Nanobubble (Nano-kabarcık) teknolojisi, sıvı içinde 100 nanometreden daha küçük çapa sahip son derece küçük, kararlı gaz baloncuklarının üretimini temel alır. Bu kabarcıklar, sıradan bir sofra tuzu tanesinden yaklaşık 2.500 kat daha küçük oldukları için çıplak gözle görülemezler. Nano-kabarcıklar, sıradan kabarcıkların aksine, düşük yüzdürme güçleri sayesinde sıvı içinde uzun süre asılı kalabilir ve yüzeye çıkıp patlamazlar. Bu özellikleri, sıvı ortamda yüksek stabilite ve reaktivite sağlar, bu da onları çeşitli uygulamalar için ideal kılar.
Nano-kabarcıklar, çözünmüş oksijen seviyesini artırma, mikroorganizmaları yok etme, organik maddeleri parçalama ve suyun fiziksel özelliklerini iyileştirme gibi etkiler yaratır. Su arıtma, tarım, sağlık, endüstriyel temizlik ve akuakültür gibi birçok alanda kullanılan bu teknoloji, enerji tasarruflu ve çevre dostu yapısıyla sürdürülebilir çözümler sunmaktadır. Yüksek yüzey alanı ve kavitasyon etkisi gibi avantajları sayesinde, özellikle su kalitesinin artırılması ve dezenfeksiyon süreçlerinde etkili bir araç haline gelmiştir.
Kavitasyon etkisi, suyun içinde çok küçük baloncukların patlayarak çevreye enerji yaymasıdır. Bu etkiyi, tıpkı suyun içinde bir balonun aniden patlayıp bir pof sesi çıkarmasına benzetebiliriz.
Nanobubble (Nano-Kabarcık) Teknolojisinin Faydaları Nelerdir?
Bu teknoloji, su geri dönüşümünü artırarak doğal kaynak kullanımını azaltırken, kullanılabilir su kaynaklarının ve tarım verimliliğinin artmasına olanak tanır. Ayrıca, su döngüsünde süreklilik sağlayarak temiz suya daha kolay ulaşımı mümkün kılar. Türkiye gibi su stresi yaşayan bölgelerde, nano-kabarcıklar daha verimli ve sürdürülebilir bir su yönetimi sunarak önemli bir role sahip olabilir.
- Nano-kabarcıklar, boyutlarının küçüklüğü sayesinde yüzeye çıkmadan suyun içinde uzun süre stabil kalır ve bu süreçte gaz transferi sağlayabilir.
- Bakteri ve virüs gibi patojenleri etkisiz hale getirme, yosun oluşumunu önleme ve kötü tat veya kokulara neden olan bileşikleri yok etme özellikleriyle su kalitesini artırır.
- Ayrıca, kirleticileri indirgeme, metallerin çökeltimi ve suyu petrol, yağ, ince partiküller veya yüzey aktif maddeler gibi maddelerden arındırma gibi etkili bir temizleme kapasitesine sahiptir.
- Tüm bu özellikler, işlem sürelerini kısaltırken maliyetleri düşürmeyi ve mevcut sistemlerin boyutlarını küçültmeyi mümkün kılar.
- Kısaca Nano-kabarcıklar, sürdürülebilir bir geleceğin anahtarlarından biri olarak dikkat çekmektedir.
Nanobubble Teknolojisi ve Oksijen Çözünürlüğü
Nanobubble su arıtma teknolojisi, aktif çamur tesislerindeki havalandırma havuzlarında oksijen çözünürlüğünü artırmak için tercih edilen en etkili yöntemlerden biridir. Nanobubble jeneratörlerinin yüksek yüzey alanları ve uzun süre stabil kalmaları sayesinde oksijenin suya geçiş verimliliği artar.
İşte nanobubble teknolojisini kullanarak oksijen çözünürlüğünü artırmak ve Alfa değerini yükseltmek için izlenebilecek bazı yollar:
1. Oksijen Transfer Verimliliği (OTE) İyileştirilmesi: Nanokabarcık jeneratörleri, oksijeni daha küçük kabarcıklar şeklinde dağıtarak suyun oksijen alma kapasitesini artırır. Küçük kabarcıklar yüzeye daha yavaş çıktığı için çözünme süresi uzar ve bu sayede daha yüksek bir Alfa değeri sağlanabilir. Alfa değeri, sudaki baloncukların içindeki oksijenin suya karışma kolaylığını gösterir, yani baloncuklar suya ne kadar yardımcı oluyor da diyebiliriz.
2. Nanobubble Boyut Optimizasyonu: Oksijenin daha etkin çözünmesi için kabarcık boyutlarının optimize edilmesi gerekir. Nanobubble jeneratörlerinde üretilen mikro ve nano ölçekteki kabarcıklar, standart sistemlerden daha yüksek oksijen çözünürlüğü sağlar.
3. Enerji Verimliliği ve Mikro Çalkalama: Nanobubble jeneratörleri düşük enerji tüketimi ile çalışabilir, bu da özellikle aktif çamur tesislerinde enerji tasarrufu sağlarken yüksek oksijen çözünürlüğü sağlar. Aynı zamanda, mikro kabarcıkların oluşturduğu çalkalama, oksijenin daha iyi dağıtılmasını sağlar ve bu da Alfa değerini artırabilir.
4. pH ve Sıcaklık Kontrolü: Havuzdaki pH ve sıcaklık, oksijen çözünürlüğünü etkileyebilir. Uygun pH aralığı ve sıcaklık kontrolü ile nanobubble sisteminden maksimum verim elde edilebilir.
5. Nanobubble Sisteminin Havuz İçinde Optimum Yerleşimi: Jeneratörün havuzdaki konumu ve kabarcıkların dağıtım şekli oksijen transfer verimliliğini etkiler. Sistem, oksijenin maksimum dağılabileceği şekilde yerleştirilmelidir.
Nanobubble teknolojisinin bu avantajları sayesinde, aktif çamur tesisindeki havalandırma havuzunda oksijen çözünürlüğü artarken Alfa değeri de daha yüksek seviyelere çıkarılabilir.
Nanobubble Teknolojisi Hangi Alanlarda Kullanılır?
Nano-kabarcık teknolojisi, geniş bir yelpazede farklı sektörlerde kullanılmaktadır ve sunduğu yenilikçi çözümlerle dikkat çekmektedir. Özellikle atıksu arıtımı, tarım ve bahçecilik, su ürünleri yetiştiriciliği, göller ve göletlerin temizlenmesi, petrol ve gaz sektörü ile madencilik alanlarında yaygın olarak tercih edilmektedir.
Nano-kabarcıkların en önemli kullanım alanlarından biri atıksu arıtımıdır ve bu süreç üç ana başlıkta incelenir:
- Havalandırma: Nano-kabarcıklar, suyun içindeki oksijen çözünürlüğünü artırarak daha verimli bir biyolojik arıtma sağlar.
- Flotasyon: Kirleticilerin yüzeye taşınmasıyla daha etkili bir ayrıştırma gerçekleştirilir.
- Dezenfeksiyon: Nano-kabarcıklar, patojenlerin ve zararlı mikroorganizmaların etkisiz hale getirilmesini sağlayarak suyu daha güvenli hale getirir.
Küresel Ölçekte Nanobubble Teknolojisinin Kullanımı
Nano-kabarcık teknolojisi, farklı ülkelerde çeşitli sektörlerde uygulanarak etkileyici sonuçlar elde etmiş, hem çevresel hem de ekonomik faydalar sağlamıştır. İşte bu teknolojinin başarıyla kullanıldığı bazı örnekler:
- Hershey’s Creamery Şirketi (ABD): Atıksu arıtım sürecinde nano-kabarcıkları devreye sokarak flotasyon işlemlerinde yaklaşık %90 verim artışı elde etmiş ve yıllık maliyetlerinde 100 bin dolarlık bir tasarruf sağlamıştır.
- Rebel Farms (ABD): Tarımda nano-kabarcık teknolojisinden yararlanarak hem ürün verimliliğini %22 oranında artırmış hem de topraktaki çözünmüş oksijen seviyesini üç katına çıkarmıştır.
- Zakum Gelişim Şirketi (Birleşik Arap Emirlikleri): Oksidasyon havuzlarında nano-kabarcık kullanımına geçerek oksijen seviyesini dört kat artırmış, biyokimyasal oksijen ihtiyacını (BOİ) %59 düşürmüş ve kötü kokuları ortadan kaldırmıştır.
- Tulbagh Şaraphanesi (Güney Afrika): Atıksu arıtma havuzlarındaki kötü kokuları nano-kabarcık teknolojisi ile tamamen gidermiş ve kimyasal oksijen ihtiyacını (KOİ) 3000 mg/L’den 322 mg/L’ye düşürmeyi başarmıştır.
- Delphy Araştırma Enstitüsü (Hollanda): Tarım sektöründe nano-kabarcık teknolojisini kullanarak ürün verimliliğinde %14, çözünmüş oksijen seviyesinde ise %233 oranında artış sağlamış; ayrıca bitki köklerinin sağlığını önemli ölçüde iyileştirmiştir.
Bu uygulamalar, nano-kabarcık teknolojisinin birçok alanda yenilikçi ve sürdürülebilir çözümler sunduğunu göstermektedir. Türkiye’de bu teknolojinin yaygın olarak benimsenmesi, su kaynaklarının daha etkili bir şekilde yönetilmesine ve çevresel sorunların azaltılmasına önemli katkılar sağlayabilir. Bu teknolojiye sahip olmak ya da daha fazla bilgi almak için hemen iletişime geçebilirsiniz.
KAYNAKÇA:
1. https://www.iklim.org.tr/wp-content/uploads/2022/06/Nanobubble-Flyer.pdf
2. https://www.teksarge.com/2022/07/26/14229/
4. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0043135423010539
Türkçe 
English