B u p R D s E s D D s V A B 1 Doç.Dr. Ömer Akgiray MarmaraÜniversitesi Çevre Mühendisliği Bölümü Boğaziçi Üniversitesi' nden 1984 yılında Kimya Mühendisi olarak mezun oldu. L--.ıaL-....;--1 1986 yılında ABD'de Syracuse Üniversitesi'nden Kimya Mühendisliği yüksek lisans diplomasını aldıktan sonra, yine aynı üniversitede 1989'da Matematik dalında yüksek lisans ve 1990'da Kimya Mühendisliği dalında doktora çalışmalarını tamamladı. 199093 yılları arasında San Diego'da Biosym Technologies şirketinde çalıştı. 1993 yılından bu yana Marmara Üniversitesi Çevre Mühendisliği Bölüm Başkan Yardımcısı olarak görev yapan Akgiray, İSKİ, DSİ gibi kuruluşlara ve özel şirketlere su ve atıksu arıtma teknolojileri konusunda eğitim ve müşavirlik hizmetleri vermektedir. "' o o N ö >, w "' O> >, .. V) OZET Klorlama işlemi içme sularının, endüstriyel su kaynaklarının, havuz sularının ve atıksuların arıtılmasında yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu yazıda klorlama işleminin anlaşılması ve etkili bir şekilde kullanılabilmesi için gerekli proses kimyası özetlenmiştir. ABSTRACT Chlorination is practiced very widely in the treatment of drinking waters, industrial water supplies, swimming pool waters and wastewaters. This article summarizes the chemistry of chlorination that needs to be known for an effective application of this treatment method. SU VE ATIKSULARININ ARITILMASINDA KLOR KULLANINII UsingChlorine in Purificationof Water and Waste Water 1. Giriş İçme sularının dezenfeksiyonu için Türkiye'de ve bütün dünyada en yaygın olarak tatbik edilen metod klor ile dezenfeksiyondur. İçme sularının arıtılmasında klorlamanın diğer yaygın uygulamaları arasında oksidasyon, renk giderimi, tad ve koku giderimi ve amonyak giderimi say ıl abilir. Oksidasyon ile demir ve manganez giderimi geçen sayıdaki yazımızda anlatılmıştı. Klor, içme suyu tasfiyesindeki uygulama ları n ı n yanı sıra, endüstriyel su kaynakların ı n ve atıksuların tasfiyesinde de kullanılmaktadır. Son senelerde Türkiye'de de yaygı nlaşan bir uygulaması yüzme havuzu sularının dezenfeksiyonudur. Su ve atıksu mühendisliği için gerekli 'su kimyası' üniversitelerimizin çevre mühendisliği bölümlerinde 'çevre mühendisliği kimyası' başlığı altında okutulmaktadır. Bu konular normal olarak temel bilimler kimya, kimya mühendisliği veya makine mühendisliği eğitim programlarının içinde yoktur. Öte yandan kimyagerler, kimya ve makine mühendisleri su veya atıksu arıtma sahalarında faaliyet gösteren şirket ve kuruluşlarda istihdam edilebilmektedir. Bu yazıda klorlama işleminin anlaşılması ve başarılı bir şekilde tatbik edilmesi için bilinmesi gereken temel bilgiler özetlenmiştir. Klorlama temas tanklarının tasarımını ve boyutlandfrılmasını ve mühendislik açısından önemli diğer bazı hususları başka bir yazıda anlatmayı ümit ediyoruz. 2. Klorlama Kimyası Klor gazı (Cl,(g)) suya eklend iği zaman suda çözünmüş klor molekülleri meydana gelir: Suda çözünmüş olan klor gazı (Cl, (aq)) hidroliz reaksiyonu neticesinde hipoklorik asite dönüşür: Cl/aq) + H,0 H HOCI + H+ + CI· Zayıf bir asit olan hipoklorik asit (HOCI) kısmen iyonize olur ve iyonlaşma reaksiyonunda hipoklorit iyonu (OCI-) ortaya çıkar: HOCI H H+ + ocı· Bu iki reaksiyon çift yönlüdür ve çok hızl ıdır: Suya klor gazı ilave edildiği zaman, çözünmüş klor (Cl2(aq)), hipoklorik asit (HOCI) ve hipoklorit iyonu (OCI-) birbirleriyle denge halinde mevcut bulunurlar. Bu üç maddenin konsantrasyonlarının toplamına "serbest klor" elenir: Serbest klor (mg/L Cl 2 olarak) = 70906 ([Cl 2 (aq)l+[HOCIJ +[OCI-]) Köşeli parantez mol/L cinsinden konsantrasyonu ifade eder. Bu denklemdeki 70906 sayısı Cl2 molekülünün (mg/mol olarak) ağırlığıd ı r. Serbest kloru teşki l eden her üç maddenin ele dezenfektan etkisi vardır; klorür (CI-) iyonu ise oksitleyici veya dezenfektan değildir. Su ve atıksula r ın tasfiyesinde klor üç değişik şekilde tatbik edilebilir: Klor gazı (Cl2 ) , sıvı sodyum hipoklorit ("çamaşır suyu", NaOCI) veya katı kalsiyum hipoklorit (Ca(OCl)2 ) . NaOCI ve Ca(OCI), su ile karıştıkları zaman OCI· iyonu serbest kalır: NaOCI ➔ Na+ + OCI· Ca(OCl) 2 ➔ Ca2+ + 2OCI· Hipoklorit yukarıda yazılmış olan denge reaksiyonların ı (ters yönde) meydana getirir: w + ocı· H HOCI HOCI + H+ + CI· H Cl 2 (aq) + H,0 Netice olarak, ister klor gazı kullanılsın, isterse hipokloritler kullanılsın, suda aynı maddeler (çözünmüş Cl 2 , çözünmüş HOCI ve ocı- iyonu) teşekkül eder. Klor gazı ve hipokloritlerclen birinin eklenmeleri ara-
RkJQdWJsaXNoZXIy MTcyMTY=