10. Su filtrasyonu ve arıtma yöntemleri

Su filtreleri, kirleticileri gözenekli bir ortamda tutarak veya aktif karbonda olduğu gibi yüzeylerine bağlayarak sudan ayırır. Ters ozmoz, damıtma ve ultraviyole cihazları ise birbirinden farklı yollarla çalışır: ters ozmoz bir membranla ayırma yapar, damıtma buharlaşma ve yoğuşmadan yararlanır, ultraviyole ışık mikroorganizmaları etkisizleştirir. Suda karşılaşılabilen kirleticilerin çeşitliliği nedeniyle bu yöntemlerin birkaçı, daha kapsamlı bir arıtma sağlamak üzere çok aşamalı sistemlerde bir araya getirilebilir.

Bu yöntemler; sürahilerde, musluğa takılan cihazlarda, tezgâh üstü ve tezgâh altı ünitelerde, hatta evin tamamına hizmet veren sistemlerde uygulanabilir. İçme ve yemek pişirme suyunu iyileştirmek için mutfakta bir arıtıcı; klorla ilgili bir şikâyet varsa banyoda bir duş filtresi düşünülebilir. Evin bütün musluklarında aynı sorun yaşanıyorsa ana su hattına kurulan bir sistem de seçenekler arasındadır. Seçimin ölçütü, suyun analizinde görülen ihtiyaç olmalıdır. Hangi sistem kullanılırsa kullanılsın düzenli bakım yapılmalı, filtreler önerilen aralıklarla değiştirilmelidir.

Seramik filtreler

Seramik su filtreleri çoğunlukla cihaza yerleştirilen kartuşlar biçimindedir. Bazı seramik filtrelerin üretiminde, diatom adı verilen mikroskobik canlıların silisli kabuklarından oluşan diatomlu toprak kullanılır. Ön filtre olarak da kullanılabilen bu gözenekli yapı, tortuları ve belirli boyuttaki parçacıkları tutar; uygun gözenek yapısına sahip ürünler bazı mikroorganizmaları da azaltabilir. Bir mikron ve daha büyük parçacıkları tutan modeller bulunduğu gibi daha küçük gözenekli olanlar da vardır. Boyutu gözümüzde canlandırmak için, bir insan saçının çapının yaklaşık 70 mikron olduğunu düşünebiliriz. Bakteri giderimi ise yalnız “seramik” adına değil, filtrenin mutlak gözenek boyutuna ve doğrulanmış performansına bağlıdır. Seramik malzeme tek başına çözünmüş kimyasal kirleticilerin çoğunu uzaklaştırmaz; bu amaçla karbon gibi başka ortamlarla birleştirilir.

Kömür (karbon) filtreler

Aktif karbon, ev tipi su arıtımında yaygın kullanılan filtre ortamlarından biridir. Gözenekli yüzeyi, tat ve kokuya yol açan bazı maddeleri, serbest kloru, bazı klorlama yan ürünlerini, uçucu organik bileşikleri (VOC) ve belirli pestisitleri azaltabilir. Uygun tasarlanmış granüler aktif karbon sistemleri radon gideriminde de kullanılabilir. Buna karşılık karbon, kendi başına genel bir mikrop giderme yöntemi değildir: bakteri, virüs ve protozoonları aynı ölçüde uzaklaştırdığı varsayılamaz. Florür ve çözünmüş mineral tuzları için de sıradan karbon filtresi yeterli değildir. Burada belirleyici olan, hedef maddeye uygun karbon türü, temas süresi ve ürünün o madde için gösterilmiş kapasitesidir.

• Karbon blok filtreler: Aktif karbonun sıkıştırılarak blok hâline getirilmesiyle üretilir. Örneğin 0,5 mikron parçacık tutma derecesine sahip modeller vardır. Kurşun gibi belirli ağır metallerin azaltılması da uygun katkı maddeleri ve tasarımla sağlanabilir; bu özellik bütün karbon bloklarda aynı değildir.
• Nano gümüşle güçlendirilmiş karbon filtreler: Gümüş katkısı, filtre ortamında bakteri üremesini sınırlandırmak amacıyla kullanılabilir. Bu ek özellik, filtreden geçen suyun bütün bakterilerden ve virüslerden arındırıldığı anlamına gelmez.

Karbonun hammaddesi de seçimde önemlidir. Hindistancevizi kabuğundan üretilen karbon, ev tipi cihazlarda değerlendirilebilecek bir seçenektir; kömür kökenli karbonların da uygun kullanım alanları vardır. Hammadde veya üretim sürecinden kaynaklanan arsenik gibi safsızlıklar açısından ürünün içme suyuyla temasa uygunluğu önem taşır. Yalnız üretildiği ülkeye ya da “hindistancevizi” ifadesine bakarak güvenlik kararı vermek yerine malzeme uygunluğu ve giderim kapasitesi birlikte değerlendirilmelidir.

KDF filtreler

KDF, bakır ve çinko içeren granüler bir arıtma ortamıdır. Oksidasyon–indirgenme tepkimeleriyle serbest kloru azaltır; kurşun gibi bazı çözünmüş metalleri tutulabilir biçimlere dönüştürür. Üreticisi, uygun koşullarda ortam içindeki bakteri çoğalmasını da sınırlandırabildiğini belirtir. Sıcak su uygulamalarına uygun olması nedeniyle duş filtrelerinde ve ev tipi sistemlerde aktif karbonla birlikte kullanılır.

Bu özellikler, KDF’yi özellikle sıcak su ve belirli ağır metal sorunları için değerlendirilebilecek bir seçenek hâline getirir. Sağlanacak giderim, kullanılan KDF türüne, suyun pH’ına, akış hızına ve ortamla temas süresine bağlıdır.

Ters ozmoz (RO)

Ters ozmozda su, yarı geçirgen bir membrandan basınçla geçirilir. Uygulanan basınç ozmotik basıncı aşarak doğal ozmoz yönünün tersine bir akış oluşturur. Su molekülleri membranı geçerken çözünmüş tuzların ve birçok metalin önemli bir bölümü diğer tarafta tutulur. Üretim hızı besleme basıncına, sıcaklığa ve membranın özelliklerine bağlıdır; ev tipi cihazlarda bu nedenle bir depolama tankı bulunabilir. RO, özellikle aktif karbonun tek başına gideremediği çözünmüş tuzlar ve belirli ağır metaller söz konusu olduğunda öne çıkar.

Kaliteli bir RO sistemi çoğunlukla aktif karbon aşamasıyla birlikte tasarlanır. Karbon, membranı etkileyebilen oksidanları azaltırken membranın her koşulda bütünüyle tutamayacağı bazı uçucu organik bileşiklerin giderimine de katkı sağlar. RO kullanırken yalnız kartuşları değil, membranın performansını da izlemek ve üreticinin öngördüğü bakım ile değişim aralıklarına uymak gerekir.

Şebeke suyunda kloramin varsa ön arıtmanın kloramine uygun seçilmesi gerekir. Yeterli miktarda uygun karbon ve yeterli temas süresi sağlanmadan, yalnız standart karbon kartuşunu daha sık değiştirmek sorunu çözmeyebilir. RO ayrıca kalsiyum ve magnezyum gibi çözünmüş mineralleri de azaltır. Çıkış suyunun pH’ı suyun bileşimine ve çözünmüş karbondioksite bağlıdır; her RO suyu zorunlu olarak asidik değildir. Mineral içeriğinin azalması, suyun beslenmeye yaptığı katkıyı düşürür. Bu nedenle uzun süreli kullanımda toplam mineral alımı ve gerekiyorsa kontrollü remineralizasyon birlikte düşünülmelidir.

Damıtma

Damıtma, suyu kaynatıp oluşan buharı yeniden yoğunlaştırarak arıtır. Çözünmüş tuzların, metallerin ve birçok başka kirleticinin büyük bölümü kaynatma haznesinde kalır; bazı uçucu maddeler ise buharla taşınabildiği için ek karbon aşaması gerekebilir. İşlem enerji ister ve üretim hızı görece düşüktür. Toplam su tüketimi cihazın tasarımına bağlıdır: suyla soğutulan modellerde soğutma için kullanılan miktar da tüketim hesabına katılır; hava soğutmalı modeller farklı çalışır. Damıtmanın mineral içeriğini de büyük ölçüde azaltması, bu suyun beslenmedeki yeri bakımından ayrıca değerlendirilmelidir.

Minerali çok düşük suyun borular ve bağlantı parçalarıyla etkileşimi önemlidir. Yeterince dengelenmemiş su, temas ettiği bazı malzemelerden metal çözünmesini kolaylaştırabilir. İnsan beslenmesindeki mineral dengesi ise su ve gıdalardan alınan toplam miktarla birlikte değerlendirilir. František Kožíšek, WHO’nun 2005 tarihli mineral raporundaki bölümünde düşük mineralli suyun beslenme ve mineral dengesi bakımından olası sakıncalarını tartışır. Damıtılmış veya RO suyu sürekli kullanılıyorsa, suyla alınan kalsiyum ve magnezyumun azalması göz önünde bulundurulabilir. Gerektiğinde içme suyuna uygun, bileşimi ve dozu belirli bir mineral kartuşu ya da mineral preparatıyla yeniden mineral kazandırma değerlendirilebilir.

Ultraviyole (UV-C) sistemleri

Ultraviyole sistemleri, mikroorganizmaları uygun dalga boyundaki ışığa maruz bırakarak çoğalma ve enfeksiyon oluşturma yeteneklerini etkisizleştirir. Su arıtımında bu amaçla UV-C kullanılır. Etkinlik; ışık dozuna, suyun berraklığına, akış hızına ve cihazın bakımına bağlıdır. UV’nin görevi dezenfeksiyondur; çözünmüş kimyasalların, metallerin ve tuzların giderimi için başka aşamalar gerekir. Uygun ön filtrasyondan geçmiş suya, gerektiğinde aktif karbon ya da RO sonrasında mikrobiyal koruma eklemek için kullanılabilir.