Post on 12-May-2019
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