İyon Değiştirici Reçinelerin Temizlenme Yöntemleri
Reçineler kapasitelerinin düşmesi veya ürettikleri su kalitesinin bozulması nedeniyle temizlenirler. Geçen zaman içinde bir çok kimyasal temizleme formülasyonu geliştirilmiştir.
Reçine kirlenmeden önce kirlenmenin nedenini tesbit etmek için gözle incelenir. Reçineleri gözle incelemek için şu aletlerin bulunması önerilir: tercihan plastikten yapılmış veya plastikle kaplanmış ve üzerinde taksimat çizgileri bulunan beyaz bir zemin, bir mikroskop veya iyi bir büyülteç, reçinenin orijinal halini görmek ve karşılaştırma yapabilmek aynı reçinenin yenisinden bir örnek, reçinenin içini görebilmek için güçlü bir lamba veya fener, reçineden örnek almak için küçük çaplı bir boru veya tahıl küreği ve reçine örneklerinin saklanması için 250-500 ml hacimli kapaklı kaplar.
Reçineyi incelerken şu noktalara dikkat edlir:
Reçinenin üst tabakası herhangi bir şeyle kaplı mıdır? Önemli miktarda çamur veya kirlilik mevcut mudur?
Reçinelerde topaklanma veya jelatinimsi bir görünüm var mıdır?
Reçinenin kokusu nasıldır?
Reçinenin üst tabakası düzgün müdür veya üzerinde cep şeklinde göçmeler var mıdır? Yani kapasitedeki düşme kirlenmeden değil de toplayıcıların bir kısmının kırılmasından kaynaklanmış olabilir mi?
Reçinenin incelenmesi yanında sistemdeki valflerin, dozaj pompalarının, manometrelerin ve debi ölçerlerin doğru çalışıp, çalışmadığı da kontrol edilmelidir. Tankın kaplaması kontrol edilir ve reçinenin tanktaki seviyesi kaydedilir.
Reçine örneği daima reçinenin merkezinden alınır. Üst tabakadan veya alt tabakadan örnek alınmaz. Mümkün olduğu kadar çok sayıda örnek alınır.
Reçine örnekleri incelenmesi için bir laboratuvara gönderilebilir. Bir çok reçine üreticisi veya bağımsız laboratuvar bu hizmeti vermektedir.
Kirli Reçinelerin Temizlenmesi
Reçinelerin temizlenmesinde yapılan en büyük hata yanlış temizleme yönteminin seçilmesidir. Reçinelerin kirlenmesi çok defa mevsimsel olabilir veya şehir suyunun arıtılmasından kaynaklanabilir. Tecrübeniz kirliliğin nedenleri arasında bir eliminasyon yapmada ve uygun yöntemin seçilmesinde size yardımcı olacaktır.
Aşağıda verilen temizleme yöntemleri standard jel tipi veya makropöröz reçinelere uygulanabilir. Akrilik tip reçinelerde veya özel amaçlı reçinelerde (katalizör gibi) üretici veya satıcı firmanın önerileri sorulmalıdır.
Kirlenmenin ana nedenleri şunlardır:
Demir kirliliği: İçme suyunda demir aşağıdaki şekillerde bulunabilir:
Kompleks demir: Bazı içme suyu tesislerinde suda bulunan demir gibi metalleri bağlamak ve onları suda çözünür halde tutmak için şelatlama maddeleri, sodyum tripolifosfat gibi suya ilave edilir. Böylece demir’in çökmesi ve sıhhi tesisatta pas lekesi oluşturması önlenir. Bu tür maddeler demirin reçinede tutulmasını da azaltırlar.
Organik maddelerde bulunan bağlanmış demir: Demir suda organik maddeler tarafından, tanninler gibi bağlanmış olarak da bulunabilir. Yüzey sularında veya sığ kuyularda bulunan tannin suya açık sarı, kızılımsı bir renk verir. Bu tür demir yumuşatıcılarda kullanılan reçinerde tutulmaz. Ancak, kuvvetli bazik makropöröz anyon değiştirici reçinelerin organik maddelere karşı göstermiş olduğu kuvvetli afiniteden dolayı bu tür reçinelerde tutulurlar.
Demir bakterileri: Suda bulunan bazı bakteriler demir(II) bikarbonat’ı metabolik faaliyetlerinde kullanırlar. Demir çözünmeyen formda hücre zarında çöker. Bu tür demir içeren sular kızılımsı bir renge ve farkedilebilir bir kokuya sahiptirler.
Demir (II) bikarbonat veya temiz su demiri: Yeraltı sularında demir suda bulunan karbondioksit ile reaksiyona girerek çözünür demir(II) bikarbonata dönüşür ve bu tür demir suda gözle farkedilmez. Bu tür demir yumuşatıcılarda kullanılan standard reçineler tarafından tutulur.
Demir hidroksit veya kırmızı su demiri: Suda bulunan çözünmüş demir havanın oksijeniyle veya başka oksitleyicilerle suda çözünmeyen demir hidroksit halinde çöker. Bu tür demir suya sarımsı veya kızılımsı bir renk verir.
Hangi tip demirle kirlenmiş olursa olsun bu tür bir kirlilikte reçinenin Sodyum bisülfit ile temizlenmesi önerilir. Sodyum bisülfit Sodyum klorürle birlikte kullanılacak olursa reçine yüzeyinde toplanmış demir kirliliğini çözerek uzaklaştırır.
Eğer aşırı bir kirlilik söz konusuysa reçinenin kapasitesini eski haline getirmek için temizleme işleminin tekrarlanması gerekebilir. Sodyum bisülfit beklemekle bozulduğundan temizleme öncesinde taze olarak hazırlanır.
Tuz tankına kimyasal temizleyiciler ilave edilerek de demirin zamanla reçinelerde oluşturduğu kirliliğin önüne geçilebilir.
Reçinelerden demir kirliliğinin temizlenmesi şu kademelerden oluşur:
1. Reçine önce en az 160 g NaCl/L.reçine tuz ile muamele edilir. Katyon reçinelerinde tuz çözeltisi %10’luk hazırlanır. Anyon değiştirici reçinelerde tuz çözeltisi maksimum %5’lik olarak hazırlanır.
2. Reçine drene edilen suyun bulanıklığı hemen hemen reçine kolonuna giren suyun bulanıklığına düşünceye kadar geri yıkanır. Yaklaşık 30 dakikalık bir süre ve normal üretim akış hızının 1-1,5 katı bir hız yeterli olur. Atılan su gözlenerek reçine kaçağı olup, olmadığı kontrol edilir.
3. Çalkalamanın ardından reçinenin üstünde 2,5-15 cm su kalıncaya kadar reçine tankındaki su boşaltılır.
4. Her litre reçine başına 12 litre su içinde 80g kaliteli tuz ve 15g Sodyum bisülfitten bir çözelti hazırlanır (örneğin reçine tankında 100 litre reçine kullanılmışsa 1200 litre su, 8 kg tuz ve 1,5 kg Sodyum bisülfitten bir çözelti hazırlanır). Bu çözelti kolona doldurulur (örneğin üst adam deliğinden veya kontrol valfinin bağlantı deliğinden). Tankın kalan kısmı yumuşak su ile doldurulur. Bu çözelti reçinenin üstünden yaklaşık 30-50 dakikada geçirilir (temas süresi). Eğer mümkünse çözelti iki saat tankta bekletilir. Reçine her litre reçine başına 6 litre su ile çalkalanır.
5. Reçine tankı terkeden su berraklaşıncaya kadar geri yıkanır. Ardından her litre reçine başına 300-450 g rejenerant kullanılarak veya standard rejenerasyon seviyesinde çift rejenerasyon yapılarak reçine devreye alınır.
Sertlik Kirliliği: Bu, demineralize sistemlerinde katyon reçinesine aşırı yüklenilmesi, yani normal su üretim kapasitesinin üstünde bir üretime zorlanması durumunda en çok karşılaşılan kirlilik şeklidir. Hidroksit formunda çalıştırılan bazı dealkalize sistemlerinde de bir cins sertlik kirliliği görülebilir. Bu kirliliğin gözle görülebilen karakteristik belirtisi reçine yatağının üzerinde muhtemelen kalsiyum/magnezyum sülfat veya kalsiyum/magnezyum karbonattan oluşmuş beyaz yumuşak bir kristal tabakasının varlığıdır.
Temizleme işlemi yapı malzemelerine zarar verebileceğinden reçinenin su arıtma sisteminden ayrılarak ayrı bir yerde temizlenmesi gerekebilir. Sertlik kirliliğinin temizlenmesinde şu işlemler uygulanır:
1. Reçinenin içinde bulunan gevşek kirliliklerin uzaklaştırılması için reçine iyice geri yıkanır.
2. Eğer anyon reçinesi hidroksit formundaysa reçineyi nötralize etmek (klorür formuna çevirmek) için reçinenin tuzla yıkanması gerekir. Geri yıkamanın ardından reçine her litre reçine başına 240g tuz kullanılarak % 7’lik tuz çözeltisi ile muamele edilir.
3. Sertlik kirliliğinin temizlenmesinde en iyi netice Hidroklorik asit kullanılarak elde edilir. Reçine bir yatak hacminde %4’lük HCl çözeltisi ile muamele edilir ve bir saat reçine bu çözeltiyle temasta bırakılır. Asit çözeltisinin önceden 35 ûC’a ısıtılması çok iyi netice verir.
4. Reçine drene edilen akışkandaki toplam çözünmüş katı madde yıkamada kullanılan suyun % 20 fazlasına düşünceye kadar çalkalanır. Bu işlemde bir kaç reçine yatağı su kullanılması gerekebilir.
5. Eğer reçine hala kirliyse 3.de belirtilen işlem % 10’luk HCl ile tekrarlanır. Reçinenin HCl çözeltisi içinde bekletilme süresi 4 saate çıkartılır ve aynen 4.deki gibi devam edilir.
6. Reçine tekrar kendi tankına alındıktan sonra uygun forma çevrilmesi amacıyla normalden yüksek bir rejenerasyon seviyesinde çifte rejene
re edilir.
Çamur Kirliliği:Tüm reçineler çamur veya pisliklerle kirlenmeye karşı hassastırlar. Bu tür kirliliğin belirtisi reçine yatağının üst tabakalarındaki kirliliğin fazla olması ve reçine tanelerinin üstünde adeta kabuk gibi bir tabakanın bulunmasıdır.
Çamur veya pislikle kirlenmiş reçineler şöyle temizlenir:
1. Gevşek kirliliğin uzaklaştırılması için reçine iyice geri yıkanır. Kirlilik çok fazla ise yıkamanın 35 û’de su ile yapılması önerilir.
2. Katyon değiştirici reçinelerde genel amaçlı anyonik bir deterjanın derişik bir çözeltisi bu amaçla kullanılabilir. Daha genel olarak hem katyon, hem de anyon reçineleri non-iyonik bir deterjanın %1-3’lük bir çözeltisi ile temizlenir.
3. Mümkünse reçine yatağı hava ile karıştırılır.
4. Temizliğin ardından reçine çalkalanır ve devreye alınır. Temizlemenin işe yarayıp, yaramadığı kapasite testleri veya reçine kolonundaki basınç düşmesinden takip edilir.
Organik kirlilik: Bu tür kirlilik genel olarak anyon reçinelerine ve bilhassa makropöröz anyon reçinelerine mahsustur ve yüzey sularında veya sığ kuyu sularında bulunan tannin ve hümik asitler ile yakından ilgilidir. Bu tür kirlilik mevsimsel olabilir ve göl sularının karışması, yağmurlar veya sıcaklık değişimlerinden kaynaklanabilir.
Reçine tanelerinin üstünde bu tür kirlilik kahve rengi, sarı, kırmızı ve soluk siyah renkli olabilir. Demineralize tesislerinde anyon reçinesinin rengi katyon reçinesinden dahi daha koyu hale gelebilir. Bu tür kirliliğin diğer belirtileri yavaş çalkalama sürelerinin uzaması, tuz çözeltisi veya diğer rejenerantların geri yıkama sularının köpürmesidir.
Organik maddelerle kirlenmiş anyon reçinelerinin muamelesinde sistematik çalışma çok önemlidir. Organik maddelerin koagüle olabilme özellikleri nedeniyle temizleme doğru yapılmazsa reçineler bir daha temizlenemez şekilde kirlenebilirler. Temizleme işlemi şu kademelerden oluşur:
1. Tükenmiş reçine geri yıkanır ve mümkünse reçine yatağı 35 ûC’a ısıtılır.
2. Her litre reçine için 0,93 litre ısıtılmış yumuşak su, 0,33 litre doymuş tuz çözeltisi ve 0,013 litre % 50’lik Sodyum hidroksitten bir çözelti hazırlanır.
3. Reçine tankının drenajları açılır ve tank içindeki su drene edilirken yerine 2.basamakta hazırlanan temizleme çözeltisi yavaşça tanka doldurulur (çözelti tuz tankı ve dealkalize sistemlerinde bulunan kimyasal tankından ilave edilebilir). Çözelti bir gece reçine tankında bekletilir.
4. Temizleme çözeltisi drene edilir ve çözeltinin renginin çay renginde olup, olmadığı kontrol edilir. Çok kirli reçinelerde işlemin tekrarı gerekebilir. Mümkünse bir mikroskopla temizleme sonucunda bir gelişme kaydedilip, edilmediği kontrol edilir. Reçine geri yıkanır ve devreye alınmadan önce çifte rejenerasyon yapılır.
Yağ veya gres kirliliği: Bu tür kirliliğin gözle görülebilen belirtileri reçine yatağının üstünde, reçine tankının duvarlarında ve tankın iç aksamının yüzeyinde çözünmeyen yağ tabakalarıdır. Bu tür kirlenme bazı endüstriyel tesislerdeki kaçaklar sonucu ortaya çıkar.
Temizleme şu kademelerden oluşur:
1. Reçine iyice geri yıkanır. Mineral yağlarla kirlenmede 35 ûC’daki % 5’lik Sodyum hidroksit çözeltisi ile sık sık temizleme iyi sonuç verebilir. Bununla beraber bu tür bir temizlik silisli yağlara ve kondensasyon tipi katyon değiştiricilere uygun değildir.
2. Katyon reçinelerinde genel amaçlı anyonik bir deterjanın derişik bir çözeltisi ile yapılan temizleme genellikle başarılı olur. Daha genel bir kullanım için uygun bir non-iyonik deterjanın % 1’lik çözeltisi kullanılmalıdır.
3. Temizlemenin ardından deterjan çalkalanır ve sistem devreye alınarak kapasite testleriyle temizlemenin başarılı olup, olmadığı kontrol edilir.
Yosun ve bakteri kirliliği: Bu tür kirlilkte tankın iç yüzeyinde yeşilden siyaha değişen renkte lekeler , tankın iç aksamında ve reçine yatağının üstünde yapışkan bir tabaka görülür. Kötü bir koku yanında kapasitede düşüş ve basınç farkının artması da olağandır. Çevrimlerin (üretim süresinin) uzun olduğu ve tanka giren suda hiç biosid artığı bulunmayan durumlarda bu tür bir kirlilik sık görülür.
Bununla beraber bütün reçinelerin temizlenmesi gerekmez. Örneğin demineralize tesislerinde her rejenerasyonda bu tür maddeler ölür. Bu tesislerde rejenerasyonda kullanılan asitler ve bazlar hücre zarını parçalayıcı etkiye sahiptirler. Akış hızları ve kimyasal madde kullanımı normal olduğu sürece biolojik kirlenme kontrol atında tutulur. Buna karşılık yumuşatıcılar ve klorür formunda çalıştırılan dealkalizasyon tesisleri biolojik kirlenmeye karşı daha hassastırlar. Bu tür ünitelerde önerilen bir temizleme yöntemi şöyledir:
1. Reçine iyice geri yıkanır. Tuz çözeltisi ile rejenere edilerek sodyum veya klorür formuna çevrilir.
2. %3’lük Hidrojen peroksit çözeltisi hazırlanır. Bu çözelti yumuşak su ile 1:10 oranında seyreltilir. Bu seyreltik çözelti reçinenin üstünden geçirilir. Reçinenin içinde bulunan suyun tamamı yerine bu çözelti geçirilir ve 60 dakika beklendikten sonra geri yıkanır.
3. Reçine normal şekilde rejenere edilir.
Kaynak:
Bill Herrera, Water Technology, Ağustos 1999
Çeviren: Nurettin Kızılkılıç
Abacı Kimya
