OZONUN SU ARITIMINDA KULLANIMI

   Yakın zamanlara dek ozonu pek tanımazdık. Ne zaman ki birileri çıkıp ozon deliğinden söz etmeye başladı, yok Antartika’nın üstündeki delik büyüyor, yok tabaka incelmesi sürüyor derken bir de baktık ki hepimiz onunla tanış çıktık. Eksikliği cilt kanseri yapar, kirletici maddelere karşı havanın kendi kendini arıtma yeteneğini azaltırmış, daha neler… Birden herkes ozon dostu oldu çıktı, bu arada ozona günün modasına uygun bir de ad takıverdiler. Yeşil kimyasal. Aslında çok zehirli olan bu maddenin birden bu denli sevilivermesindeki çelişki bize ilginç geldi. Bildiklerimizi sizinle paylaşalım dedik.  

Ozon doğada çok az bulunan bir oksijen allatropu. Kimyasal bakımdan çok kalımsız bir madde, hemen üretildiği oksijene dönüp kalımlı hale gelmek için çabalıyor, bu sırada da önüne geleni, özellikle organik maddeleri yükseltgiyor. Üç atomlu ozonun yapısından bir serbest Oksijen atomunu vererek kalımlı bir oksijen molekülüne dönüşmesi atıklarımızın tehlikesizce temizlenmesinde artık o denli çok kullanılıyor ki günümüzün sevilen sıfatı “yeşil” ozona yakıştırılıverdi. Oysa bu çok yüksek yükseltgeme (oksidasyon) potansiyeli nedeniyle ozon çok düşük derişimlerde bile zehirli bir maddedir, her an her tür organik maddeyi hızla parçalar. Bir m³’te “bir cm³ (1 ppm) ozon bulunması insan sağlığı için çok tehlikelidir, ne var ki doğada bu kadar ozon yoktur. Atmosferin alt tabakalarına göre üstlerinde daha çok ozon bulunur, ancak oralarda da organik maddeler bulunmadığından ozonun zararlı olması söz konusu değildir. Tam tersine ozonun güneşin mor ötesi ışınlarını süzmedeki yararlı işleri nedeniyle buradaki ozon eksikliği günümüzde insanlığın ortak sorunlarından birisidir. Hepimiz bu sorunun kullandığımız klorlu ve florlu hidrokarbon (CFC) gazlarından kaynaklandığını öğrendik. Ülkeler CFC gazları kullanımını azaltmak için anlaşmalar yapıyorlar, bilim adamları daha şimdiden onların çeşitli kullanım yerleri için yeni seçenekler bulmaya başladılar bile.

   Ozonun çok kuvvetli bir yükseltgen olması sulardaki atık maddelerin temizlenmesinde, içme sularının arıtılmasında, kötü kokulu gazların kokularının giderilmesinde, kağıt sanayiinde renk açmakta, gıda sanayiinde, termik santrallerdeki soğutma sularının yosunlanmasının önlenmesinde kullanılmaktadır. En çok kullanılan mikrop öldürücü olan klor ve kapalı devrelerde çok kullanılan kromik asitle karşılaştırıldığında ozonun çok önemli üstünlükleri vardır. Kendisi zehirli olan ozon organik maddeleri yükseltgeyip işini bitirdiğinde geride zehirli atık bırakmaz, kalanlar çoğunlukla CO₂, organik asitler, sülfatlar, nitratlar ve sudur. Ozonlu her tepkimenin doğal yan ürünü olan oksijeni herhalde zararlı saymazsınız… Özellikle ozonun şimdilerde en çok kullanıldığı içme suyu arıtımında ve atık suların temizlenmesinde işlem gören suyun içinde bir miktar oksijen kalmasının hiç sakıncası yoktur. Tem tersine bu durum istenmektedir.

  Havanın içindeki ozon derişimi çok azdır, bu nedenle argon, helyum gibi ozonu da çeşitli ayırma yöntemleri ile havadan ayırmak olası değildir. Bunun yerine havadaki oksijen moleküllerini elektrik enerjisiyle uyarıp birbirleriyle tepkimeye sokarak ozon üretilir. İlk kez 1781’de içinden elektrik kıvılcımları geçiren havada kokusuyla Van Marum’un dikkatini çeken madde 1840’ta Schönbien tarafından belirlendi ve kendisine “Ozon” adı verildi. Sarımsak kokulu, mavi renkli gazın kendisinden üretildiği oksijene geri dönüş isteği o denli güçlüdür ki karşısına gelen hemen her tür madde ile tepkimeye girmeye ve onu yükseltgemeye çalışır. Bilimsel deyişle yükseltgeme potansiyeli çok büyüktür. Biz de onun bu özelliğinden faydalanır, onu özellikle sularda yok etmek istediğimiz bakteri, mikrop, virüs ve diğer sağlığımıza zararlı maddelerin üzerine salarız. Çok hızla ve yüksek verimle tepkimelere girmesi ve zararlı yan ürünler vermemesi işimize gelir. Onun bu özelliğinden yararlanmanın yeni bir yolu da kimi bitkisel ve hayvansal yağlarda petrokimyasal maddelere seçenek olabilecek yeni kimyasallar üretmektir. Yükseltgen olarak ozonun gücünden yararlanarak yapılan yeni kimyasallar arasında koku ve tat vericiler, vitamin ve hormonlar, antibiyotikler, yağlama maddeleri sayılabilir.

   Biyolojik olarak bozunması çok zor olan organik klorlu bileşikleri büyük miktarlarda çevredeki sulara atan kağıt fabrikaları da son yıllarda ağartma işlemleri için klorlu bileşikler yerine ozonun yakın akrabaları olan oksijen ve hidrojen peroksit (oksijenli su) ile birlikte kullanmayı denemektedirler. Denenen yöntemler başarıya ulaşırsa en büyük su kirleticilerden birisi olan kağıt fabrikaları da kapalı devre su sistemi ile çalışacaktır, bir başka deyişle dışarıya çok az su akacaktır, ancak bu sularda organik klorlu bileşikler olmayacaktır.

  Ozon ve Sular

     Kentlerin içme sularının hazırlanmasında en çok kullanılan mikrop giderici Klor ve kloramindir. Ne var ki bu maddeler son yıllarda daha sık olarak sularda rastladığımız çok değişik nitelikteki organik maddelerle de birleşirler. Mikrop öldürürken bu kez zararlı organik klorlu bileşikleri suyumuza katmış oluruz. İşte ozonun başlıca üstünlüğü buradadır. Mikrop öldürme işini yaparken çok hızlı çalışır, ardında da yeni sorun bırakmaz. Bu nedenle de son yıllarda daha çok içme suyunda olmak üzere suların arıtılmasında ozon kullanımı çok artmıştır.

    Ozon havadan ya da oksijenden iki elektron arasındaki elektrik boşalımı sonucu üretilir. Çok kalımsız, yüksek enerjili ve zehirli bir madde olduğu için üretilir üretilmez tüketileceği tepkime kabına yollanır. Tepkimede kullanılmayan ozon tüketileceği yerde üretilir, yaşamı kısa olan bir kimyasal maddedir. Üç atomlu oksijenin ekonomik olarak üretilmesinde 80’li yıllarda önemli gelişmeler olmuştur. Örneğin : 

v     Birim elektrot alanının ozon verimi on kat arttırılmıştır.

v     Özgül enerji tüketimi %40 azaltılmıştır.

v     İşletme güvenilirliği arttırılmıştır.

v     İşlemlerde kullanılan havadaki ozonun derişimi ağırlıkça %15’ten %3’e arttırılmıştır.

     Bu gelişmelerin çoğu ABB şirketinin uyguladığı 800 Hz frekansta çalışan özel güç kaynağının üstünlüklerinden kaynaklanmaktadır. Günümüzde su arıtma tesislerinde kullanılan ozon üreteçlerinin kapasiteleri saatte 200 kg’dır. Ancak son yıllarda atık su temizleme tesislerinden gelen ozon istekleri de çok arttığı için bir ton/saat kapasiteli üreteçler de yakında devreye girecektir. Geleneksel olarak içme sularının mikropsuzlaştırılmasında kullanılan ozon atık sularda bulunan ve biyolojik olarak bozundurulamayan organik maddeleri parçaladığı için artık büyük kentlerin ve sanayii kuruluşlarının atık su temizleme tesislerinde de kullanılmaktadır. Dirençli organik maddelerin ozonla parçalanmasının atık su işletmelerine getirdiği başka kolaylıklar da var. Örneğin : 

Ø      Süzme işlemlerinin %50 oranında hızlandırılması, böylece daha az süzgeç kullanılması,

Ø      Süzgeçlerin daha uzun süre temizlenmeden çalıştırılabilmesi,

Ø      Katıların çöktürülmesi işleminin hızlandırılması,

Ø      Kötü kokulu gazların çıkmasının önlenmesi. 

    Özellikle atık suların arıtılıp tekrar kullanımının gerektiği durumlarda, örneğin Ortadoğu ve Orta Avrupa ülkelerinde, istenilen mikropsuzluk garantisini ozondan başka hiçbir madde sağlayamaz. Dev termik santrallerin daha az su tüketmeleri için süreçte kullanılan sular büyük soğutma kulelerinde soğutularak tekrar tekrar kullanılırlar, ancak bu sırada döngü için sularda mikroorganizmalar ürer ve donatımlara zarar verirler, birikintiler oluşturarak tıkanmalara yol açarlar. İşte ozon santralleri soğutma sularında gözlenen bu sıkıntıya da büyük ölçüde yardımcı olmaktadır. Avrupa’da elektrik santralleri soğutma suyu devrelerinde artık klor ya da krom oksit gibi bakteri öldürücüler yerine ozon kullanmaya başlamışlardır.

    Yeşil kimyasal ozonun becerilerini okudunuz. Sanırım bu sıfatı onun hak ettiğine inandırabildik sizi de. Ozon henüz biz Türk halkına pek hizmet vermiyor. En azından suyu bulabilen belediyelere önerilir, reçetesi de kolay : Bir ton suya iki gram…