Saf Su Nedir?
Saf Su, Demineralize Su (Demi), Ultra Saflıkta Su veya Deiyonize Su (DI) temel olarak benzer özelliklerde arıtılmış suları tanımlayan terimlerdir. Organik ve inorganik bileşikler, çözünmüş ve askıda maddeler, uçucu ve uçucu olmayan, reaktif ve inert, hidrofilik ve hidrofobik, çözünmüş gazlar gibi tüm kirleticilerin ortadan kaldırıldığı yüksek standartlara göre saflaştırılmış su anlamına gelir. Arıtılan suyun iletkenliği çok düşüktür, yapısındaki tüm iletken bileşenler çıkarıldığı için suyun direnci yüksektir.
Karbondioksit (CO2)
Karbondioksit bir karbon ve iki oksijen atomundan oluşan kimyasal bir bileşiktir. Genellikle CO2 formülü ile anılır. Dünya atmosferinde düşük konsantrasyonda bulunur ve sera gazı görevi görür. Katı haldeyken kuru buz olarak da adlandırılır. Karbon döngüsünün önemli bir bileşenidir.
Atmosferik karbondioksit konsantrasyonu sanayi devriminin başlangıcında (yaklaşık 1750 yılı) milyonda 280 parçaçık (ppm) iken 2017 ‘de bu değer 406 ppm ‘e kadar yükseldi.
Saf Suda CO2 Çözünürlüğü
Saf suda karbondioksitin çözünürlüğü grafikte gösterildiği gibi basınç ve sıcaklık ile bağlantılı bir fonksiyonudur. Özetlersek artan CO2 basıncı, sıvıda CO2 ‘in çözünürlüğünü arttırır. Artan sıcaklık ise basınç ve sıcaklık değerleri yaklaşık olarak sırasıyla 30 MPa ve 65 °C ‘nin üzerinde olmadıkça (burada çözünürlük artmaya başlar) sıvıda CO2 ‘in çözünürlüğünü düşürür.
Referans olarak CO2 ‘in moleküler ağırlığı yaklaşık 0.044 kilogram/mol dür. Standart ortam koşullarında (25 °C, 1 bar toplam CO2 basıncı) maksimum çözünürlük birkaç mol mertebesindedir.
Su bileşimindeki çözünmüş madde miktarı arttıkça CO2 ‘nin çözünürlüğü de azalır. Akışkan tipi, akışkan içindeki baskın katyon(lar) ve anyon(lar)ca ifade edilir. Örneğin, sodyum bikarbonat tuzlu sulardaki CO2 ‘in çözünürlüğü sodyum klorür tuzlu sulardaki çözünürlüğünden farklıdır.
Gaz ve sıvı arasında yeterli zaman sağlandığında yüzey alanına da bağlı olarak gaz fazındaki kısmi CO2 basıncı sıvı fazdaki kısmi CO2 basıncına eşit olacaktır. Gazdaki CO2 kısmi basıncı artarsa, CO2 akışkan içinde çözülür. Gazdaki CO2 kısmi basıncı azalırsa sıvıdan CO2 ayrışacaktır.
CO2 Saf Suyu Nasıl Etkiler?
Su dış ortama maruz kaldığında, CO2 ‘i absorblamaya başlar ve iletkenliği artar (CO2‘nin atmosferik konsantrasyonuna, sıcaklığa vb. bağlı olarak). Saf suyun iletkenliği 0,055 μS/cm (18,2 MΩ-cm) olarak ölçülür ve CO2 ‘e maruz kalması ile birlikte suyun iletkenliğinin saniyeler içinde 1 – 2 μS/cm ‘ye yükselmesi (veya direncinin 1 veya 0,5 MΩ-cm ‘ye düşmesi) muhtemeldir. Atmosferde genel olarak 300 – 500 ppm oranında CO2 bulunur ve bu da 0,055 μS /cm (18,2 MΩ-cm) değerindeki suyun iletkenliğinin yaklaşık 1 μS /cm ‘ye (1 MΩ-cm) yükselmesine neden olur. Küçük, kalabalık alanlarda 1000 ile 3000 ppm arasında CO2 konsantrasyon seviyeleri olabilir, bu durumda iletkenlik muhtemelen 2 μS/cm (0,5 MΩ-cm) civarı bir değere yükselecektir.
Bir saf su sisteminde suyun pH ‘ının 7.0 olması beklenir, ancak iletkenlikte olduğu gibi su atmosfer koşullarına ve havadaki CO2‘e maruz bırakıldığında, pH ‘ın yaklaşık olarak 5.7 ‘ye kadar düşmesi beklenir ki, bu da arıtılmış su için önemli bir değişikliktir. CO2 çözüldüğünde karbonik asit oluşturur. Sonrasında hidrojen ve bikarbonat iyonlarına ayrışarak iletkenlik ve pH ‘ta değişikliklere yol açar. Arıtılmış saf suyun düşük iyonik gücü ve düşük tamponlama kapasitesi nedeniyle pH ölçümleri kararsız ve hatalı olabilir.
Yukarıda bahsedildiği gibi atmosferdeki CO2 gazının arıtılmış sular üzerinde kritik etkileri vardır. Bu durum özellikle ham suyu ultra saf su seviyelerinde işleyen ve proseslerinde kullanan tesisler için çok önemlidir. Arıtılmış su, arıtıldıktan hemen sonra işletme kullanıma verilmeli veya atmosferik CO2‘den izole edilen koşullar altında tutulmalıdır. CO2 Absorber Sistemleri atmosferik hava girişi sırasında su depolama tankındaki arıtılmış suyu CO2 kontaminasyonundan korumanın ekonomik bir yoludur.