Zeloit ve su arıtmada kullanımı

[metro...@gmail.com]

Zeolit, kelime olarak "Kaynayan Taş" anlamındadır ; 1756 yılında
İsveçli mineralog Freiherr Axel Fredrick Cronstedt tarafından
bulunmuştur. Zeolitler, milyonlarca yıl önce oluşan doğal
minerallerdir. Volkanik küllerin su ortamında değişime uğraması
sonucunda oluşurlar. Zeolit mineralleri, birbirine oksijen atomlarını
paylaşarak bağlanan tetrahedral AlO4 ve SiO4'in sınırsız uzayabilen üç
boyutlu ağından oluşan aluminosilikat yapıdadır.Yapıları bal peteği,
kafese benzeyen, değişebilir katyonlar ve su ihtiva eden mikro
gözenekli malzemelerdir. Bu özellik zeolitlerin seçimli adsorbsiyon,
moleküler elek ve katalitik kullanım alanları gibi uygulamalarda
değerlendirilmesini sağlar. Zeolitlerin başlıca fiziksel ve kimyasal
özellikleri olan; iyon değişikliği yapabilme adsorbsiyon ve buna bağlı
moleküler elek yapısı zeolitlerin çok çeşitli endüstriyel alanlarda
kullanılmalarına neden olmuştur. Son yıllarda zeolit mineralleri iyon
değistirme ve adsorbsiyon özellikleri nedeniyle kirlilik kontrolünde
gittikçe artarak kullanılmaktadır.

Doğal Zeolitlerin Su ve Çevre Uygulamaları :

a- Endüstriyel Atık Suların Temizlenmesi Zeolitlerin filtre
yetenekleri sayesinde su sistemlerinde bulunan birçok kontaminantı çok
yönlü ve çevreye dost bir şekilde yakalanabilirler. Doğal zeolitler bu
işlemleri yüksek iyon değişim kapasiteleri, emilim-salma enerjileri ve
modifikasyon kabiliyetleri sayesinde yapabilirler. Zeolit grubu
minerallerin en önemli özelliklerinden biri farklı oranlarda kristal
boş¬luğu içermeleri ve bu sayede atık sular içinde çözelti ortamında
bulunan ve çevreye zarar veren elementleri (anyon ve katyon halinde)
bünyelerine alabil¬meleridir.

Zeolit'in yüksek derecede gözenekli yapısı boyut olarak 4 mikron'a
kadar parçacıkları yakalar. Zeolitlerin katyonları ve bazı organik
kontaminantları ve istenmeyen kokuları çekmesini sağlayan doğal
negatif yükü vardır. Zeolitler, ion değişimi ile sıvı akışkanlardan
ayrılabilen çesitli metal katyonları yüksek bir seçicilikle yakalar.
Doğal zeolitler içme suyu ve atık sulardan ağır metal katyonlarının
(Pb, Cu, Cd, Zn, Co, Cr, Mn ve Fe; Pb, Cu ) yüksek bir seçicilikle
ayrılmalarını sağlar. İyon Değişimi Yoluyla Amonyak Giderimi: Canlı
yaşamı için gerekli bir besin olmakla birlikte, su ortamında fazla
miktarda bulunması ötröfikasyon başta olmak üzere önemli sorunlara yol
açan azotun bir formu da amonyaktır. Avrupa Birliği'nin 1991 yılında
yürürlüğe giren kentsel atıksularla ilgili direktifinde (91/676/EEC
1991) hassas bölgeler tanımlanmakta,bu çerçevede hassas bölgeler,
ötrofikasyona duyarlılıkla belirlenmektedir.Bu direktif doğrultusunda
azot standartlarına uyum sıkılaştırılmıştır.

Amonyak belediye atık suyunun işlenmesi konusunda temel bir
problemdir. Zeolitlerin çok yüksek bir amonyak absorbsiyon kapasitesi
vardır. Yapılan uygulamalarda belediye atık sularındakı amonyak
seviyesinde ciddi düşüşler elde edilmiştir.


Çöp Depolama Sahalarındaki Sızıntı Suyu Arıtımı:

Katı atıkların arazide depolanması,diğer katı atık bertaraf
yöntemlerinden daha pratik ve ekonomik bir yöntemdir. Ancak bu
alanlarda oluşan çöp sızıntı suları önemli çevresel sorunlar
yaratmaktadır. Sızıntı suları yüksek miktarda KOİ , BOİ ve amonyak
içermektedir. Sızıntı sularının arıtımında yüksek yüzey alanı ve iyon
değişim kapasitesine sahip Zeolit kullanımıyla KOİ , BOİ ve amonyak
değerlerinde ciddi düşüşler elde edilir.

Organik Kentsel Katı Atıkların Kompostlaştırılması: Kompostlaştırma,
entegre katı atık yönetiminde önemli bir yöntemdir. Yöntem, oluşan
katı atıkların geri kazanımını ve çevresel açıdan uygun bertarafını
sağlamaktadır.Kompostlaştırma prosesinde temel sınırlamalardan birisi
yüksek amonyak konsantrasyonudur. Amonyak oluşumu, sistemde anaerobik
şartların geliştiğinin en büyük göstergesidir. Organik kentsel katı
atıkların kompostlaştırılmasında, doğal zeolit, klinoptilolit,
kullanılarak amonyak giderimi üzerine yapılan çalışmalarda
Klinoptilolitin ortamdaki fazla azotu tuttuğu, nemi dengelediği ve
amonyak konsantrasyonunu önemli ölçüde azalttığı gözlenmiştir. Elde
edilen sonuçlar incelendiğinde, proses sonunda organik katı atıklara
%5 zeolit ilavesinin proses sonunda yaklaşık %75 oranında amonyak
azotu giderimi sağladığı görülmektedir.

Arsenik Giderimi:

Arsenik, bakır ve kurşun alaşımlarının sertleştirilmesi,boya pigment
uygulamaları,cam,tekstil ve çeşitli sanayi dallarında
kullanılmaktadır. ABD'nin Çevre Koruma Organizasyonu EPA arseniği
birinci derecede kansoren maddeler grubuna sokmuş ve sularda müsade
edilen miktarı 5ppm'den daha az'a indirmiştir.Zeolit arsenik iyonları
içeren suyla temas ettirildiğinde,sudaki arsenik zeolit tarafından
tutulur.Sudaki arsenik suyla yıkanamayacak bir biçimde tutulduğundan
arsenik sulu atık fazı katı atığa dönüştürülmektedir. Zeolit
Kullanılan Endüstri Atıksularına Örnekler: * Organize Sanayi Bölgeleri
Arıtma Tesisleri (örn: Ağır Metal, Amonyak Giderimi,Çamur
Susuzlaştırma, KOİ ve BOİ değerlerinin düşürülmesi) * Elektrokaplama
Atıksuları (örn: Krom Giderimi ve Cu,Fe) * Deri Sanayi Atıksuları
(örn: Krom Giderimi ve Ağır Metallerin Giderimi) * Maden İşleme
Atıksuları (örn: Cu,Fe ve Ağır Metallerin Giderimi) * Tekstil
Endüstrisi Atıksuları (örn: Boyar Maddelerin Giderimi) * Katı Atık
Sızıntı Suyu Arıtımı (örn:Amonyak Giderimi) * Akü Endüstrisi
Atıksuları (Pb Giderimi ve Ağır Metallerin Giderimi) * Boya Endüstrisi
Atıksuları * Cam Endüstrisi Atıksuları


Zeolit Kullanımının Faydaları:

* Sistem kapasitesindeki artış ilk yatırım maliyetini ve işletme
maliyetlerini düşürür * Daha iyi kalitede çıkış suyu alınması alıcı
ortama daha iyi bir koruma sağlar * Nütrient giderimi için daha az
kimyasal madde dozlanacağından işletme maliyetleri düşer * Çamur
karakteristiğindeki iyileşme çamurun yeniden kullanım olanaklarını
arttırır * Çamur susuzlaştırma daha iyi olduğundan çamur uzaklaştırma
maliyetleri düşer * Çamur susuzlaştırma için gereken polielektrolit
ihtiyacının düşmesi kimyasal madde maliyetlerinde düşüş sağlar


b- Havuz ve Spa Filtre Malzemesi

Doğal zeolitler,özellikle zeolitin klinoptilolit türü fiziksel ve
kimyasal özellikleri itibariyle havuz ve Spa filtre malzemesi olarak
ideal malzemelerdir.

* Kum filtreler 20-40 mikrona kadar filtrasyon yapabilirken Zeolitler
4 mikrona kadar partikülleri tutabilir. * Zeolitler yüksek iyon
değişimi kapasitesi sayesinde suda çözünmüş ter ve idrardan
kaynaklanan amonyağı ve suda ki metal iyonlarını giderir. * Ters
yıkamayı yarı yarıya azaltır dolayısıyla bakım için kullanılan su
miktarını %30 azalır. * Zeolitler gözenekli yapısı itibariyle kum
filtreden hafif olduğu için ağırlıkça daha az malzeme kullanılarak
aynı hacim doldurulur. * Aşırı klorlamadan kaynaklanan saçlarda ve
giysilerde ağarmayı engeller.

c- Radyoaktif Atıkların Temizlenmesi

Nükler santral atıklarında bulunan ve çevre saglığı açısından
tehlikeli olan Sr90, Cs137, Co60, Ca45 gibi izotoplar, zeolitlerle
tutulabilmektedirler. Böylece atık sudan alınan radyoaktif atıklar,
zeolitle birlikte gömülerek zararsız hale getirilmektedir. Örn:
Zeoltin Çernobil Felaketinde Kullanımı:

Çernobil felaketi süresince Hiroşima ve Nagazakiye düşen atom
bombasının 30 misli radyoaktif etkisi görülmüştür. Felaketteki asıl
radyoaktif izotoplar 137Cs, 134Cs, 90Sr ve 89Sr dür. Sovyetler
birliğinin dağılmasından sonra Çernobil felaketinde zeolitlerin
kullanım alanı gizlilik prensipleri yüzünden karanlıkta kalmıştır.
Ukrayna Ürdün ve Rusyadan 500.000 ton zeolit klinoptilolit Çernobilde
kullanılmak üzere üretilmiştir . Büyük bir kısmı tarımsal alan olarak
kullanılan bölgelerin koruma bariyeri inşasında kullanılmıştır.
Dnieper nehrinden zehirin alınması aşamasında toza benzer mikron
boyutunda klinoptilolit ve ara katmanlarda alüminyum sülfat
kullanılarak radyoaktivite düşürülmüştür.

d- Baca Gazlarının Temizlenmesi

Petrol ve kömür kullanan tesislerin bacalarından çıkan CO2 ve diğer
kirletici gazlar zeolitlerin adsorblayıcı özelliği ile
ayrılabilmektedir. Mordenit ve klinoptilolitin bu alanda çok iyi
sonuçlar verdiği yapılan çalışmalarla ortaya konmustur. e- Petrol
Sızıntılarının Temizlenmesi:

Kirlilik kontrolü uygulamalarında yeni gelişen bu alanda
aktifleştirilmiş zeolit, bağlayıcıyla peletlenmiş halde
kullanmaktadır. Özgül ağırlığı 0.5 gr/cm3 ve yağ adsorblama kapasitesi
0.97 gr olan bu malzeme, 200 saat suda yüzebilmekte ve yüzeydeki
petrolü adsorblamaktadır.

f- Oksijen Üretimi

Yasam için gerekli olan oksijenin azalmasına yüzyılımızın
sorunlarından olan su ve hava kirliliği neden olmaktadır. Akarsu ve
göllerdeki oksijen eksikliği, bu ortamlarda yasayan balık ve
bitkilerin yok olmasına neden olurken kapalı bir mekandaki oksijen
azlığı insan saglığını tehdit etmektedir. Bu durumlarda zeolitlerin
azotu seçimli adsorblama özelliklerinden yararlanarak bu ortalamalara
oksijence zenginlestirilmiş hava sağlanabilmektedir.