KALİTE VE SU : MİKROBİYOLOJİK KİRLİLİK

Bütün su ıslahı işlemleri, mikropların varlığından büyük ölçüde etkilenir. Birçok yükseltgenme indirgenme reaksiyonları biyolojik sebeplerden olur. Çoğu durumda, mikrobik etkiler su
kullanılan sistemlere ve işlemlere zarar vericidir.Suların dezenfekte edilmesi ve ekipmanların sterilize edilmesi, bütün mikropları öldürmek amacıyla yapılan biosit uygulamalarının örnekleridir. Bununla birlikte, mikropların bütünüyle öldürülmesi çoğunlukla pahalı ve her zaman gerekli değildir.
Bir su sistemi için,etkili bir mikrobiyal kontrol programı planlamak için aşağıdaki parametrelerin dikkate alınması gerekir:
- Su sisteminde bulunan organizmaların tipi ve bunların neden olabileceği sorunlar.
- Ciddi bir probleme neden olabilecek organizma sayısı.
Sorunlara neden olan en büyük grup bakterilerdir ve çok çeşitli problemlere yol açarlar. Bunlar çoğu zaman sistemde neden oldukları problemlere göre sınıflandırılırlar: Slime oluşturan bakteriler, demir biriktiren bakteriler, sülfat indirgeyen bakteriler, nitrifıying bakteriler gibi. Her grubun tercih ettiği bir ortam ve su sistemlerinde üreyebileceği özel alanlar vardır.
Örneğin aerobik bakteriler, oksijene ihtiyaç duyarlar, dolayısıyla soğutma suyu kuleleri gibi havanlanmış suda bulunurlar. Öte yandan anaerobik bakteriler oksijeni sevmezler ve enerjilerini organik maddelerin oksidasyonu dışındaki reaksiyonlardan sağlarlar. Sülfatı, sülfite indirgeyen bakteriler buna bir örnektir. Anaerobikler oksijene ihtiyaç duymadıkları için, deposit altları, yarık içleri ve çamur içleri gibi oksijenin az olduğu alanlarda bulunurlar.
Demir biriktiren bakteriler, ferrous (Fe+2) demir iyonunun fazla olduğu sularda bulunur ve bunlar, Fe+2 iyonlarını çözünmeyen demir hidroksite çevirirler. Bu deposit ve hızlı korozyon oluşumu, sistemde demir biriktiren bakteri populasyonunu arttırır. Bu çevrim, bütün sistem demir birikintileri ile tıkanıncaya kadar devam eder.
Nitrifiying bakteriler, amonyağı nitrata okside eder.
Sülfat indirgeyen bakteriler deposit problemi olan birçok sistemde bulunurlar. Üretilen sülfit, sistemde kullanılan çoğu metaller için korosiftir (çelik, alüminyum vb. gibi). Metal yüzeyinde oluşmuş çukurcuklar sülfat indirgeyicilerin sistemde varolduğunun kanıtıdır.
Bırçok bakteri, hücreyi çevreleyen ve koruyan yapışkan bir madde salgılarlar. Böylelikle su ile direkt temastan kendilerini korurlar, sonuç olarak hücre basit, toksit biyositlerden kendilerini korurlar . Biyositin hücreye ulaşabilmesi için, hem oksidasyon hem de bu koruyucu zarın dağıtılması gerekir
Sıcaklık: Genelde bütün reaksiyon hızları, korozyon reaksiyonu da dahil sıcaklıkla birlikte artar. Bu yüzden sıcak su, soğuk sudan daha koroziftir. Ayrıca sıcaklık CaC03'ın çözünürlüğünü etkiler. Yüksek sıcaklıkta CaCO3 daha az çözünür ve çökerek korozyon önleyici bir film oluşturur. Öte yandan fazla CaCO3 çökmesi ise boruları tıkayabilir. Son olarak sıcaklık, korozyonun tipini değiştirebilir. Düşük sıcaklıkta pitting korozyonu olan bir yerde, yüksek sıcaklıkta genel korozyona dönüşebilir.
Kimyasal Özellikler : pH: Suyun içindeki H iyonlarının bir ölçümüdür. H iyonu, bir metal korozyona uğradığında verdiği elektronu kabul eden başlıca maddedir.
pH<5 ise hem bakır, hem de demir hızlı bir şekilde uniform korozyona uğrar.
pH>9 ise hem bakır hem de demir genelde korunur.
5Alkalinite: Suyun asitleri nötralize edebilme ölçüsüdür. İçilebilir suda, alkalinite çoğunlukla karbonat (CO3) ve bikarbonattan (HCO3) oluşur. Alkalinite, koruyucu CaC03 oluşumuna yardımcı olur. pH'ı ayarlar (buffer efect) ve korozyonu düşürür.
Çözünmüş oksijen (DO): 02 en yaygın ve en önemli korozyon yapıcılardandır.
02+2 H2O+4eg 4OH (Korozyon reaksiyonunun devam etmesini sağlar.) Eğer suda 02 varsa, pitting korozyonu oluşur. Eğer suyun hızı demir çökeltilerinin sürüklenmesi için yeterliyse kırmızı su oluşur.
Klor: Su ile reaksiyona girer ve hidroklorik asit ve Hipoklorik asit oluşumuna neden olur. Bu da suyun pH'ını düşürür.
C12+H20gHC1+HOC1
Klor varlığında, suyun alkanitesi düşükse, korozyon oluşumu artar.
Toplam Çözünmüş Katı (TDS): Yüksek TDS, suyun içinde yüksek iyon konsantrasyonu olduğunu gösterir. Bu yüksek iletkenlik, suyun korozyon reaksiyonunu tamamlama yeteneğini arttırır. Çözünmüş katılar, koruyucu filmin oluşumunu da etkiler.
Sertlik: Sertlik çoğunlukla kalsiyum ve magnezyum iyonlarıyla oluşur. Genelde sert sular, yumuşak sulardan daha az koroziftir. (Eğer koruyucu filmin oluşması için yeterli Ca iyonu ve alkalinite varsa).
C 1 ve S04: Bunlar çözeltideki metalle reaksiyona girerek pitting oluşmasına neden olur, böylece koruyucu metalik oksit filmlerin oluşumunu engeller.
H2S: Metalik iyonlarla reaksiyona girerek çözünmeyen sülfitler oluşmasına neden olur, bu da korozyonu hızlandırır.
Silikat ve fosfatlar: Bunlar koruyucu film tabakası oluşturarak korozyonu düşürür veya önler.
Doğal renk ve organik maddeler: Bazı doğal organikler metal yüzeyle reaksiyona girerek koruyucu film oluşturur ve korozyonu düşürürler. Bazıları ise korozyon ürünleri ile reaksiyona girerek korozyonu arttırır.
Biyolojik Özellikler: Hem aerobik hem de anaerobik bakteriler korozyonu hızlandırır. Demir yükseltici ve sülfat indirgeyici bakteriler en çok rastlanan korozif bakterilerdir.

KOROZYON TÜRLERİ
Bilindiği gibi su-buhar çevrimlerinde en çok demir alaşımları, çelik, daha az olarak bakır alaşımları, bunların dışında krom. nikel, alüminyum vb. metal alaşımı malzemeler kullanılmaktadır. Bu nedenle özellikle demirin ve bakırın korozyonu söz konusu olmaktadır.
Hasara neden olan ve yaygın olarak karşılaşılan korozyon türlerini ve olaylarını şöyle sıralayabiliriz:
l. Oksijenin neden olduğu karıncalanma türü korozyon
2.Yüksek pH ve yüksek sodyum hidroksit derişiminin neden olduğu kostik korozyonu, kostik çatlaması.
3. Düşük pH'ın neden olduğu tekdüze asit korozyon
4. Hidrojenin neden olduğu hidrojen kırılması, çatlaması
5. Gerilim yarılma korozyonu (Stress cracking corrosion)
6. Dirseklerde ve kaynak yerlerinde karşılaşılan erozyon türü aşınma
Yapılan araştırmalar, yukarıda sayılan korozyon türlerini ve korozyona neden olan ve hızlandıran en önemli etmenlerden birinin su safsızlıklarından ve özellikle metal oksitlerden oluşan birikinti olduğunu ortaya çıkarmıştır.

KOROZYONDAN KAYNAKLANAN PROBLEMLER
l. Korozyon ürünlerinin boruları tıkaması sonucu pompalama maliyetinin artması.
2. Su ve su basıncı kaybına yol açan deliklerin oluşması.
3. Fazla korozyon nedeni ile su ısıtıcılarının sık sık değiştirilmesi ihtiyacı.
4. Renkli su, leke ve kötü tat gibi müşteri şikayetleri.
5. Sistemdeki korozyon ürünleri bakteri, mantar, maya ve diğer mikro organizmaların artması. Korozyon oluşmuş bölgelerde mikro organizmalar üreyebilir ve kötü koku, tat ve birikintilere (slime) neden olabilir

KOROZYONUN KONTROLÜ
Korozyonu önlemenin en çok kullanılan yolları şunlardır:
- Boru yapım malzemesine karşı daha az korozif olacak şekilde suyun kalitesini iyileştirmek.
- Kullanılan su ile korozyona uğramayacak boru materyali ve sistem kullanmak.
- Korozyon inhibitörü kullanmak.
- Katodik koruma sağlamak.
- Korozyona karşı borularda kaplama ve boyalar kullanmak.
Korozyon inhibitörü olarak kullanılan kimyasallardan bazıları şunlardır: Kromatlar. ortofosfatlar, polifosfatlar, silikatlar, kalsiyum karbonat ve film yapıcı aminler. Bu inhibitörlerin hepsi metal yüzeyinde koruyucu film oluşturup metal ile suyun temasını keserek korozyonu önlerler.