Osmos Olayı   tabiatta canlıların yaşamında her an görev yapan  çok ilginç bir tabiat olayıdır.  İnsan zekasının tersine çevirdiği bu tabiat kuralı sayesinde bugün çok kötü ve tuzlu sulardan  iyi su elde etmek mümkün oluyor.  “Ters Osmos” olarak adlandırılan bu teknik ile imal edilmiş cihazlar bugün dünyada ve ülkemizde enerji santrallarından tekstil boyahanelerine, meşrubat üretiminden sofra suyu üretimine kadar bir çok yerde karşımıza çıkıyor. Teknolojinin bugün ulaştığı noktada, SU için en mükemmel mineral filtresi olarak nitelendireceğimiz TERS OSMOS sistemini her teknik kişinin yakından tanımasında yarar vardır. Basit bir tesisata benzeyen Ters Osmos cihazının tasarımında ham su, üretim suyu, kullanılan mambran türü gibi bir çok teknik bilgi ve tecrübe gerektiğinden, Ters Osmos  konusu bir mühendislik ihtisası olarak kabul edilmektedir. TERS OSMOS SİSTEMİNİN ÇALIŞMA PRENSİBİ Ters Osmos (TO) ile ilgili yazı dizimizin Birinci Bölümünde Ters Osmos tekniğinin dünyadaki gelişme nedenlerini anlatırken TO’yu “en mükemmel mineral filtresi” olarak tanımladık. Şu soru akla geliyor: TO çok iyi bir filtre ise neden bunun da adı filtre değil de Ters Osmos Cihazı?  Çünkü bu mineral filtresinin çalışmaşekli   başka bir tekniğe dayanıyor ve bu tekniğin adı “TERS OSMOS “ kelimeleri ile anlatılıyor.Tabii ki OSMOS prensibinin ne olduğunu bilmeden Ters Osmos’u anlamak mümkün değildir.  Onun için burada OSMOS prensibine kısaca değinelim.  OSMOS  olayı (Türkçe Biyoloji literatüründe OZMOZ ve  bazen GEÇİŞME olarak anılır), tabiatta canlıların tümünün yaşamında büyük önem   taşır.  Bitki köklerinin topraktan suyu almaları, beden içindeki hücrelerin  beslenmesi için kandan sıvı alıp vermeleri, böbreklerde kanın idrardan ayrılması  gibi birçok tabii olay OSMOS prensibi sayesinde olur. Tabiatta herşey denge içindedir. Tabiat kanunlarına göre yüksekteki su alçak bir noktaya doğru akar.  Basınçlı hava daha az basınçlı bir yöreye doğru rüzgar olarak gider. Bu tabiat olayları gibi, tabiattaki saf sular kendinden daha az saf, yani daha çok  mineral içeren (daha tuzlu) sulara doğru geçerek tabiattaki sularda  bir tuzluluk dengesi sağlarlar.  Tabii OSMOS olayını  “tabiatta  sular arasındaki  mineral dengesinin sağlanması” olarak da düşünebiliriz.   OSMOS  prensibi ile topraktaki sular, bitki kökü üzerindeki zarı aşarak daha çok tuzlu olan bitki içindeki suların içine girer.  Oysa toprak içindeki suyun basıncı yüksek bir ağacın kökündeki suyun basınçtan daha azdır.   Buna rağmen, topraktaki az mineralli  su 100 metre yükseklikteki ağacın dahi kökü içine girer ve böylece ağaç ihtiyacı olan suyu ve mineralleri alır ve yaşamına devam eder.   Bu tabii olay az mineralli suyun  daha çok mineralli suya kıyasla bir basıncı olduğunu ispat eder.      >Suların tuzluluk (mineral) farkından doğan bu  “Ozmotik Basınç” sayesinde, ayni  atmosferik basınç altında bulunan su,  canlıları veya hücreleri ayıran zardan (yani mambrandan) diğer tarafa  kolayca geçer.    Bu tabiat olayında, bir zar ile ayrılan sular arasında bildiğimiz  “bileşik kaplar” kanunu geçerli değildir. OZMOTİK BASINÇ’ışöyle tanımlayabiliriz: bir zar (mambran) ile ayrılmış olan az mineralli (az tuzlu) suyun  daha   çok mineral içeren su tarafına doğru geçişini engellemek için tuzlu su tarafına uygulanacak basınçtır (Şemayı tetkik edin).    Su içinde çözünmüş halde bulunan minerallerin miktarına göre  suyun Ozmotik Basıncı hasaplanabilir.  Örneğin, içinde 35000 mg/litre çözünmüş madde bulunan Akdeniz’in suyunun ozmotik basıncı 26  Bardır (260 mss).  Demek ki,şemadaki gibi, bir kabı  yarı geçirgen bir tabii zar  veya TO mambranı ile ikiye ayırırsak, bir tarafa deniz suyu ve diğer tarafa   saf su koyarsak, saf suyun  deniz suyu tarafına geçmesini engellemek için deniz suyu tarafına en az 26 Bar basınç uygulamamız gerekir.     Biyoloji eğitimi yapmamış kişileri çokşaşırtan bu tabii olay ve bu tabiat gücü sayesinde canlılar yaşamını sürdürmektedir tarafına,   >Ozmotik Basınç’tan daha yüksek bir basınç uygulanır ve böylece TERS OSMOS olayı yaratılarak mineralli (tuzlu) sulardan tatlı su tarafına doğru su geçişi elde edilir.  Ters Osmos olayında su içindeki çözünmüş mineraller zarın (mambranın) diğer tarafına geçemezler.  Ham su içinde bulunan katı maddeler, bakteriler, virüsler, organik maddeler de mambranı aşamazlar ve mineralli  su tarafında kalırlar. İşte, Ters Osmos cihazı bu prensip ile çalışır: kuyu suyu gibi az mineral içeren  sulardan iyi su elde etmek için 10 – 15 Bar gibi basınçta çalışan TO cihazlar kullanılır; deniz suyundan iyi su elde etmek için ise 60 - 70 Bar basınçta çalışan TO cihazları tasarlanır. TO tekniğinin Filtre  tekniğinden diğer önemli bir farkına değinelim. Bir filtrede su filtre yüzeyine dik olarak hareket eder ve sudan ayrılması istenen katılar filtre yüzeyinde kalır, suyun %100’ü süzülür.  Oysa TO tekniğinde su TO mambranı yüzeyine paralel olarak hareket eder, mambranın iki tarafındaki basınç farkı ile mineralli suyun bir kısmı mineralleri terk ederek ve saf olarak mambranın diğer tarafına geçer.    Mineralli sular TO Mambranı boyunca hareket ederken  su miktarı gittikçe azalır,  ancak kalan suyun  mineral miktarı gittikçe artar, bu kalan su, sudan   ayrılması istenen mineraller ile beraber TO cihazını terk eder (şemayı inceleyin).    TO tekniğinde, suyun içindeki mineral miktarına göre bu atılan suyun oranı hesaplanır. “Mineral Filtresi” olarak tanımladığımız  TO’da filtrasyon mertebesi bir mikronun binde biri altındadır (0,001 mikron altında).  Minerallerin geçemediği bir filtreden virüsler dahi geçemez.Teorik olarak, minerallerin mambrandan diğer tarafa geçmemesi gerekir, ancak,   tatbikatta çok az bir miktar mineral saf su ile beraber mambranı aşar.   “Mineral kaçağı” olarak adlandıracağımız bu olayın miktarı  ham suyun içindeki minerallerin türüne ve miktarına, kullanılan TO mambranı türüne, TO cihazının işletme basıncına,  atık su oranına ve TO cihazının tasarımına göre değişir.   Örneğin, deniz suyunu iyileştiren TO cihazları suyun içindeki çözünmüş minerallerin  %99’unu ayırır ( yani %1 kadar mineral iyi su tarafına kaçar), deniz suyundan iyi su elde edilirken   ham suyun %60 kadarı atık olarak atılır.  Oysa 1000 mikroS/cm iletkenlikteki bir kuyu suyundan kazan besi suyu üreten bir TO cihazının %3 kadar mineral kaçırmasına müsaade edilir, bu  işlem sırasında ham  suyun %20 kadarı atık su olarak atılır.  TO CİHAZININ TASARIM KRİTERLERİ TO cihazı tasarımında ham suyun içindeki çözünmüş maddelerin türü ve miktarı, suyun sıcaklığı, üretilecek suyun debisi ve bu suyun kullanım maksadı  tasarım kriterleri için en önemli verilerdir.TO cihazı tasarımı yapabilmek için Ham Su Analizinde istenen değerler Tablo 1. ‘de verilmiştir.TO teknolojisi geliştikçe TO mambranlarının türü de çoğaldı.   Düşük basınçta çalışan ve ham sudaki minerallerin yalnızca %70 kadarını ayıran mambranlar olduğu gibi, çok yüksek basınçta görev yaparak minerallerin %99 kadarını ayıran mambran türleri de mevcuttur.  Diğer taraftan, çok düşük maliyet ile iyi su ürettiği için bugün en çok tercih edilen  Poliamid mambranlar klorlanmış suya dayanıklı değilken, ilk icat edilen mambranlardan olan “Selüloz Asetat” türü mambranlar klor ile dezenfekte edilen sularda ve steril ortamlarda  halen kullanılmaktadır.   Mambranların çoğu 45 – 50 derece C sıcaklıklarda deforme olurlar.  Son yıllarda  80 derece C su ile yıkanabilen mambranlar da üretildi.   Son icat edilen TO mambran türleri ile artık her ihtiyaca, her prosese ve atık su dahil her kötü suya uygun TO mambranı seçmek ve TO cihazı imal etmek kolaylaştı Ters Osmos Cihazı Tasarımı TO cihazı bir araba motoru gibi çok karmaşık bir  makina değildir.   TO cihazı, üzerinde mambran kapları, TO mambranları, bir pompa, vanalar, borular ve bazı ölçü birimleri ve bunları kontrol eden bir ana panodan yapılmış bir SİSTEM, hatta bir  TESİSAT olarak kabul edilebilir.  Ancak, basit görünen bu tesisatta mambran türünün ve miktarının seçimi, mambranın ham su tarafındaki su hızı, mambran içinden suyun  diğer tarafa  geçiş hızı, gittikçe mineral oranı artan ham suyun kristal üreterek mambranları tıkama risklerinin hesabı gibi bir çok hassas noktalar TO tasarımını bir mühendislik ihtisası konusu yapar.   Yanlış tasarımı yapılan TO cihazlarının mambranlarının çok az ömürlü olduğunu ve bu cihazları kullanan işletmelerin bir iki yılda bir TO mambranlarını yenilediklerini, “ucuz mal satın aldım” diye övünen işletmelerin TO cihazını çok pahalıya mal ettiklerini görüyoruz.  İyi tasarlanmış ve iyi bakımı yapılan  bir TO cihazının   mambranları genelde 5 ile 7 yıl kadar   görev yapar ve bu süre sonunda cihaza yeni mambranlar takılır. Atık Su Miktarı:  TO’nun çalışmaşekli insan ve hayvandaki “böbrek”in çalışmasını andırır.  Böbrek, kandaki zararlı nesneleri ayırır ve bir miktar su ile bunları “idrar” olarak vücut dışına atar.  TO cihazı da sudaki mineralleri ayırır ve bunları dışarı atabilmek için bir miktar suya ihtiyacı vardır.  Mineralleri atmak için yeterli miktarda su  olmazsa, ayni “böbrek taşı” misali  TO içinde de taşlar oluşur.  Bu nedenle, ham suda bulunan mineral miktarına göre  ve  TO’nun üreteceği su miktarına göre “atık su” oranı hesap edilir.  Örneğin çok mineral içeren deniz suyunu arıtan bir TO’da  atık oranı %60 kadarken, 1000 iletkenlikte bir kuyu suyu ile çalışan TO yalnızca %15 –20 kadar su atar.  Su içinde bulunan ve kristal üretmeye meyilli olan Silikat,  Kalsiyum  ve Magnezyum minerallerinin çok yüksek oluşu tasarımşartlarını çok etkiler ve bu tür sular ile çalışan TO cihazları ancak  çok su atarak sağlıklı çalışabilirler.Çok az miktarda su üreten TO cihazlarında TO  mambran sayısı azdır.  Ham su,  az sayıdaki mambranlardan geçerken  suyun büyük bir kısmı  süzülmeden mambranı terk eder.  Bu nedenle,  az su üreten TO cihazlarının üretim randımanı çok düşük olur ve bu cihazlar, ham su kalitesi çok kötü olmasa dahi  (1000 mikroS/cm gibi)   %60 - %80 kadar  su atarlar.   Ayni kalitede ham sudan 30 – 40 m³/saat su üreten bir TO cihazı ise yaklaşık %15 kadar su atar, dolayısı ile yüksek kapasiteli TO cihazları  çok daha randımanlıdır.1970 li yıllardan bu yana  gelişmiş olan  ve dünyadaki kullanımı çok  yaygınlaşan TO cihazları artık ülkemizde de yerini almaya başladı.  Proses suyu ihtiyacı yanında “açık buhar” kullanan işletmelere ve Enerji Santrallarına yüksek ekonomi sağlayan TO cihazını daha yakından incelemenizi ve işletmenize kazandıracağı avantajları hesaplamanızı tavsiye ederiz. TO Sistemleri hakkında diğer bilgileri yazımızın gelecek bölümlerinde anlatacağız. Ters Osmos Sistemini Yakından tanıyalım: <Geri | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | Ileri> Yük. Müh Enis Burkut / Termodinamik Dergisi - Subat 2002