12. Su arıtma cihazının çalışma mantığı

Ev tipi ters ozmozlu bir su arıtma cihazı, besleme suyunu ön filtrelerden ve basınç altında çalışan bir membrandan geçirir; tasarımına göre son işlem ve depolama aşamalarıyla kullanım musluğuna ulaştırır. İçme ve yemek hazırlama suyunu hazırlayan bu sistemde her aşama belirli bir göreve yöneliktir. Tat değişikliği, yüksek sertlik, belirli bir kimyasalın varlığı ve mikrobiyolojik kirlenme ayrı sorunlardır. Aynı evde birkaçı birlikte bulunabilir; ancak birine yönelik işlem diğerlerinin de giderildiğini göstermez. Su arıtma cihazı adı altında satılan farklı filtre teknolojilerinin aynı sonucu vermesi beklenemez.

Bir cihazın kutusu veya model adı, içilen suyun bütün özelliklerini açıklamaz. Giriş suyu, membran, son filtreler, depo, bağlantılar ve musluk birlikte bir süreç oluşturur. Aynı model iki eve kurulduğunda kaynak suyu ve kullanım düzeni farklıysa sonuçların da aynı kalması beklenmemelidir. Teknik uygunluk, belirli bir evde kurulan ve işletilen sistemin bütünü için değerlendirilir. Ürüne ait bir iddianın hangi koşulu kapsadığı anlaşılınca, o koşulu evde doğrulayacak belge ve kontrol de seçilebilir.

Arıtma aşamaları hangi görevleri üstlenir

CDC’nin evsel arıtma açıklamasında ters ozmoz, ultraviyole, filtrasyon ve yumuşatma farklı işlevler olarak ele alınır. Ters ozmoz, basınç altında membranla ayırma yapar ve kalsiyum ile magnezyum dahil birçok çözünmüş maddeyi azaltabilir. Ultraviyole mikroorganizmaların etkisizleştirilmesine yöneliktir. İyon değişimiyle yumuşatma sertlikle ilişkili iyonları değiştirir. Sistem, hedeflenen sorun için seçilmelidir. [T01]

Bu ayrımın gündelik karşılığı basittir. Bir tüketici çaydanlıktaki tortudan, diğeri binanın deposundan, bir başkası analizde görülen kimyasal bir maddeden endişe edebilir. Üçüne de aynı satış cümlesinin söylenmesi, ihtiyaçlarının eşit olduğu anlamına gelmez. Önce sorun yazılır, sonra her aşamanın bu soruna nasıl katkı verdiği açıklanır. İşlevi açıklanamayan ek bir aşama, değerlendirmenin açıklığını artırmaz.

Arıtma aşamalarını görevleriyle karşılaştırma

Aktif karbon ile ters ozmozun görevleri birbirinin yerine geçmez. EPA, aktif karbonun adsorpsiyonla bazı organikleri ve tat ya da kokuyla ilişkili maddeleri azaltmasını, membran ayırmadan farklı bir işlem olarak açıklar. Karbonun etkisi hedef maddeye ve kullanılan medyaya bağlıdır. Yalnız karbon bulunan bir sistemden, ters ozmozla aynı çözünmüş tuz azaltımını beklemek doğru değildir. Bir aşamanın yararı, listedeki yerinden çok ihtiyaç duyulan işlemi yerine getirip getirmediğiyle anlaşılır. [T08]

Bir aşamanın uygunluğu, kendisinden önceki ve sonraki işlemlere de bağlıdır. Tasarım değerlendirmesinde cihazın basit bir su yolu çizimi istenir. Hangi suyun hangi parçadan geçtiği, hangi hattın gidere yöneldiği ve depoya hangi noktadan giriş yapıldığı gösterilir. Böylece kullanıcı, kendisine anlatılan teknik işlev ile gerçekten kurulan bağlantı arasındaki ilişkiyi görebilir. Birbiriyle uyumlu parçalar ve açık bir bakım planı, uzun bir aşama listesinden daha anlamlı değerlendirme ölçütleridir.

Membran performansı giriş koşullarına bağlıdır

Ters ozmoz sürecinde besleme suyu iki akıma ayrılır: kullanım için hazırlanan ürün suyu ve bazı maddelerin daha yoğun kaldığı konsantre akım. Ürün suyunun miktarı ve niteliği, membran adı dışında işletme koşullarına da bağlıdır. DuPont’un teknik kılavuzu giriş suyu bileşimi, basınç, sıcaklık ve geri kazanım oranının performansı etkilediğini açıklar; karşılaştırmanın uygun referans koşullarında yapılmasını önerir. Bu üretici bilgisi, bütün modeller için tek bir çalışma basıncı veya sıcaklık sınırı tanımlamaz. [TB02]

Membranı değiştirmenin bütün problemleri çözeceğini varsaymak bu nedenle isabetli olmayabilir. Örneğin varsayımsal bir evde su üretiminin azaldığı gözlensin. Bu tek gözlem, hangi parçanın değişmesi gerektiğini henüz söylemez. Giriş koşulu mu değişmiştir, ön filtrede basınç kaybı mı vardır, tankın kullanıma sunduğu hacim mi azalmıştır, yoksa membranın kendi performansı mı bozulmuştur? Bu soruların her biri farklı bir ölçüm gerektirir. Parça değişimine önce karar verip sonra gerekçe aramak yerine, gözlenen değişimin yeri belirlenir.

Başlangıç kaydı bu aşamada değerlidir. Kurulum günü yalnız son musluktaki bir sayı kaydedilmişse sonraki yorum dar kalır. Giriş koşulu, numunenin alındığı nokta ve cihazın o sıradaki çalışma durumu biliniyorsa karşılaştırma daha açıklayıcı olur. Kayıt, her ev sahibinin mühendislik hesabı yapmasını gerektirmez. Servisin yaptığı kontrolün hangi soruya yanıt verdiğini anlamak ve aynı soruyu daha sonra yeniden sorabilmek yeterli bir başlangıçtır.

Su cihazın içinde hangi aşamalardan geçer

Ön arıtma, membran, son işlem ve kullanım noktası su yolunun farklı görevler üstlenen bölümleridir. Şema bu aşamalar arasındaki kavramsal ilişkiyi gösterir; gerçek bağlantı düzeni modele göre değişir. Bazı sistemlerde mineral işlemi depodan önce, bazılarında depodan sonra bulunabilir; son karbon veya başka bir bileşen de tasarımı değiştirebilir. Kutular belirli bir markanın montaj talimatını temsil etmez. Kullanıcı, satın aldığı sistemin kendi akış şemasını ayrıca istemelidir.

Cihaza giren su, membran sonrası ara su ve bütün aşamalardan geçerek musluktan alınan su farklı örnekleme noktalarıdır. Kullanıcının tükettiği su sonuncusudur. Membran performansı araştırılırken ara nokta yararlı olabilir; nihai maruziyet değerlendirilirken musluk önem kazanır. Noktalar birbirine karıştırıldığında normal bir son işlem etkisi arıza sanılabilir veya sonraki bir aşamada oluşan değişim gözden kaçabilir.

Mineral aşaması bulunan temsili bir cihazda, membran sonrası iletkenliğin düşük ve son musluktaki iletkenliğin daha yüksek olması tek başına membran arızası değildir. Eklenen aşamanın amaçlanan etkisi araştırılır. Tersine, son muslukta beklenen bir sayı görülmesi de membranın ve bütün bağlantıların doğru çalıştığını tek başına kanıtlamaz. Ölçüm noktası bilinmeden rakamların anlamı sınırlı kalır.

Tanklı ve tanksız sistemler hangi ihtiyacı karşılar

Tankın temel görevi üretilen suyu kullanım için biriktirmektir. Böylece anlık musluk talebiyle membranın o andaki üretimi birbirinden ayrılabilir. Tanksız olarak tanımlanan bir tasarımda tüketim anındaki üretim kapasitesinin değerlendirilmesi daha fazla önem kazanır. Her iki durumda da gerçek sistem şeması incelenmelidir; ürünün ön yüzündeki tek kelime, içindeki bütün hacimleri veya son işlem düzenini anlatmayabilir.

Temsili iki ev düşünelim. İlkinde gün boyunca aralıklı olarak birer bardak su alınmaktadır. İkincisinde akşam saatinde yemek hazırlamak için kısa sürede birkaç litre su gerekmektedir. Günlük toplamları aynı olsa da kullanımın zamana dağılımı farklıdır. Bir cihaz ilk evde yeterli görünürken ikinci evin yoğun saatlerinde yetersiz kalabilir. Bu, yalnız yıllık kapasiteyle anlık ihtiyacın birbirine eşitlenemeyeceğini gösteren bir planlama örneğidir.

Karşılaştırmada günlük üretim, belirli bir anda alınabilen debi ve depoda kullanılabilir su miktarı ayrı sorulur. Tankın dış boyutunu görmek, musluktan ne kadar su alınacağını tek başına söylemez. Bir katalogdaki yüksek günlük üretim de her musluk açılışında aynı hızın elde edileceği anlamına gelmez. Satıcıdan günlük ihtiyacın yanında yoğun kullanım anının nasıl karşılanacağını açıklaması istenir. Bu açıklama, modelin belgelenmiş koşullarıyla uyumlu olmalıdır.

Tank seçimi hijyen bakımından da tek yönlü bir üstünlük yarışına dönüştürülmemelidir. Deponun bulunması bakım konusu yaratır; bulunmaması ise bağlantı, son kartuş ve musluk gibi diğer yüzeyleri ortadan kaldırmaz. İyi değerlendirme, bütün su yolunu ele alır. Kullanım düzeni, temizlik erişimi, değişim işlemleri ve durgunluk sonrası yeniden devreye alma planı birlikte anlaşılır.

Nominal kapasite ile anlık ihtiyaç arasındaki fark

Saatlik üretimle günlük üretim, anlık musluk debisiyle depodan alınabilen toplam su birbirinin yerine kullanılamaz. Kapasite hesabında önce bu büyüklüklerden hangisinin ölçüldüğü belirlenir. Örneğin yalnız öğretici amaçla saatte altı litre ürün suyu hazırlayan bir sistem varsayalım. Bu sistemin her saat kesintisiz aynı koşulda çalışması halinde günlük matematiksel üretimi yüz kırk dört litre olur. Bu sayı evde gerçekten her gün kullanılacak miktarı veya depodaki hazır suyu göstermez.

Kullanıcı günlük sekiz litre suya ihtiyaç duyuyorsa ilk bakışta üretim fazlası varmış gibi görünebilir. Fakat sekiz litrenin büyük bölümünü birkaç dakika içinde almak istiyorsa depolama veya anlık üretim koşulu ayrıca değerlendirilir. Cihazın çalışabileceği süre, otomatik kapanma davranışı ve gerçek besleme koşulları da hesaba katılır. Temsili örnek, kapasite etiketini günlük hayatın akışına çevirmek içindir; herhangi bir ürünün tavsiye edilen boyutunu vermez.

Bu hesap yaklaşımı, gereksiz büyük sistem seçimini de azaltabilir. Çok yüksek nominal üretimin tek başına kullanıcı için ek değer sağlamadığı durumlar vardır. Buna karşılık yalnız fiyatı düşük olduğu için yoğun kullanım ihtiyacını karşılamayan bir model seçmek, sonradan ek tank veya parça gereksinimi yaratabilir. Satın alma konuşması, aile büyüklüğü kadar suyun ne zaman ve nerede kullanıldığına da dayanmalıdır.

Toplam çözünmüş madde tek tek bileşenleri göstermez

TDS, toplam çözünmüş katı maddeyi anlatır. Yaygın el cihazları elektriksel iletkenliği ölçerek bundan tahmini bir TDS değeri üretir. USGS, iletkenliğin çözünmüş maddelerin türü, miktarı ve sıcaklıkla ilişkili olduğunu açıklar. Tek toplam değerden ayrı ayrı kalsiyum, magnezyum veya belirli bir kirleticinin miktarı çıkarılamaz. [T11]

İki suyun ekranda aynı sayıyı vermesi, iyon bileşimlerinin aynı olmasını gerektirmez. Aynı toplam harcamaya sahip iki evin parayı aynı kalemlere dağıtmak zorunda olmaması buna gündelik bir benzetmedir. Toplamı öğrenmek yararlıdır, fakat tek tek kalemleri öğrenmek için ayrıntı gerekir. Su için de sorulan bileşen hangisiyse o bileşenin ölçümü aranır.

TDS cihazı, aynı noktada ve karşılaştırılabilir koşullarda kullanıldığında beklenmedik bir değişimi fark ettirebilir. Bu özelliği onu yerinde bir izleme aracı yapar; bütün su güvenliğini tek başına değerlendirmesini sağlamaz. Değişim görüldüğünde sonraki adım nedenini araştırmaktır. Ekrandaki sayıdan doğrudan hastalık, vitamin ihtiyacı veya mikroorganizma sonucu üretilemez. Ölçümün yanıtı, ölçülen büyüklük ve alınan örnekle sınırlıdır.

Sertlik ve suyun kimyasal dengesi

Sertlik, kalsiyum ve magnezyumla bağlantılı bir özelliktir; toplam çözünmüş madde ise daha geniş bir toplamı ifade eder. CaCO3 eşdeğeriyle verilen sertlik sonucu, doğrudan aynı miktarda elementel kalsiyum anlamına gelmez. Health Canada, bu işletme parametrelerini ayrı ele alır. Beslenme katkısını değerlendirmek isteyen kişinin ayrı kalsiyum ve magnezyum sonuçlarına ihtiyacı vardır. [T10]

Bir teknik kayıt formunda TDS, sertlik, kalsiyum, magnezyum ve pH için ayrı alanlar bulunması anlam karışıklığını azaltır. Kullanıcı bu alanların hepsini her gün ölçmek zorunda değildir. Ama bir raporda hangisinin bulunduğunu ve hangisinin bulunmadığını ayırt edebilir. Böylece pH’ın değiştiğini gösteren bir sonucun, kalsiyum miktarını gösterdiği sanılmaz; sertlikteki azalma da bütün kimyasal bileşimin özeti yerine geçirilmez.

Tek bir ideal TDS rakamı aramak da bu nedenle yetersizdir. EPA’nın ABD ikincil içme suyu rehberindeki 500 mg/L değeri estetik kabul edilebilirlikle ilgilidir; herkes için hedef mineral miktarı veya bütün kirleticilerin sağlık bakımından güvenli olduğunun kanıtı değildir. Bu ABD yaklaşımı Türkiye’deki mevzuatın yerine de kullanılamaz. [T12]

Bir teknik değerin anlamı, hangi özelliği gösterdiğine ve hangi su noktasında ölçüldüğüne bağlıdır. Aynı koşullarda daha önce elde edilmiş bir sonuç varsa değişim karşılaştırılabilir; koşullar farklıysa bu fark ayrıca kaydedilir. Eksik parametreler de görünür tutulur. Yalnız TDS bulunan bir kayıttan mineral bileşiminin tamamı tamamlanamaz. Değer, numune noktası, çalışma koşulu ve gereken ek bilgi birlikte yazıldığında ölçümden alınabilecek bilgi artar; daha ayrıntılı incelemenin nerede gerektiği anlaşılır.