumuna bağlıdır.
Belli bir sıcaklıkta (sabit) atık su içerisinde çözünecek ozon miktarı, ozonun gaz besleme hattındaki veya su üzerindeki gaz formundaki ozonun gaz fazındaki kısmi basıncına bağlıdır.
Tesisin kurulumundan önce, söz konusu sitelerde, deşarj kurallarına uyulduğundan emin olmak için tüm ozonlu dezenfeksiyon sistemlerinde pilot test uygulaması yapılması kritik bir durumdur ve buna göre kalibre edilmelidir.