Duyuruyu Kapat
Facebook Gözat
Twitter Gözat

Çevre Kimyası II Ödevi- Sülfat

Konu, 'Çevre Mühendisliği Dersleri' kısmında Özcan Akın tarafından paylaşıldı.

  1. Özcan Akın

    Özcan Akın CMNet Üyesi

    Sülfatın nerede problem çıkardığı, neden 1700 mg\l olarak bir sınır belirlendiği, arıtma tesislerinde nerelerde karşımıza çıktığıyla.. ilgili bir ödevim var yardımcı olursanız sevinirim.
     
  2. Yasin Aslan

    Yasin Aslan CMNet Üyesi

    KANALİZASYONLARDA HİDROJEN SÜLFÜR GAZI OLUŞUMU VE SAĞLIK ÜZERİNE ETKİLERİ



    1.GİRİŞ


    Yeryüzünün %70’i su ile kaplıdır. Bu suyun %97.5’i tuzlu ve %2.5’i taze (içilebilir) sudan ibarettir. Taze suyun %2.14’ni buzullar , %0.06 yer altı suyu, %0.9 ise yüzeysel sular oluşturmaktadır. Üç tarafı su ile çevrili Türkiye’de tatlı su kaynakları sınırlıdır. Dünya’da kirli sulardan dolayı her yıl yaklaşık olarak 2.2 milyon insan ölmektedir.

    Türkiye’de 3225 belediye bulunmaktadır. Türkiye’de kanalizasyon şebekesine deşarj edilen 2,77 milyar m3 atık suyun 1,68 milyar m3'ü atık su arıtma tesislerinde arıtılmaktadır. Arıtılan atık suyun %58,5'ine biyolojik, %28,3'üne fiziksel ve %13,2'sine ileri arıtma uygulanmaktadır. 46 adetinde ise derin deniz deşarjı bulunmaktadır. Ülkemizde Büyükşehir belediyelerinin 13'ünde atıksu arıtma tesisi mevcut olup, 3 tanesi ise inşaat ve/veya ihale aşamasındadır. 65 il belediyesinin 25’inde atıksu arıtma tesisi mevcuttur. 35.000 köyün %13’ünde kanalizasyon mevcuttur.

    Ülkemizde 2581 faaliyetten yaklaşık olarak yıllık 570 milyon m³ endüstri kaynaklı atık su oluşmaktadır. Bu kapsamda Organize Sanayi Bölgelerindeki atık su arıtma tesisi durumu;

    Arıtma Tesisi İşletmeye Alınanlar 18 Adet
    Belediye Arıtma Tesisine Deşarj Edenler 6 Adet
    Proje + İnşaat Safhasında Olanlar 6 Adet
    Arıtma Tesisi Olmayan 15 Adet
    TOPLAM 45 Adet

    Ülkemizde tatlı su kaynaklarına yönelik talepler her yirmi yılda iki misline katlanmaktadır. Diğer taraftan su kaynakları üzerindeki kirlenme giderek artmakta ve mevcut kaynaklar kullanılamaz hale gelmektedir.

    Dünya ortalaması olarak kişi başına yıllık yağış miktarı 33.975 m3’tür. Kişi başına yıllık içme ve kullanma suyu miktarının 100 m3 civarında olduğu düşünülürse, içme ve kullanma suyu ihtiyacının toplam yağışın binde üçü mertebesinde olduğu hesaplanır.

    Konutlarda, işyerlerinde ve bazı sanayilerde oluşan atık sular, kanalizasyon sistemi ile toplanıp merkezi bir arıtma sisteminde arıtılmaktadır. Atık suyun oluştuğu kaynaklar ile arıtma tesisi arasında atık sular; kanalizasyon sistemi ile taşınmaktadır. Kanalizasyon sistemi genel olarak beton malzemelerden yapılmaktadır.

    Şehir içi bölgelerde, iç içe yaşadığımız kanalizasyon sistemi doğru inşa edilmeli ve doğru olarak işletilmelidir. Doğru olarak kurulmayan kanalizasyon sistemi kısa sürede tahrip olur. Dolayısıyla yeni bir kanalizasyon sistemi inşa etmek oldukça pahalıdır.



    Kanalizasyon sisteminde yeterli havalandırmanın yapılması, sistemin korunmasına ve oluşan gazların kolayca dağılmasına yardımcı olunmalıdır. Kanalizasyon sistemi üzerindeki baca kapaklarının kapalı olmadığı sık aralıklarla kontrol edilmelidir.

    Bozulan veya tahrip olan kanalizasyon sistemini tamir için uzman kişiler gerekli önlemleri aldıktan sonra bakım ve onarım yapmalıdırlar. Kanalizasyon sistemlerinde çok zararlı ve zehirli gazların oluştuğu unutulmamalıdır. Kanalizasyon sisteminin bakım ve onarımında çalışacak kişiler yeterli eğitimi almış olmalıdırlar.

    Bozulan/tahrip olan ve bakım/onarımı yapılacak kanalizasyon sistemi çevresinde gerekli koruyucu önlemler alınmalıdır. Halkın bu tür yerlere girmesi önlenmelidir. Önlem alınmayan ve açıkta bırakılan kanalizasyon sistemlerinden dolayı her yıl onlarca kişi zehirlenerek ölmektedir. Yerel yönetimler kanalizasyon sistemlerinin bakım ve onarımında çalışacak kişilere eğitim vermelidirler. Kanalizasyon sistemlerinde bakım onarımın nasıl yapılacağı ve çalışacak kişilerin sağlıklarını nasıl koruyacakları öğretilmelidir. Yerel yönetimler kanalizasyon sistemini sürekli kontrol altında tutmalıdırlar. Belli aralıklarla bakım onarımını yapılmalıdır. Menholdeki kapak açılmadan önce hidrojen sülfür konsantrasyonu ölçülmelidir. Kanalizasyona girmeden önce kişiler gerekli güvenlik elbiselerini giymelidirler. Bu tür işler yerel yönetimlerin asli görevidir.

    Şehirde açık kanal sistemlerine ve derelerin açık kanal olarak kullanılmasına izin verilmemelidir. Açık kanallardan atık suların taşınması ciddi çevresel sorunlar oluşturur. Yüzeysel ve yeraltı su kaynaklarının kirlenmesine neden olur. Atık su taşıyan açık kanal veya derelerin çevresinde yaşayanlar sağlık açısından tehlike altındadır. Atık su kanalizasyonu olarak kullanılan derelerin çevresinde oturanlar yaz aylarında ciddi bir hava kirliliği ile karşı karşıyadırlar. Atıksu kanalizasyonu olarak kullanılan dereler ve açık su kanalları temizlenirken de gerekli önlemler alınmalıdır.

    Atıksu içinde bulunan sülfat önemli bir sorundur. Dolaylı olarak iki ciddi soruna neden olur. Sülfatın anaerobik şartlarda hidrojen sülfüre dönüşmesi sonucu kokuya ve kanalizasyon sisteminin tahribatına neden olur.

    Her yerel yönetimin bölgesindeki yüzeysel ve yeraltı su kaynaklarını koruma ve kullanma ile ilgili strateji planları olmalıdır. Bazen bir bölgedeki yüzeysel ve yeraltı su kaynağının başka bir bölgede kullanılacağı unutulmamalıdır. Türkiye yüzeysel ve yeraltı su kaynakları bakımından zengin bir ülke değildir. Yüzeysel ve yeraltı su kaynaklarının azalması gelecekte ülkeleri ciddi sıkıntıya sokacaktır. Belediyeler ve sanayiciler atık sularını arıtmadan derelere, nehirlere, göllere ve denizlere bıraktıkları zaman kullanılacak yüzeysel ve yeraltı su kaynaklarını ya kısıtlanmakta veya yok etmektedirler. Kirlenen suları temizlemek çok pahalıdır. Yerel yönetimler; içme suyu temini, atık suların uzaklaştırılması ve arıtılması, içme suyu ve atık su sistemlerinin yenilenmesi için 35 milyar Avroluk yatırıma ihtiyaçları vardır. Belediyeler atık suların uzaklaştırılması ve arıtılması için tüketicilerden yeterli bedeli almalıdırlar. Yeterli su bedeli alınmadığı zaman içme suyu olarak temin edilen sular verimli olarak kullanılamamaktadır. Bu ise aşırı su tüketimine neden olmaktadır. Belediyeler bu bedelleri sadece su kaynaklarının korunması, arıtılması, su kaçaklarının önlenmesi, atık suların uzaklaştırılması, arıtılması ve içme ve atık su sistemlerinin bakım, onarım ve yenilenmesinde kullanmalıdırlar. Atık su arıtma tesislerinin verimli şekilde çalışması için arıtma tesislerinde kullanılan enerji bedelleri farklı ve düşük olmalıdır. Ülkede onlarca yerde olan atık su arıtma tesislerinden bir kısmı yüksek elektrik enerjisi bedelinden dolayı yeterli olarak işletilememektedir.

    2. KANALİZASYON SİSTEMİNDE HİDROJEN SÜLFÜR OLUŞUMU

    Evsel atık su içinde sülfat konsantrasyonu 20 - 100 mg/lt arasında değişir. Atık su içinde bulunan sülfat (SO4-2) anaerobik (havasız ortamda) şartlarda (oksijen ve nitrat yokluğunda) sülfat indirgeyici bakteriler tarafından biyokimyasal reaksiyon için oksijen kaynağı olarak sülfattaki oksijeni kullanarak sülfür dönüşür. Sülfür iyonu ortamdaki hidrojen iyonu ile reaksiyona girerek hidrojen sülfür gazı oluşur. Bu reaksiyonlar yaz aylarında daha hızlı olarak gerçekleşir. Atık sularda biyokimyasal reaksiyonlar sıcaklık arttıkça artmaktadır. Özellikle atık suların derelere ve açık kanallara verildiği yerler ile kanalizasyonlarda türbülans artışından ve yaz aylarında hidrojen sülfürün sudaki çözünürlüğü azaldığından dolayı ciddi koku problemi oluşur. Atık su içinde bulunan sülfatın anaerobik şartlarda sülfat indirgeyici bakteriler tarafından hidrojen sülfüre dönüşümü aşağıda verilmiştir.


    An aerobik
    Mikroorganizmalar
    SO4-2 + Organik Maddeler S-2 + CO2 + H2O
    (Havasız Ortamda)

    S-2 + 2H+ H2S


    Hidrojen sülfür normal şartlar altında renksiz bir gazdır. Hidrojen sülfür gazı çok zehirli, uçucu, renksiz ve yanıcı bir maddedir. Hidrojen sülfür gazı havadan %20 daha ağırdır. Dolayısıyla yeterli havalandırmanın olmadığı kuşatılmış yerlerde ve zemindeki çukurlarda birikir ve bu nedenle dibe çöker. Ortamdaki hidrojen sülfür konsantrasyonu %4.3- %46 ulaştığında patlama olur. 20 oC sıcaklıkta hidrojen sülfürün saf sudaki çözünürlüğü 2.7 litre H2S/lt dir. Su sıcaklığının bir derece artışı ile hidrojen sülfürün sudaki çözünürlüğü %2.5 azalır. Kanal, çukur, hazne ve benzeri bölgelerde birikerek tehlike yaratır. Özellikle sakin havalarda kirliliğin oluştuğu yerlerde yoğun hidrojen sülfür gazı birikmesi olur.

    Atık su içindeki organik esaslı katı maddeler kanalizasyon sisteminde uzun süre kalırsa hidrojen sülfür gazı konsantrasyonu kanal içinde 6000 ppm çıkabilir. Atık su içindeki organik katı maddeler dağıtıldığı zaman gaz derhal dağılır ve hidrojen sülfür konsantrasyon düşer.

    Hidrojen sülfürün kanalizasyon sistemi tavanı duvarlarında sülfürik asit dönüşümü ile ilgili sülfat sirkülasyonu Şekil 1’de verilmiştir.



    Şekil 1. Kanal Sisteminde Sülfat Sirkülâsyonu


    3. KANALİZASYON SİSTEMİNDE SÜLFÜR OLUŞUMUNUN HESAPLANMASI

    Kanalizasyon sistemi içinde sülfür oluşumu Tablo 1’de verilen denklemlerle tahmin edilebilir.

    Tablo 1. Basınçlı Kanallarda Sülfür Oluşumunun Tahmin Etmek İçin Ampirik Denklemler (ra, g/m²/h*).
    Denklem No Kaynaklar
    1.
    Thistlethwayte, 1972
    2.
    Boon & Lister, 1975
    3.
    Pomeroy & Parkhurst, 1977
    4.
    Nielsen & Hvitved-Jacobsen, 1988
    * Hidrolik yarıçapa (V/A) bölünerek g/m³/h elde edilir.
    ** k = Evsel atık su için 1.5, gıda sanayi atık suları karışmış atık sular için ve kolayca bozunan gıda
    sanayi atık suları için 6 alınır.
    Denklem 2 ve 3 göre sülfür oluşumu sadece atık su içinde bulunan toplam organik madde konsantrasyonuna ve sıcaklığa bağlıdır. Halbuki Denklem 1, hem toplam BOI, sülfat konsantrasyonu ve atık su hızını kapsamaktadır.
    Denklem 1 ve 2 ile maksimum sülfür oluşumu tahmin edilmektedir. Denklem 3, bir çok kanal sisteminde ölçülmüş değerleri baz alınarak geliştirilmiş bir denklemdir. A.B.D’ de geniş olarak kullanılıyor. Denklem 4 ‘ün en büyük avantajı çözünmüş kimyasal oksijen ihtiyacını kullanmasıdır. Bakteriler özellikle atık su içinde bulunan çözünmüş organik maddeleri kullanırlar.
    Kanalizasyon sistemi içinde oluşan sülfür, ortamın pH’na ve sıcaklığa bağlı olarak H2S, HS- ve S-2 halinde bulunur. Şekil 2. de görüldüğü gibi düşük pH değerlerinde sülfür hidrojen sülfür halinde bulunmaktadır. Sülfürlü bileşikler içinde hidrojen sülfür kanalizasyon sisteminde en fazla aşınmaya neden olmaktadır.

    Şekil 2. Atık su içinde H2S, HS- ve S-2 pH’a bağlı Olarak Değişimi

    H2S → HS- + H+ kimyasal reaksiyonundaki sülfür (HS-) ile hidrojen sülfür (H2S) arasındaki kimyasal denge aşağıdaki şekil de hesaplanır.


    Burada [HS-], sülfür konsantrasyonu,
    [H+], hidrojen konsantrasyonu,
    [H2S], hidrojen sülfür konsantrasyonu,
    K, denge sabiti (K = 9.12 × 10-8 at 25 °C)
    K, denge sıcaklığa ve pH bağlıdır (pH = - log [H+]). Sıcaklığa bağlı olarak K denge sabitindeki değişim aşağıdaki denklemle belirlenebilir.


    Burada;
    R, gaz sabiti, R = 8.3144 J/mol/K
    T, gerçek sıcaklık [K],
    T0, K’nın bilindiği ((25 °C) yerdeki sıcaklık,
    ∆H = ∆HS- - ∆H2S = -16.3 + 38.6 = 22,3 [KJ/mol]

    4. HİDROJEN SÜLFÜRÜN İNSAN SAĞLIĞI ÜZERİNE ETKİSİ

    Temiz havada 0.0001-0.0002 ppm arasında hidrojen sülfür bulunur. Standartlara göre havadaki hidrojen sülfür konsantrasyonu yıllık ortalama olarak 0,05 ppm’i ve saatlik ortalama olarak ise 0,125 ppm’i geçmemelidir.

    Hidrojen sülfür geniş aralıkta zehirleme etkisine sahiptir. Özellikle sinir sistemi üzerin de çok etkilidir. Hidrojen sülfür mitochondial cytochrome enzimlerindeki demirle kompleks bağ oluşturur. Böylece cellular solunuma bağlanarak ve durdurularak, oksijen bloke edilir. Birkaç soluk almadan sonra bilinç kaybı olur ve ölüm gerçekleşir.

    Hidrojen sülfür ile kirlenmiş hava solunduğu zaman hidrojen sülfür kırmızı kan pigmentini değiştirir. Kan rengini kahverenginden zeytin rengine dönüştürür. Oksijen taşınmasını engeller. Kişi derhal boğulur. Dolayısıyla kanalların temizliği ve bakımı esnasında hidrojen sülfürü ve diğer zararlı gazları filtre edici maskeler takılmadan, iş elbiseleri giyilmeden çalışmalara başlanılmamalıdır. Tüm su idareleri ve belediyeler bu kuralllara uymalıdırlar.

    Havada hidrojen sülfür gazı konsantrasyonu 0.002 – 0.2 ppm arasında olduğunda çürük yumurta kokusunda hissedilir.

    Solunan havada hidrojen sülfür konsantrasyonu 0.0047 ppm’e ulaştığında insanlar tarafından algılanır.

    2-3 ppm arasında; çevrede ciddi koku oluşturur. 5 ppm işyerleri için sınır değeridir.

    10-50 ppm arasında; ciddi göz yaşarmasına, baş ağrısına ve mide bulantısına neden olur.

    50-100 ppm arasında; göz tahribatına neden olur.

    100 ppm ve üzerinde; ciddi solunum problemine neden olur.

    150-250 ppm arasında; koku duyu sisteminde hassasiyeti kaybına neden olur.

    300-500 ppm arasında; solunum sisteminin ciddi ölümcül tahribatına ve birkaç dakika içinde ölüme neden olur.

    600 ppm’de; akciğer gazla dolduğu için soluk alma engellenir.
    500-1000 ppm arasında ise; merkezi sinir sistemini ciddi olarak olumsuz etkiler. 500-1000 ppm hidrojen sülfür içeren ortama maruz kalındığında kısa sürede ölümle sonuçlanma olur.

    1000 ppm ve üzerinde; ani ölüm etkisine neden olur.

    Özellikle kanalizasyon sistemlerinde ve çöp depolama alanlarında açılan çukurlarda bu konsantrasyona ulaşmak mümkündür. Hidrojen sülfürü ve diğer zararlı gazları filtre edici maskeler takılmadan kanalizasyon sistemlerine ve çöp depolama alanlarında açılan çukurlara girilmesi yasaklanmalıdır.

    Evsel atıksuların açık kanal veya derelere verildiği yerlerde özellikle yaz aylarında havadaki hidrojen sülfür konsantrasyonu 0.0047 ppm’in üzerine çıkabilir. Eğer bu tür yerlerde çürük yumurta kokusu algılanıyorsa H2S konsantrasyonu 0.0047 ppm’in üzerinde demektir. İlgili yerel yönetimler H2S kirliliği önlemek için gerekli önlemleri almalıdırlar. Gerekli önlemler alınıncaya kadar ilgili yerel yönetimler H2S’ün halk sağlığı üzerine olumsuz etkisini gözlemek üzere havadaki H2S konsantrasyonu ölçülerek halka duyurulmalı ve almaları gereken önlemler bildirilmelidir.

    Bodrum katlarında zaman zaman kanalizasyondan ileri gelen gaz sızıntıları olmaktadır. Bodrum katlarındaki bu tür gaz sızıntılarından dolayı dünyada onlarca insan ölmektedir. Belediyeler bu tür gaz sızıntısı şikayeti olan yerleri acil olarak izlemeli, gaz konsantrasyonunu ölçmeli ve olumsuzluğu ortadan derhal kaldırmalıdır. Gerekli önlemler alınıncaya kadar kişilerin evlere girmesi önlenmelidir.


    5. KANALİZASYON SİSTEMİNE HİDROJEN SÜLFÜRÜN OLUMSUZ ETKİLERİ

    Taze betonun pH’ı kullanılan malzemeye bağlı olarak 11-12 arasında değişir. Bu yüksek pH, betonda kullanılan kireçten ileri gelir. Kanalizasyon yüzeyinde bu kadar yüksek pH’ın olması bakterilerin üremesine müsaade etmez. Beton yüzeyindeki pH değeri zamanla atık sudan salınan karbon dioksit ve hidrojen sülfürden dolayı düşer. Her iki gazda asidik gaz olarak bilinir. Bu gazlar nemli yüzeyde çözünürler. Kanal üzerindeki nemli yüzeyde hem hidrojen sülfür hem de açık havadan kanala sızan havadaki oksijen çözünür. Hidrojen sülfür ve oksijen, nemli ortamda bakteriler yardımı ile reaksiyona girerek çok kuvvetli asit olan sülfürik asit oluşur.


    Bakteri
    H2S + 2O2 H2SO4


    Sülfürik asit boru yüzeyindeki malzemelerde bulunan başta kalsiyum hidroksit olmak üzere çeşitli maddelerle reaksiyona girer. pH düşmeye başlayınca (9-9.5) yüzeyde bakteri oluşmaya başlar. pH’ın düşmesi bakteri oluşmasına katkıda bulunur. Atık suda karbon dioksit ve hidrojen sülfür oluşumu arttıkça pH daha da aşağı düşer. Beton içinde bulunan kalsiyum hidroksit sülfürik asitle reaksiyona girer ve sülfürik asidi nötralize eder. Beton malzemeler tahrip olur. Kanalizasyon yüzeyinde kalsiyum sülfat (CaSO4 2H2O) ve kalsiyum sülfat alüminyum hidrat (3CaO Al2O 3CaSO4 32H2O) oluşur. Oluşan kalsiyum sülfat yüzeyden ayrılır. Yüksek hidrojen sülfür etkisinden dolayı kanalizasyon beton yüzeyindeki aşınma yıllık olarak yaklaşık 6-20 mm dır. Korozyona uğrayan beton malzemenin mekanik mukavemeti düşer. Zamanla kanalizasyon sistemi üzerinde delikler oluşur. Aşınan bölgelerden yeraltına atık su sızıntısı olur. Kanalizasyon sisteminin tahrip olduğu bölgelerde yeraltı ve yüzeysel sular tehdit altındadır. Kanalizasyon sistemi üzerine hidrojen sülfür konsantrasyonunun etkisi Şekil 3’de verilmiştir. Şekil 3’de de görüleceği gibi yüksek hidrojen sülfür konsantrasyonlarında hidrojen sülfür kanalizasyon sisteminin üst kısmında ciddi aşınmaya neden olmaktadır. Hidrojen sülfür konsantrasyonu azaldıkça kanalizasyon sistemi üst kısmında aşınma minimum olmaktadır.


    Şekil 3. Kanalizasyon Sisteminde Oluşan Hidrojen Sülfürün Korozyon Etkisi

    Beton boruların ne kadar sürede tahrip olacağını ve kanalizasyonda oluşacak hidrojen sülfür ile ilgili bilgileri,


    ile tahmin edebiliriz. Burada,

    EBOI5: Etkili BOI5dir. Etkili BOI5, atık suyun BOI5 değeri 1.07 (T-20) faktörü ile çarpılarak hesaplanır.
    T : Atık suyun sıcaklığı, ° C
    S : Kanalizasyon sistemindeki eğim, m/100 m
    Q : Atık su debisi, litre/saniye
    P/b : Boru duvarının ıslak çevresinin (P) akıntının yüzey genişliğine (b) oranıdır.Yarı dolu
    borularda bu değer π/2 alınır.

    Bu denklem ve diğerleri daha öndeki akıntıları ve sanayi tesisi akıntısını dikkate almaz. Dolayısıyla bu tür akıntılar ve kaynaklar mutlaka değerlendirilmelidir. Bu önemli uyarıdan sonra Z değerine karşı gözlenen şartlar Tablo 2’de verilmiştir.

    Tablo 2. Z Değerine Karşı Gözlenen Şartlar
    Z Değeri Gözlenen Şartlar
    5000 ve altı Kanalizasyon sisteminde sülfür nadiren mevcut veya çok düşük konsantrasyonda olabilir
    7.500 civarı Çözünmüş sülfür konsantrasyonu birkaç 10 mg/lt.’den pik değere ulaşabilir. Beton ve duvarlarda hafif korozyon meydana gelir. Türbülanslı bölgelerde zamanla önemli korozyon gözlenebilir
    10.000 civarı Sülfür konsantrasyonu koku oluşturacak konsantrasyona çıkabilir.Beton ve duvarlarda kaygı verici zararlar özellikle türbülanslı bölgelerde görülebilir.
    15.000 civarı Koku problemi bazen dikkate değer şekilde artar. Özellikle türbülansın olduğu bölgelerde ciddi korozyon oluşur. 25 mm et kalınlığı olan kanalizasyon borularının 25 yılda tahrip olması kuvvetle muhtemeldir.
    25.000 ve üzeri Çözünmüş sülfür her zaman mevcuttur. Küçük beton borular muhtemelen 5-10 yılda tahrip olur.

    Z değeri sınırlı aralıklarda uygulanır. Atık su debisi 2000lt/sn altında ise Z değeri 5000 altında dahi olsa düşük atık su hızlarında önemli miktarda sülfür oluşabilir. Diğer taraftan 3 lt/sn gibi düşük debilerde ve nispeten yüksek Z değerlerinde sülfür oluşmayabilir. Küçük kanalizasyon sistemlerinde çöp gibi atıklar kanalizasyondaki akışı engeller. Gerçek işletme şartlarında günde bir defa böyle engeller olabilir.

    Kanalizasyon sisteminde atık suyun hızı düştükçe atık su içinde bulunan katı maddelerin çökelmesi sonucu anaerobik faaliyetler artar. Atık su hızının 0.61 m/sn den yüksek, atık su içinde oksijen konsantrasyonunun en az 1 mg/lt ve sıcaklığın 15 oC düşük olduğu kanalizasyon sistemlerinde aşınma ile ilgili herhangi bir problem yaşanmadığı gözlenmiştir. Kanalizasyon içinde atık su hızının 0.61-1.07 m/sn olması tavsiye edilir. Atık su hızı daha yüksek olabilir. Böylece atık su içinde bulunan katı maddeler askıda kalır. Atık su hızının artması türbülansın artmasına, hidrojen sülfürün serbest hale geçmesine ve havadaki oksijenin atık su içinde çözünmesine yardımcı olur. Yine BOI5 değeri 600 mg/lt düşük, etkili kanal meyli %0.2 ve debisi 0.085 m3/sn olan kanalizasyon sistemlerinde hidrojen sülfürün problem oluşturmadığı gözlenmiştir. 0.3-0.45 m/sn atık su hızlarında ciddi hidrojen sülfür oluştuğu ve kanalizasyon sistemine zarar verdiği tespit edilmiştir.

    Atık su içinde bulunan askıda katı maddelerin çökelmesi yani ortamda en az 1-2 saat kalması sonucu özellikle yaz aylarında organik maddeler daha hızlı bozunarak sülfat, hidrojen sülfüre dönüşür. Ayrıca sıcaklık arttıkça hidrojen sülfürün sudaki çözünürlüğü azaldığı için yaz aylarında daha fazla hidrojen sülfür serbest hale geçer. Kanal sistemi içinde gaz fazında daha fazla hidrojen sülfür birikmesi olur. Güney Afrika’da eski betonların ve asbestli betonların sekiz sene içinde tahrip olduğu gözlenmiştir. Benzer şekilde Orta Doğuda 6 sene içinde kanalizasyon sisteminin tahrip olduğu tespit edilmiştir. Tahribatın özellikle atıksu içinde bulunan katı maddelerin çökeldiği bölgelerde olduğu kaydedilmiştir. Kanalizasyon sisteminde askıda katı maddelerin çökelmesi minimize edildiği zaman hidrojen sülfür oluşumunun da minimize edildiği gözlenmiştir.

    Ayrıca sıcaklık değişimi de sülfür oluşumunu önemli ölçüde etkiler. Sıcaklık artıkça atıksu içindeki biyolojik faaliyet ve hidrojen sülfür oluşumu artar. Gazların su içindeki çözünürlüğü sıcaklık arttıkça azalmaktadır. Hidrojen sülfür yaz aylarında daha fazla olarak gaz fazına geçer.

    Kanalizasyonun kuru olan yüzeylerinde hidrojen sülfür serbest kükürde dönüşür. Serbest kükürt sarı renklidir. Atmosferik oksijenin veya diğer oksitleyicilerin hakim olduğu yerlerde bu tür reaksiyonlar gerçekleşir. Özellikle bu durum menhollerin üst kısmında sıkça görülür.

    Zayıf havalandırmalı kanallarda nem birikmesi daha fazla olur. İyi havalandırmalı kanallarda hidrojen sülfürden ileri gelen tahribat daha az olur. Çünkü oluşan hidrojen sülfürün önemli kısmı atmosfere çıkar. Kanalizasyon sisteminin iyi bir şekilde havalandırılması hidrojen sülfürün etkisini minimize eder. Hidrojen sülfürün kontrolü kanalizasyon sisteminin ömrünü uzatır.

    Kanalizasyon sistemlerinde yüksek mukavemetli ve düşük geçirimli betonların kullanılması halinde sülfürik asidin etkisi minimize edilebilir. 2/3 kısmı PVC, cam elyafı fiber ve HDPE gibi özel malzemelerle kaplanmış beton borular veya HDPE borular, kanalizasyon sistemlerinde kullanıldığı zaman sülfürik asidin etkisi minimize edilir. Belediyeler kanalizasyonlarda hidrojen sülfür etkisini minimize etmek için bu tür boruları kullanmalıdırlar. Belediyelilerin kanalizasyon sistemi tavanında oluşan sülfürik aside dayanıklı borular kullanmaları zorunlu olmalıdır.

    Atık suda oluşan sülfür genel olarak pH’a bağlı olarak üç farklı yapıda bulunur. Bunlar, H2S, HS- ve S-2 dır. Atık suyun pH’ı yaklaşık olarak 7.5 ve üzerinde olursa/tutulursa hidrojen sülfür oluşumu azaltılabilir. Böylece hidrojen sülfürün kanalizasyona vereceği zarar minimize edilebilir. Özellikle eski kanalizasyon sistemlerinin ömrünü uzatmak için bu tür izleme ve kontrol etme mekanizmaları geliştirilebilir. A.B. ülkelerinde kanalizasyon sistemlerinde hidrojen sülfür oluşumunun önlenmesi için bazı kimyasallar kanala enjekte edilmektedir.

    İnsan sağlığının korunması amacı ile dereler ve açık kanallar atık su kanalı olarak kullanılmamalıdır.

    Atmosfere atılan hidrojen sülfür, yaklaşık olarak 18 saat havada kalır ve zamanla reaksiyona girerek kükürt dioksite ve sülfürik aside dönüşür. Bu ise hava kirliliğine ve asit yağmuruna neden olur.

    Kanalizasyon sisteminde atığın biriktiği bölgeler anaerobik faaliyetlerin ve hidrojen sülfürün daha fazla oluştuğu bölgelerdir. Bu tür yerlerde yüzeylerde daha fazla aşınma olur. Tahrip olan kanalizasyon sistemini yenilemek veya tamir etmek oldukça maliyetlidir. Kanalizasyon sistemlerinde hidrojen sülfür oluşumu, hidrojen sülfürün sülfürik aside dönüşüm ve oluşan sülfürik asidin kanalizasyon sistemi üzerinde meydana getirdiği tahribat Şekil 4’de verilmiştir.


    Şekil 4. Kanalizasyon Sisteminde Hidrojen Sülfür Oluşumu



    Kanalizasyon sisteminde oluşan sülfürik asitten dolayı kanalizasyon sistemindeki tahribat Şekil 5’de verilmiştir.


    Şekil 5.Hidrojen Sülfürden Dolayı Korozyona Uğramış Beton Boruda Dengesiz Bir Aşınma




    Şekli 6. 235 mm Çaplı Bitümlü Bir Beton Borunun 14 Yıl Sonraki Aşınma Sonucu Durumu ve Kullanılmış Bitkisel ve Hayvansal Yağlardan Dolayı Taş Bağlayan Kanalizasyon Borusu

    Çok yüksek aşınmanın görüldüğü yerlerde bazen hidrojen sülfür konsantrasyonu düşük olabilir. 0.01 mg/lt gibi çok düşük hidrojen sülfür konsantrasyonunun olsa dahi bu gibi yerlerde aşırı türbülanstan ve atıksu hızından dolayı ciddi aşınma olayları görülebilir. Büyük kanal sistemlerinde çözünmüş hidrojen sülfür konsantrasyonu yaklaşık olarak 0.1 mg/l’dır. Küçük kanal sistemlerinde ise 0.03 ile 0.05 mg/l’e arasında değişir. Sülfür konsantrasyonunun değişmesinden dolayı pik değerler bu ortalamalardan 10 kat daha yüksek olabilir.

    Hidrojen sülfürün kanalizasyon sistemine verdiği diğer olumsuzluklar Şekil 7’de verilmiştir.


    Şekil 7. Hidrojen Sülfürün Kanalizasyona Verdiği Zararlar
    Kanalizasyon sisteminin ilk yatırım maliyeti çok yüksektir. Kalitesiz yapılan ve doğru işletilmeyen kanalizasyon sistemlerinin gelecekte çok maliyetli olacağı unutulmamalıdır.
     
  3. Yasin Aslan

    Yasin Aslan CMNet Üyesi

    Günde alınan sülfat miktarı hakkında bilgiler azdır. Amerika 'da günlük ortalama sülfat alınışı 453 mg olarak hesaplanmıştır. Günlük içme suyuyla alınan sülfat miktarı bilhassa şişe suları kullanılıyorsa çok değişiktir. İnsanlarda sülfat bağırsaklarda az miktarda absorbe edilir. hücre zarını çok yavaş geçer ve süratle böbreklerden atılır. 1 – 2 gr sülfat dozu insanlarda müshil tesiri göstererek bağırsakları temizler. Bu tesiri çocuklarda gösteren doz ise 21 mg / kg / gün dür. Normal insanda litrede 1000 mg magnezyum sülfat müshil tesiri gösterir. Fakat bu değerin altındaki konsantrasyonun fizyolojik tesiri ise zararsızdır. Bununla birlikte bazı insanlar litrede 400 mg magnezyum sülfata bile hassas olabilirler. İnsanlar zamanla içme sularındaki sülfat konsantrasyonlarına alışabilir.
     
    aysuncakir bunu beğendi.
  4. Özcan Akın

    Özcan Akın CMNet Üyesi

    çok teşekkür ederim yasin bey ne diyeceğimi bilmiyorum ...
     
  5. uskuplu88

    uskuplu88 CMNet Üyesi

    su an için işime yaramasa da bu kadar içten,samimi bir yardım için ne kadar tesekkr etsek azdır yasın bey
     
  6. Özcan Akın

    Özcan Akın CMNet Üyesi

    gerçekten çok içten ve samimi bir cevap
     
Çevre Kimyası II Ödevi- Sülfat konusuna benzer içeriklerimiz
  1. Çevre Mühendisliği Kimyası

    Çevre Mühendisliği Kimyası Yazar: Prof. Dr. İbrahim Peker Yayın Yılı : 2007 Sayfa Sayısı : 239 Yayınevi : Birsen Yayınevi Fiyatı : 15 TL Kitapta Yer Alan Önemli Konu Başlıkları Çevre Kimyası ve Temel Kavramlar Çözelti ve Kimyasal Analiz Bazı Temel Kavramlar Organik Kimya Prensipleri Çevrede Eser Elementler Katı Maddeler İletkenlik, Ekstraksiyon Kimyasal Denge...
  2. Çevre kimyası deney raporları

    çevre kimyası deney raporları
  3. Çevre kimyası laboratuvarı 2 föyleri

    Öğrenci arkadaşlarımıza yararı olacağını düşünerek paylaşmak istedim. Erciyes Üniversitesi Çevre Mühendisliği bölümünden alıntıdır.
  4. Çevre kimyası laboratuvarı 1 föyleri

    Erciyes üniversitesi çevre mühendisliği bölümü ders notlarından alıntıdır.