Atıksu Arıtma Tesisleri Tasarım Esasları

Transkript

ATIKSU ARITMA TESİSLERİ
TASARIM ESASLARI
Prof. Dr. İsmail KOYUNCU
İstanbul Teknik Üniversitesi
Çevre Mühendisliği Bölümü
ATIKSU ARITMA TESİSLERİNİN TASARIMINDA VE İNŞAASINDA
YARARLANILAN STANDARTLAR VE KAYNAKLAR
http://suyonetimi.ormansu.gov.tr/AnaSayfa/Aritma_Norm_Rehberi.aspx?sflang=tr
ATIKSU ARITMA TESİSLERİ TASARIM REHBERİ
Bölüm 1 Giriş
Bölüm 2 Atıksu Arıtma Tesislerinin Planlama, Tasarım ve İnşaatı ile İlgili Genel
İhtiyaçlar ve Şartlar
Bölüm 3 Atıksu Arıtma Tesislerinin Tasarımı İçin Gerekli Veriler
Bölüm 4 Atıksu Arıtımında Sistem Seçimi Esasları
Bölüm 5 Birinci Kademe (Ön) Arıtma
Bölüm 6 Biyolojik Arıtma
Bölüm 7 Kimyasal Çöktürme ile Fosfor Giderimi
Bölüm 8 Atıksu Filtrasyonu
Bölüm 9 Dezenfeksiyon
Bölüm 10 Çamur Arıtma ve Uzaklaştırma
Bölüm 11 Tesis Yerleşimi ve Yardımcı Tesisler
Bölüm 12 Atıksu Arıtma Sistemlerinde Borulama
Bölüm 13 Proses Kontrolü ve Otomasyon
Bölüm 14 Atıksu Arıtma Tesislerinde Koku Kontrolü
Bölüm 15 Atıksu Arıtma Sistemlerinde Güvenlik Kuralları
Bölüm 16 Küçük Arıtma Sistemleri
http://suyonetimi.ormansu.gov.tr/AnaSayfa/Aritma_Norm_Rehberi.aspx?sflang=tr
ATIKSU ARITMA TESİSLERİ NORM REHBERİ
1. ATIKSU ARITMA TESİSLERİNİN SAĞLAMASI GEREKEN ŞARTLAR
2. IZGARA VE ELEKLER
3. POMPA İSTASYONLARI
4. KUM VE YAĞ TUTUCULAR
5. DEBİ ÖLÇÜMÜ BİRİMLERİ
6. ÖN ÇÖKELTİM HAVUZLARI
7. SON ÇÖKELTİM HAVUZU GİRİŞ VE ÇIKIŞ YAPILARI
8. AKTİF ÇAMUR SİSTEMLERİ
9. LAGÜNLER
10. BİYOFİLM SİSTEMLERİ
11. FİLTRASYON
12. OLGUNLAŞTIRMA HAVUZLARI
13. YOĞUNLAŞTIRMA
14. HAVASIZ ÇAMUR ÇÜRÜTME
15. MEKANİK ÇAMUR SUSUZLAŞTIRMA
16. YERİNDE ARITMA SİSTEMLERİ
TASARIM KAYNAKLARI
• German Association for the Water Environment (ATV) – (DWA)
• Metcalf Eddy (2013) Wastewater Engineering
• Qasım (1999) Wastewater Treatment Plants
STANDARTLAR VE NORMLAR
•
•
•
•
•
German Institute for Standardization (DIN)
British Standards Institution (BSI)
Association Française de Normalisation (AFNOR)
Türk Standartları Enstitüsü (TSE)
Ten State Standards for Wastewater Facilities
ATIKSU ARITMA TESİSLERİNİN SAĞLAMASI GEREKEN ŞARTLAR
Genel Şartlar (DIN 12255-1, TSE 12255-1)
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
İlgili ulusal mevzuat sağlanmalıdır.
Deşarj standartları sağlanmalıdır.
Bütün debilerde, istenen arıtma şartları elde edilebilmelidir.
Çalışanların güvenliği sağlanmalıdır.
Koku, gürültü ve toksisite, aerosoller ve köpük gibi rahatsızlık veren
hususlarla, ilgili şartlara uyulmalıdır.
Çalışan personele yönelik tehlikeler en aza indirilmelidir.
Uzun dönem yapısal ve mekanik tesisat servis ömrü şartları sağlanmalıdır.
Bütün yapılarda sızdırmaz sağlanmalıdır.
İşletme ve bakım için gerekli önlemler alınmalıdır.
Tesisin gelecekteki gelişmesi ve genişletilmesi için gerekli önlemler
alınmalıdır.
Tesis güvenliği en üst seviyede olup, riskler ve arızalar azaltılmalıdır.
Tesisin ilk yatırım ve işletme maliyeti kabul edilebilir değerlerde olmalıdır.
İnşaat ve işletme esnasında, enerji tüketimi izlenmelidir.
Atık malzemelerin tekrar kullanılabilecekleri veya güvenli bir şekilde
bertaraf edilebilecekleri ortamlar hazırlanmalıdır.
Atık miktarları mümkün olduğunca azaltılmalıdır.
Ortama zarar vermeyecek şekilde atık nitelikleri iyileştirilmelidir.
TASARIM İLE İLGİLİ ŞARTLAR
Bir atıksu arıtma tesisinin tasarımı esnasında, aşağıdaki genel şartların dikkate
alınması gerekmektedir: (DIN 12255-1, TSE 12255-1)
• Arıza yapabilecek mekanik ekipmanlar (pompalar veya kompresörler gibi)
yedekli olarak teçhiz edilmelidir.
• Bakım onarım sırasında, devreye girebilecek paralel birimler olmalı veya
kanal/boru hattı ile yedeklenmesi mümkün olmalıdır.
• Arıtma tesisi girişlerindeki debiyi sınırlandırmak için uygun bir tertibat olmalıdır
(Dengeleme tankları bu maksatla kullanılabilir).
• Enerjide uzun süreli kesinti olduğunda, acil durum güç üniteleri veya arıza
sırasında yeterli enerjiyi karşılayabilecek eş değer bir tesisat olmalıdır
(Örneğin mevcut taşınabilir bir güç kaynağına kolaylıkla bağlantı sağlayabilen
düzenek gibi).
• Acil durum güç kaynağı, en azından ölçme ve kontrol sistemi, pompalar ve
havalandırma ekipmanları için gerekli olan enerjiyi sağlayabilmelidir.
• Her bir birimden numune alabilecek gerekli tertibat kurulmalıdır.
• Tasarım, etkili bir işletme için gerekli tüm bilgileri (debiler, seviyeler, basınçlar,
sıcaklıklar, çözünmüş oksijen konsantrasyonu, pH değerleri ve diğer
konsantrasyonlar vb) içermelidir.
• Tasarım, temizlik, bakım ve onarım gibi faaliyetlerin kolay ve güvenli bir
şekilde gerçekleştirilebilmesine imkân vermelidir.
İNŞAAT İLE İLGİLİ ŞARTLAR (DIN 12255-1, TSE 12255-1)
Yapılacak bütün yapılar, işletme, bakım ve onarım sırasında,
• Donanımın sebep olduğu su basınçları ve dinamik kuvvetler v.b. yükleri
taşıyabilmelidir.
• Atıksudan, çamurdan, hava ve gaz bileşenlerinden, sıcaklıktan ve sıcaklık
değişimlerinden kaynaklanan kimyasal ve biyolojik zararlı etkilere karşı dirençli
olmalıdır.
• Taşkınlara karşı korumalı olmalıdır.
Tehlikeli Kimyasal Maddeler ve Yakıtlar İçin Depolama;
• Tehlikeli sıvı kimyasal maddelerin veya yakıtların depolanacağı veya taşınacağı
yerlerde, sızıntı durumunda çevreye olumsuz etkisini önlemek için düzenlemeler
yapılmalıdır,
• Ulusal mevzuat ve ilgili standartlar (DIN 12255-10 ve TSE 12255-10)’daki şartlar
dikkate alınmalıdır,
• Gerekli emniyet tedbirleri (örneğin, çift duvarlı tank, taşma havuzu, sızıntı algılayıcıları
gibi) depolanacak hacimlere ve muhtemel risklere bağlı olacaktır,
• Birbirleriyle etkileşimleri sonucunda tehlikeli karışımlar oluşturabilecek veya diğer
tankların malzemelerine zarar verebilecek kimyasal maddeleri ihtiva eden tanklar tek
bir tahliye tertibatını kullanmamalıdır.
SKKY Evsel Atıksu Arıtma
Deşarj Standartları
Parametre,
Konsant.
BOİ5
mg/L
AKM
mg/L
KOİ
mg/l
pH
birim
a
Nüfus arttıkça azalır
2 saatlik
Kompozit
40- 50a
25-30a
90-110 a
6~9
24 saatlik
Kompozit
35-45a
40-60a
120- 160a
6~9
Kentsel Atıksu Yönetmeliği
(*)Ötrofikasyona tabi hassas alanlara kentsel atık su arıtma tesislerinden boşaltmalar için şartlar. Yerel şartlara
bağlı olarak parametrelerin biri yada ikisi birden uygulanabilir. Konsantrasyon değerleri yada azalma yüzdeleri
uygulanacaktır.
Parametreler
Konsantrasyon
Minimum arıtma
verimi, %
BOİ5
25 mg/l
70-90
KOİ
125 mg/l
75
AKM
35 mg/l
90
Toplam Azot (*)
15 mg/l (N=10000-100000)
10 mg/l (N>100 000 )
70-80
Toplam Fosfor(*)
2 mg/l (N=10000-100000 )
1 mg/l (N>100 000 )
80
Atıksu Arıtma İşlemleri
• Askıda Katı Maddeler
• Çöktürme
• Izgaradan geçirme veya öğütme
• Süzme
• Yüzdürme
• Kimyasal madde ilavesiyle yumaklaştırma-çöktürme
• Doğal sistemler (sulakalan, arazide arıtma)
• Uçucu organikler
• Hava ile sıyırma
• Gas arıtma
• Karbon adsorpsiyonu
Atıksu Arıtma İşlemleri (devam)
• Ayrışabilir Organik Maddeler
• Aktif Çamur Sistemleri
• Damlatmalı Filtreler
• Biyodiskler
• Stabilizasyon havuzları
• Havalandırmalı Havuzlar
• Anaerobik arıtma
• Doğal sistemler (Arazide arıtma)
• Fizikokimyasal arıtma
• Kesikli kum filtreleri
• Patojenler
• Klorlama
• Ozonlama
• UV radyasyonu
• Doğal sistemler
• Azot - nutrient
• Askıda çoğalan sistemlerde nitrifikasyon-denitrifikasyon
• Biyofilm sistemlerinde nitrifikasyon/denitrifikasyon
• Amonyak sıyırma
• İyon değiştirme
• Kırılma noktası klorlaması
• Doğal arıtma
• Fosfor - nutrient
• Metal tuzlarıyla çöktürme
• Kireçle çöktürme
• Biyolojik fosfor giderimi
• Biyolojik-kimyasal fosfor giderimi
• Azot ve fosforun birlikte giderilmesi
• Biyolojik nutrient giderimi sistemleri
• Kalıcı organikler
• Karbon adsorpsiyonu
• İleri ozonlama
• Ağır metaller
• Kimyasal çöktürme
• İyon değişimi
• Çözünmüş organik maddeler
• İyon değişimi
• Nanofiltrasyon
• Ters osmoz
• Elektrodiyaliz
Arıtma Seviyeleri
• İlk arıtma
Arıtma tesisine zarar verebilen iri madde, kum, yüzücü madde gibi
maddelerin tutulduğu ızgara, kum tutucu gibi birimler ile dengeleme
havuzu, debi ölçümü gibi ek birimlerin oluşturduğu kısım
• Birincil arıtma
Askıda madde ve organik maddelerin bir kısmının giderildiği,
genellikle ön çöktürme havuzundan meydana gelen kısım
• Gelişmiş birincil arıtma
Askıda ve organik maddelerin daha ileri seviyede giderilmesi.
Kimyasal medde ilave çöktürme veya filtrasyon ile sağlanır.
Arıtma Seviyeleri
•
İkincil arıtma
Ayrışabilir, karbon esaslı organik maddelerin ve askıda
maddelerin giderildiği arıtma kademesi. Genellikle
biyolojik arıtma (aktif çamur, biyofilm sistemleri, lagün
sistemleri, doğal arıtma…) prosesleri kullanılır.
Dezenfeksiyon, ikincil arıtmanın bir parçası olarak
kabul edilir.
•
Besi maddesi (nutrient) gideren ikincil arıtma
Ayrışabilir organik madde ve askıda maddenin yanısıra
besi maddelerinin de (azot ve fosfor)giderildiğiarıtma
seviyesi
Arıtma Seviyeleri
•
Üçüncül arıtma
İkincil arıtma ile giderilemeyen askıda ve organik
maddelerin daha ileri seviyede giderilmesi. Mikroelek
veya filtrasyon ile sağlanır. Dezenfeksiyon ve besi
maddesi giderimi de çoğunlukla üçüncül arıtma olarak
tanımlanır.
•
İleri arıtma
Normal biyolojik arıtma ile giderilemeyen askıda ve
organik maddelerin, suyun geri kazanılması
maksadıyla daha ileri seviyede giderilmesi.
Aktif Çamur Prosesi
Atıksu Arıtma Tesisi
Tasarım Faaliyetleri
•
•
•
•
•
Ön Etüd Raporu
Fizibilite Raporu
Kavramsal Tasarım Raporu (Avan Proje)
Uygulama Projesi
İş Sonu (As-Built) Projeleri
•
•
•
•
•
Ön Etüd Raporu
Proje fikri ya da fikirlerinin kapsamlı bir fizibilite etüdü
gerektirip gerektirmediği,
Hangi konuların (Örneğin teknoloji, deşarj standartları, yatırım
maliyetleri vb.) daha dikkatli bir araştırma ve inceleme
gerektirdiği,
Arıtma tesisine bağlı nüfus/eşdeğer nüfus ve debinin yaklaşık
değerleri,
Arıtma alternatifleri ve proses akım şemaları ve parametrik
değerlendirme/mukayese tablosu,
Takribi alan ihtiyacı ve muhtemel yer alternatifleri, muhtemel
yer, teknoloji ve maliyetlerle ilgili takribi görüş ve tahminler
Fizibilite Raporu
• Fizibilite raporu kesin veya avan projenin hazırlanmasından
önce yapılan teknik, ekonomik ve mali etütlerdir.
Fizibilite Raporu
• Mevcut durum tespiti
• Ekonomik durum ve maddi kaynaklar
• Finansman imkan ve kaynakları: Öz kaynak, hibe, kredi
• Kurumsal yapı: örgütlenme ve eleman kalitesi
• Atıksu arıtma sistemi alternatiflerinin belirlenmesi
• Deşarj ve/veya yeniden kullanım seçenekleri
• Arıtma tesisi için proses/teknoloji alternatifleri
• Arıtma ihtiyaçları (her parametre için)
• Proses alternatiflerinin kavramsal tasarımı ve maliyet mukayesesi
• En uygun sistemin seçimi
• Seçilen sistemin kavramsal tasarımı ve maliyet tahmini
Fizibilite Raporu
• Bu kapsamda arıtma tesisi kavramsal tasarım projesinin yapılması ile
coğrafi konum ve bilgiler, enerji temini, ulaşım durumu, taşkın riski, inşa
maliyeti, arazi/zemin ıslah maliyeti, gelecekte tesisin genişletilebilme
imkânları vb. hususların belirlenmesi
• Detaylı maliyet analizi (ilk yatırım ve işletme/bakım maliyetlerinin ±%20-30
yaklaşımla tahmini)
• Finans kaynakları ve en uygun finansman seçeneğinin belirlenmesi (Öz
kaynaklar, Dünya Bankası, Avrupa Yatırım Bankası, İller Bankası kredisi,
Dünya Bankası, Avrupa Yatırım Bankası, İslam Kalınma Bankası, AB
Fonları, Uluslararası/Ulusal hibeler, vb)
• Tarife önerisi (halkın ödeme kapasitesi ve istekliliği de dikkate alınarak
uygun tarife önerisi sunulması)
Fizibilite Raporu içeriği
• Yönetici Özeti
• Rapordaki terimler, kısaltmalar
• Tablo, Şekil, Çizim ve Ekler Listesi
• Çalışmanın amacını anlatan bir giriş
• Tasarım kriter ve ihtiyaçları
• Proses teknolojisi/proses seçenekleri
• Teknik, mali ve ekonomik analizler
• Sonuçlar ve alınan kararlar
• Nihai çözümle ilgili tavsiyeler
• Faydalanılan kaynaklar
• Ekler (varsa)
Kavramsal Tasarım (veya bazı hallerde Avan Proje)
• Fizibilite çalışması sonucunda karar verilen arıtma prosesi için
kavramsal tasarım projesi hazırlanır.
• Kavramsal tasarım, Fizibilite Raporu’nda seçilen en uygun prosesin
Teknik Raporu ile avan proje veya prensip projesini içermelidir.
• Kavramsal proje veya prensip projesi genelde, tesis yerleşim planı,
borulama planı, hidrolik profil, P&I Diyagramı ile bazı yapı ve
ünitelerin 1/100~1/200 ölçekli prensip çizimlerini içerir.
• Ancak bazı durumlarda kavramsal proje yerine, avan proje
detayında proses ve mimari çizimleri (betonarme hariç) de
istenebilmektedir.
Kavramsal Tasarım (veya bazı hallerde Avan Proje)
• Teknik Rapor
• Mühendislik Hesapları
Proses Hesapları
Hidrolik Hesaplar
İlk Yatırım ve İşletme Maliyeti
Atıksu Arıtma Tesisi Skada ve Otomasyon Bilgileri
Kullanılacak Mekanik Ekipman Bilgileri
İşletme ve Bakım Talimatları

Planlama Dokümanları
Çevre Düzeni, Havza Koruma veya (varsa)
Nehir Havzası Yönetim Planları
Atıksu arıtma tesisi yerinin vaziyet planı
Atıksu arıtma tesisinin yerleşim planı
Hidrolik profil
P&I Diyagramı
Tesis birimlerinin plan ve kesitleri
Uygulama Projesi
• Kavramsal tasarım (veya avan proje) projesinin onaylanmasının ardından,
uygulama projesi yapılır.
• İdareler, uygulama projesini kendileri hazırlayarak veya hazırlatarak inşaat
ihalesine bu uygulama projesi ile çıkabilirler.
• Bir diğer alternatif ise işin kavramsal tasarım projesi üzerinden ihale
edilmesi ve inşaat işini alan firmanın uygulama projesini
gerçekleştirmesidir.
• Uygulama projesinde, proses hesapları ve çizimlere ilave olarak, elektrik,
otomasyon, mekanik ve betonarme hesap ve çizimleri de bulunmalıdır.
Uygulama Projesi
• Açıklama Raporu
• Ek Dökümanlar
• Keşif, Metraj ve İhale Dosyaları
Uygulama Projesi Açıklama Raporu
Bu raporda, arıtma tesisini oluşturan her bir ünitenin
boyutlandırılma ve projelendirilme esasları, bu sırada yapılan
kabuller, kabullerin dayandırıldığı kaynaklar ve işletilme şartları
ve hizmet gerekçeleri açıklanmalıdır. Betonarme ve elektrik mekanik hesaplamalar da ayrıca verilmelidir.
Uygulama Projesi Ek Dökümanları
• Bölgesel konum planları
• Genel yerleşim planı
• Borulama planı
• Hidrolik profil
• P&I diyagramı
• Tesisin ve her bir ünitenin mimari plan ve kesitleri : 1/100 veya 1/50
ölçekli
• Üniteleri yeteri derecede tanımlayacak mimari detaylar: 1/20, 1/5,
veya 1/1 ölçekli
• Tesis yerinin tesviye edilmiş tesviye eğrili haritası ve buna dayalı kazı
ve dolgu planları ve kesitleri: 1:500 veya 1:100 ölçekli
• Arıtma tesisi yeri ve ünitelerinin yeraltı suyu ve temel (zemin) drenaj
planları ve bunların tahliye ayakları plan ve kesitleri (Drenaj Projesi):
1/50 ölçekli
•
Uygulama Projesi Ek Dökümanları
• Kalıp ve donatı planları: 1/100 veya 1/50 ölçekli, inşaatın projesine uygun
•
•
•
yapılabilmesi için kâfi miktarda ve sayıda noktasal detay resimleri
• 1)Perde, kolon, köşe donatısı detayları (1:50-1:25 ölçekli),
• 2)Çatı döşemesi donatı detayları (1:50-1:25 ölçekli),
• 3)Temel donatı planı ve kesitleri (1:50 ölçekli),
• 4)Perde betonu donatı detayları (1:25),
• 5)Kiriş ve delik donatı detayı (1:25),
• 6) Donatı metraj listesinden oluşabilir.
Mekanik donanım planları: 1/25 ölçekli kullanılan bütün ekipmana ait plan
ve detaylar
Arıtma Tesisi yardımcı ünitelerinin ve gerekirse çevreyi kapsayan elektrik ve
aydınlatma projeleri
Zemin sondaj kuyularının röperli haritaları ve logları
İdarece gerekli görülen diğer plan, kesit, görünüş, detay, hesap ve bilgiler
(içme suyu, atıksu, yağmursuyu şebekeleri v.b.)
Keşif, Metraj ve İhale Dosyaları
a) Metraj
Projede yer alan farklı yapıların her birisi için ayrı ayrı metraj listeleri hazırlanacaktır.
Metraj listelerinde, işin tamamlanması için gereken iş kalemleri birim fiyat poz
no.larına göre sıralanmalıdır.
b) Keşif
• Analize esas rayiçler, projenin idare’ye verildiği yıla ait olacaktır. Çevre ve Şehircilik
Bakanlığı ve ilgili idarece geçerli kabul edilen diğer kuruluşların rayiç, analiz ve
birim fiyatları kullanılacaktır. Birim fiyatları bulunmayan iş cinsleri için % 25
oranında yüklenici kârı ve genel masraf karşılığı düşünülerek gerekli pozların
analizi yapılacaktır. Hesap sonuçları yuvarlatılır.
• Keşif cetvelleri metrajlar esas alınarak hazırlanır. Keşif cetvellerinde poz.nosu,
kısaca işin tanımı, ölçü birimi, miktarı, birim fiyatı, tutarı gösterilir. Keşif cetvellerine,
gerekirse belgelendirilmiş kamulaştırma bedelleri ilave edilir. Ayrıca keşif özeti
verilir. Fiyat farklarının verilip verilmeyeceği, verilecek ise verilme şartları
açıklanmalıdır.
c) İhale Dosyaları
• İnşaat ihalesine esas teklif alma şartnamesi, sözleşme gibi standart dokümanlar
idare’ce yükleniciye verilir.
• Yüklenici (müteahhit veya proje birimi), özel teknik şartnameleri, standartları,
malzeme listelerini v.b. dokümanları hazırlayacaktır.
İş Sonu (As-Built) Projeleri
Uygulama projeleri, idareye onaylattırıldıktan sonra uygulamaya aktarılır.
Uygulama sırasında projede yapılan zorunlu değişiklikler projeye
işlenmelidir.
Uygulama sırasındaki değişikliklerin işlendiği nihai projelere, İş sonu (AsBuilt) projeleri adı verilir.
Atıksu Arıtma Tesisi
Tasarım Adımları
• Yer seçimi ve arıtılmış suyun deşarj noktasının belirlenmesi
• Nüfus ve debi hesabı
• Sistem seçimi
• Proses hesapları
• Vaziyet planı
• Borulama planı
• Hidrolik hesaplamalar ve hidrolik profil
• P&I diyagramı
AMBARLI
PARİS AAT
Tipik proje süreleri
Tesis
Kanalizasyon
Terfi merkezleri
Yapılar
Pompa ve ekipman
Arıtma tesisleri
Arıtma yapıları
Ekipman
Boru ve kanallar
Proje süresi, yıl
20~40
20~40
10~25
20~40
10~20
20~40
51
SISTEM SEÇIMI
52
Kanalizasyon Sistemi Bulunan Yerlerde Uygulanacak Teknik Esaslar
Nüfusun <2000 Arasında Olduğu Yerlerde Uygulanacak Teknik Esaslar
Kişi başına 8-15 m2
Kişi başına 1 m2’den az
Mevcut
alan
Kişi başına 2-5 m2
r
Karışık sistemler:
-Stabilizasyon havuzları
-Havasız reaktör + biyodisk
-Havasız reaktör + yapay sulak alanlar
-Havasız reaktör + stabilizasyon
havuzları
-Biyodisk + stabilizasyon havuzları
-Havalandırmalı lagün + stabilizasyon
havuzu
-Yapay sulak alanlar
Basit arıtma
Geçirimli
zemin
Evet
Sızdırma veya
kum filtreler
Hayır
Stabilizasyon havuzları veya
yapay sulak alanlar
Teknoloji yoğun arıtma +
ileri arıtma
(gerekli ise)
53
Nüfusun 2000-10000 Arasında Olduğu Yerlerde Uygulanacak Teknik
Esaslar
 Kentsel atıksuların arıtılması yönetmeliğine göre, nüfusun
2000-10000 arasındaki toplama alanlarında atıksuyun tatlı
sulara ve haliçlere deşarj edilebilmesi için ikincil arıtma ya da
eşdeğer bir arıtmaya tabi tutulması gerekmektedir.
 Bu nüfus aralığında uygulanacak arıtma teknikleri, küçük atıksu
arıtma teknikleri sınıfına girmektedir.
 2000-10000 nüfus aralığında, 500-2000 nüfus aralığında
belirtilen arıtma yöntemleri kullanılabilir.
 Yer probleminin olduğu durumlarda, konvansiyonel aktif çamur
sistemleri ve modifikasyonları, arazinin yeterli olduğu yerlerde
ise doğal arıtma tercih edilebilir.
54
Esaslar
 Bu şekilde, uygun verimde organik karbon giderimi ve/veya
nitrifikasyon sağlanabilmektedir.
 Karbonlu organik maddelerin % 85-95 oranında giderimi
mümkün olurken, nütrient giderme verimleri, % 30-45 aralığında
değişmektedir.
 Evsel atıksulardan organik karbon giderimi ile birlikte
nitrifikasyon (amonyum azotu oksidasyonu), havalı (oksijenli)
ortamda eş zamanlı olarak sağlanabilir.
 Öncelikle tasarım aşamasında, nitrifikasyon için emniyetli havalı
çamur yaşı seçimi ile amonyum azotu oksitlenmiş azot
formlarına dönüştürülür.
55
Esaslar
 Nitrifikasyon prosesi ile birlikte aynı koşullarda organik karbon
giderimi de sağlanmaktadır.
 Çamur yaşının belirli seviyede seçilmesi ile (θc≤ 10 gün)
sadece organik karbon giderimi de sağlanabilir.
 MBR sistemleri de, bu nüfus aralığında kullanılabilecek arıtma
alternatifleri arasındadır.
56
Esaslar
57
Esaslar
58
Nüfusun 10000’den Büyük Olduğu Yerlerde Uygulanacak Teknik Esaslar
 Nüfusun 10000’den fazla olduğu yerlerde, bölgenin az hassas,
normal veya hassas alan olması durumlarına göre
uygulanabilecek arıtma alternatifleri farklıdır.
 Kentsel atıksuların arıtılması yönetmeliğine göre, nüfusun
10000’den fazla olan toplama alanlarından yapılan bütün
deşarjlar için ikincil arıtma ya da eşdeğer bir arıtma
gerekmektedir.
 Az hassas alanlarda, kapsamlı araştırmalar neticesinde derin
deniz deşarjlarının çevreyi olumsuz yönde etkilemeyeceğinin
kanıtlanması durumunda, mekanik (ilk) birincil arıtımdan daha
düşük olmamak şartıyla (ızgara ve havalandırmalı kum tutucu)
derin deniz deşarjı yapılabilir.
 Nüfusun 50000’nin üzerine çıktığı yerlerde, birincil arıtmaya
kimyasal takviyeli ön çöktürme havuzu ilave edilebilir.
59
 Normal alanlarda, nüfusun 10000’den büyük olduğu yerlerde,
hassas alan sınırları içinde yer almasalar dahi ileride hassas
alan sınırları içinde kalabilecekleri göz önünde bulundurularak,
arıtma tesisleri biyolojik azot ve/veya fosfor giderimini içerecek
şekilde tasarlanmalıdır.
 2000-10000 nüfus aralığında önerilen arıtma sistemleri normal
alanlarda kullanılabilir.
 Ayrıca, 50000 ve üzerinde nüfusa sahip yerleşim alanlarından
normal su alanlarına yapılacak deşarjlarda, ikincil arıtmaya
aşağıda teknik özellikleri belirtilen azot giderimi yöntemleri de
ilave edilmelidir.
 Ayrıca, yapılacak analiz ve teknik çalışmalar neticesinde gerekli
görülen yerlerde, fosfor giderimi de istenebilir.
60
 Hassas alanlarda, karbon giderimine ilave
olarak azot ve fosfor giderim birimlerinin de
ilave edilmesi gerekmektedir.
61
KARBON VE AZOT
GIDERIMI
62
63
KARBON, AZOT VE
FOSFOR GIDERIMI
64
65
Fosfor giderimi içim kimyasal madde uygulamaları
66
Farklı evsel atıksu karakterizasyonları için önerilen biyolojik nütrient gideren aktif çamur
sistemleri aşağıdaki Tablo’da özetlenmiştir. Tabloda P, atıksu arıtma tesisi girişindeki
toplam fosfor ile çıkışındaki çözünmüş fosfor arasındaki farkı ifade etmektedir.
BOİ5/P
KOİ/P
mg BOİ5/mg P
mg KOİ/mg P
VIP*, UCT**
15-20
26-34
A2O*** AO****
20-25
34-43
Bardenpho
>25
>43
Proses
* Virginia Initiative plant
* University of Cape Town
** Anaerobik-Anoksik-Aerobik
*** Anoksik-Aerobik
Evsel atıksularda biyolojik azot giderim verimi biyolojik arıtmaya giriş atıksuyundaki
KOİ/TKN oranına bağlıdır.
• KOİ/TKN<10 olması durumunda ön denitrifikasyon sistemleri etkin olarak kullanılabilir.
• Oranın (KOİ/TKN) 10’dan büyük olması durumunda ise sonda denitrifikasyon
sistemleri avantajlıdır. Bu durumda birden fazla anoksik reaktöre sahip; önde ve
sonda denitrifikasyon sistemlerinin avantajlarının birleştiği Bardenpho tipi aktif çamur
sistemi kullanılabilir.
• Eş zamanlı nitrifikasyon-denitrifikasyon prosesi aynı reaktör içindeki farklı bölgelerde
anoksik ve havalı koşulların oluşturulması (oksidasyon havuzları vb.) ve/veya aynı
reaktör içinde oksijenin düşük seviyelerde kontrolü ile de sağlanabilmektedir
69
İklim Şartlarına Göre Uygulanacak Teknik Esaslar
 Biyolojik arıtmada, bakterilerin yaşaması için en uygun sıcaklık
aralığı, 25-35 oC arasıdır. Sıcaklık 50oC’nin üzerine çıktığında,
havalı çürütme ve nitrifikasyon durmaktadır. 15 oC’ye düştüğünde
ise, metan üreten mikroorganizmalar işlevlerini kaybetmekte ve 5
oC’de ototrofik nitrifikasyon bakterileri faaliyetini durdurmaktadır. 2
oC’de karbonlu organik maddeleri kullanan kemoheterotrofik
bakteriler faaliyetlerini yavaşlatmaktadır.
 Soğuk iklimlerde, biyolojik arıtmada uygulanan havalandırma tipi
büyük önem taşımaktadır. Uygulanacak havalandırıcı, havalandırma
havuzunu soğutmaktan ziyade, ısıtıcı vazife görmelidir. Mekanik
havalandırıcılar, dışarıdaki havanın çok soğuk olması halinde,
yüzeydeki havayı suya karıştırdıkları için reaktörü soğutucu etki
gösterebilir. Bundan dolayı, soğuk iklimlerde, difüzörlü
havalandırıcılar kullanılmalıdır. Ayrıca, tesislerin üzerinin kapatılması
veya ilave ek bir ısıtıcının kurulması da alternatifler arasındadır.
70
İklim Şartlarına Göre Uygulanacak Teknik Esaslar
 Biyolojik arıtmada çamur yaşı, sıcak iklimlerde daha düşük, soğuk
iklimlerde ise daha yüksek seçilmelidir.
 Soğuk iklimlerde dikkat edilmesi gereken bir diğer husus, biyolojik
arıtmadaki çöktürme havuzunun bekletme süresinin ayarlanmasıdır.
Sıcaklık düştükçe bekletme süresi artırılmalıdır. 10 oC’deki bekletme
süresi, 20 oC’ye göre 1.38 kat daha fazla olmalıdır.
 Havalandırmalı lagünlerde, düşük sıcaklıklarda bakterilerin
performansının azalması ve buz oluşumundan dolayı, sıcaklık etkisi
dikkate alınmalıdır. Bu havuzlarda da yüzeysel havalandırıcı yerine
difüzörlü sistemler tercih edilebilir. Buz oluşumu halinde, reaktör
derinliği arttırılarak bu etki minimize edilebilir. Soğuk mevsimlerde
lagünler seri halde, sıcak mevsimlerde ise paralel olarak
çalıştırılabilirler. Seri halde çalıştırmada, birinci reaktöre havalandırıcı
yerleştirilirken, ikinci reaktöre havalandırıcı yerleştirilmez ve buz
oluşumuna müsaade edilir. Benzer işletme prensibi, yapay sulak
alanlar ve stabilizasyon havuzları için de uygulanabilir.
ATıKSU MIKTAR VE
ÖZELLIKLERI
Tasarım Debi ve Yükleri
Metcalf and Eddy, 1991
Atıksu Miktarını Belirleyen Faktörler
• Proje nüfusu
• Sızma
• Yağış şiddeti, yer altı suyu seviyesi
• Sanayi debileri ve değişimi
Atıksu Debilerinin Hesabı
• Atıksu tasfiye tesislerine gelen atıksu debilerinin
hesabında evsel, sanayi ve sızma debileri toplamı
dikkate alınmaktadır.
• Yani günlük toplam debi;
Q = Qev + Qsanayi + Qsızma
olarak hesaplanmaktadır.
Evsel Debinin Belirlenmesi
• Evsel debi, kişi başına günlük su sarfiyatının
nüfusla çarpımından bulunabilir.
• Yıllık ortalama olarak kişi başına günlük su
ihtiyacı ort q ile gösterilirse yaz aylarındaki su
ihtiyacını temsil eden değer (max q), ortalama
değerin 1.5 katı olarak kabul edilmektedir.
• Su ihtiyacının % 70 ila 100 arasındaki belirli bir
kesri kanallara intikal etmektedir.
Evsel Debinin Belirlenmesi
• Evsel debi;
max Qev =  . max q . N
ifadesiyle bulunabilir. Burada;
max Qev : Yazlık evsel su sarfiyatı, m3/gün
 : kanala intikal yüzdesi
max q : Kişi başına yazlık su ihtiyacı, m3/N/gün
N : Kasabanın gelecekteki nüfusunu
göstermektedir.
Atıksuların Miktarı ve Debi Hesabı
Atıksuların Miktarı ve Debi Hesabı
debi hesabı için yerleşme merkezinin
gelecekteki nüfus bilinmelidir.
• Evsel
• Bir bölgenin gelecekteki nüfusunu tahmin etmek
için kullanılan hesap yöntemleri;
• Aritmetik artış
• Geometrik artış,
• İller Bankası,
• Benzer Şehir,
• Lojistik Eğri,
• Azalan hızlı artış
olarak sayılabilir.
Sızma Debisinin Hesaplanması
Yukarda verilen değerler atıksu kanallarının inşa kalitesi, zemin durumu
gibi pek çok faktörlere bağlıdır. Bu değerlerin mertebe hakkında fikir vermek
açısından verildiği hatırda tutulmalıdır.
Tasarım Debilerinin Hesabı
Tasarım Debilerinin Hesabı
• n2 sabiti sanayi kuruluşunun vardiya sayısı ile
alakalıdır. Tek vardiya çalışan tesislerde bu değer
5-6 arasında alınabilir.
• n3 sabiti 37 ila 40 arasında bir değerdir. Bu da
mesela 40 için Q40 olarak gösterilmektedir. Bir
veya iki vardiya çalışan tesislerde minimum debi
hesabında sanayi debisi dikkate alınmaz.
• Üç vardiya çalışan tesislerde ise n4=24 alınabilir.
The Volumes of WW
Influent to Tuelso wastewater treatment plant (Denmark, July 10-11, 1980)
Statistical Analysis
Fig 2: Fractile diagram for the influent to Lundtofte wastewater treatment
plant 1984-1989 (Denmark). Here Qd,av is determined as the 60%-fractile
(30400m3/d) and Qd,max as the %85-fractile (42500m3).
Kirlilik Yükleri
• Kirlilik yükleri
 Kişi başına kirlilik yükü kabulleri ile
 Konsantrasyon kabulleri ile
 Arıtılacak atıksuyun yeterli süre ile ve yeterli sayıda numune
alınarak katakterize edilmesi
suretiyle belirlenir.
Kirlilik Yükleri
•
BOİ5: toplumum beslenme alışkınlıklarına bağlı olup 3080 g BOİ5/N.gün aralığında değişmektedir.
•
Bu değer ülkemizde 30-45 g/N.gün
değişmekte,
projelerde 54-60 g/N.gün
seçilmektedir.
•
Toplam Kjeldahl Azotu 10 -18 g/N.gün
•
Toplam Fosfor 1-3 g/N.gün alınabilir.
arasında
arasında
Bazı ülkeler için tipik kirlilik yükleri
(Metcalf&Eddy,2003)
g/kişi.g
Türkiye
Almanya
ABD
Japonya
BOİ5
AKM
TKN NH3-N
27-50 41-68 8-14
55-68 82-96 11-16
50-120 60-150 9-22
40-45
1-3
9-11
Top-P
0.4-2
1.2-1.6
5-12 2.7-4.5
0.15-0.4
ÖN ARıTMA
SISTEMLERI
87
Mekanik ön arıtma birimleri (Birincil
Arıtma)
• Izgaralar
• Dengeleme Havuzu
• Kum tutucu
• Yağ ve gres tutucu
• Ön Çöktürme Havuzu
88
Izgara
Atıksu içerisinde bulunan büyük parçaların pompa, boru ve
teçhizata zarar vermemesi, diğer arıtma kısımlarına gelen
yükün hafifletilmesi ve yüzücü maddelerin sudan
ayrılması gibi amaçlarla ızgaralar kullanılır. Izgaralar,
atıksu arıtma tesisi girişlerine yerleştirilmektedirler.
Izgaraların seçiminde;
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Su derinliği, Çubuklar arasındaki açıklık,
Tarama sıklığı,
Müsaade edilen yük kaybı,
Serbest akış alanı,
Izgaraların önünde veya arasında çökelme ihtimali,
Yaklaşım kanalının şekli,
Izgara kanalının göz sayısı,
Tutulacak çöp miktarı ve türü,
Kapaklar önünde oluşacak su yükü,
Izgaradan sonra uygulanacak proses rol oynamaktadır.
89
Izgaralar iki tiptir; Kaba ve ince ızgaralar
• Kaba Izgaralar: arıtma tesisinin en başında ve 40 mm’den iri
maddelerin mevcut mekanik ekipmanlara zarar vermemesi ve boru
hatlarında tıkanıklık yaratmaması için kullanılırlar. Izgara aralığı 6-150
mm’dir. Üç değişik tipte inşaa edilirler. Bunlar,
• sabit çubuk ızgaralar- pompaların ve terfi merkezlerinin önünde
• hareketli bant ızgaralar- çubuk ızgaraya göre daha küçük parçacıklar için
• Öğütücüler - kaba eleklerle birlikte kullanılırlar
• İnce ızgaralar: çubuk aralığı, 2–6 mm mertebesindedir. Bu tip ızgaralar
mekanik temizleme mekanizmalarına sahip olup, ızgarada tutulan katı
maddeler zaman zaman otomatik olarak temizlenerek katı madde
konteynerlerinde depolanır ve daha sonra uygun alanlara dökülür.
• Elle temizlenenler 1.7 m boyundaki bir adamın boyuna göre, tırmığı
rahat çekmesi göz önünde tutularak, yatayla 35 ile 45 o açı yapacak
şekilde tertiplenmektedir.
• Mekanik ızgaralar ise 60 ile 80 o açı ile düzenlenmektedir. İnce
ızgaralarda tırmık sıyırma hızı, 0.10-0.15 m/sn alınabilir. Tırmığın
çalışma devresi, ızgara boyuna bağlı olarak 2 ile 5 dakika arasında
değişmektedir.
90
• Genel halde, ızgara çubuklar arasındaki ortalama
su hızı 0.75 m/sn, maksimum su hızı 1.25 m/sn
olmalıdır. Yaklaşım kanalındaki hız ise çökelmeye
meydan vermeyecek şekilde, maksimum debide, 1
m/sn değerini geçmemesi ve minimum debide 0.3
m/sn değerinden küçük olmaması gerekir.
• Izgara kanalının minimum genişliği, 60 cm
olmalıdır.
• Izgaralar giriş-çıkış su seviyeleri arasındaki fark
15-25 cm ulaştığı zaman temizlenmelidir.
IZGARALAR
IZGARA VE ELEKLERİN
YAPISAL TASARIMI
(DIN 19554)
1 : Korkuluk
2 : En yakın duvar
3 : Dikey simetri düzlemi
y1 : En büyük ızgara çerçeve genişliği
y2 : Bölmeler arası mesafe
y3 : Yanal girintiler
y4 : Izgaranın en yakın duvara olan
mesafesi
z1 : Taban eğimi
b : Bölme genişliği
l : Serbest ızgara uzunluğu
e : Açıklık genişliği(ızgara aralığı)
t : Bölme derinliği
a : Atma yüksekliği (düşme yüksekliği)
wmax : Su derinliği
x : Bölme açıklığı
b
0,6’den 2,4’e
kadar 0,2
artarak; 2,4’den
4,8’e kadar 0,4
artarak
l
0,6’dan 2,8 ve
üzerine 0,2
artarak
e
t
a
0,010; 0,015.;
0,02; 0,025;
0,04; 0,06; 0,1
0,8’den 2’ye
kadar 0,2
artarak;
2’den 4,8’e
kadar 0,4
artarak
0,8; 1; 1,2; 1,6;
2; 2,4; 2,8
*Eğimli çubuk ızgara yapısı ana boyutlar (m olarak) (DIN 19554)
wmax
Mekanik temizleyici
olmayanlarda
Mekanik temizleyici
olanlarda
1
2
3
4
1,8
2
2,2
2,4
1,6
*Eğimli çubuk ızgara yapısı için girintiler (m olarak) (DIN 19554)
1 : Izgara yolu dış sınırları
a,t,wmax,z1,b,e,l,y1,y2,y3,y4 için şekil 5.7’ye bakınız.
2 : En yakın duvar
α : Izgaraların eğim açısı
3 : Dikey simetri düzlemi
z2 : Girinti derinliği
x1,x2,x3 bölme açıklığı
x4 : Yarım girinti genişliği
b
0,6’dan 4,8’e kadar 0,2
artarak
l
0,6’dan 1,2 ve üzerine
0,2 artarak
e
0,010.; 0,015.; 0,02;
0,025; 0,04; 0,06; 0,1
t
0,8’den 4,8’e kadar 0,2
artarak
a
0,8; 1; 1,2; 1,6; 2; 2,4;
2,8
(Dikey çubuk ızgara yapısı. Düşme için emniyetler ve taşıyıcılar gibi ızgara temizleyiciler de
gösterilmemiştir. x1, x2, x3, x4, y1,y2,y3,y4, z1, z2, α üretici talimatlarına göre olacaktır.)
98
Kum tutucu
Kum tutucular aşağıdaki amaçlar için kullanılır.
• Kum, çakıl gibi inorganik maddeleri atık sudan ayırmak,
• Arıtma tesislerindeki pompa ve benzeri teçhizatın
aşınmasına ve çökeltim havuzlarında tıkanma
tehlikesine engel olabilmek,
• Hareketli mekanik ekipmanın aşınmasını önlemek,
• Boru ve kanallarda birikintileri engellemek,
• Kum birikiminden dolayı çamur çürütücünün temizlenme
periyodunu azaltmak
Kum tutucularda sadece, inorganik malzemelerin çökelmesi istenir. Organik
maddelerin çökelmesi istenmez. Özellikle, yoğunluğu 2650 kg/m3 ve tane
çapları 0.1-0.2 mm’den daha büyük olan katı maddelerin tam olarak
tutulmasını sağlamak için kullanılır.
99
Kum tutucu tipleri ve tasarım kriterleri
• Yatay akışlı dikdörtgen planlı,
• Yatay akışlı kum tutucularda, bekletme
süresi 1 dak, yatay akış hızının 0.3 m/sn ve
yüzey yükünün 24 m3/m2.st olması
gerekmektedir
• Havalandırmalı Kum Tutucular
• saatlik pik debilerde, t= 2-5 dk.
Havalandırma difüzörleri, kum tutucu havuz
tabanının 0.45-0.60 m yukarısına yerleştirilir.
H= 2 - 5 m, L= 7.5- 40 m, B= 2.5-7 m, hava
debisi 3-10 m3/st.m arasında değişmektedir.
• Daire planlı ve Düşey akımlı kum
tutucular (Vorteks tipi)
• Yüzey yükü olarak 24 m3/m2.st alınması
tavsiye edilmektedir. Pik debide hidrolik
bekletme süresi 30 sn alınabilir. Çapı, 1.5 ile
7 m aralığında, yüksekliği ise 3 m ile 4.5 m
aralığında seçilebilir.
100
Kum Tutucuların kritik tasarım değerleri
• Yatay akış hızı= 0.25-0.40 m/sn (ortalama 0.3
m/sn) ve kum tutucuların boyutlandırılmasında
kullanılan en önemli parametredir. Bu akış hızı
organik maddelerin kum tutuculardan dışarıya
sürüklenmesini temin eder.
• Kum tutucuların boyutlandırılmasında kullanılan
ikinci en önemli parametre, yüzey yüküdür. 0.1
mm ve daha büyük çaptaki daneciklerin
çöktürülmesi için yüzey yükü, 24 m3/m2.st
değerinin altında olmalıdır.
KUM VE YAĞ TUTUCULARIN
YAPISAL TASARIMI
a) Havalandırmasız Kum Tutucular
1 : Emme kanalı
2 : Emme pompası
3 : Emme pompası ve basma hattı
4 : Geri akım oluğu
5 : Sıyırıcı ve emme köprüsü
6 : Yürüme iskelesi
- Minimum muhtemel genişlik : 0.6 m
- İzin verilen hareketli yük : 1.5 kN/m2
7 : Havalandırma borusu
8 : Yavaşlatıcı levha
b) Havalandırmalı Kum Tutucular
9 : Yüzer madde sıyırıcısı
10 : Destek çubuğu
b1 : Muhtemel toplama kanalı genişliği
b2, b3 : Emme kanalının merkez ekseninin havuz iç
duvarlarına olan mesafesi
b4 : Yüzer madde toplama bölgesindeki muhtemel
genişlik
c : Sıyırıcı güzergahı için havuz duvarının üst genişliği
m : Platform üzeri yolun zeminden yüksekliği (DIN
12255-10’da mevcut)
t : Havuz derinliği
a) Havalandırmasız Kum Tutucular
b1
b2, b3, b4
b) Havalandırmalı Kum Tutucular
c min.
t
0,25
0,6’dan 4’e kadar 0,2
artarak,
4’den 6’ya kadar 0,4
artarak
0,8’den 2,6’ya kadar
0,2 artarak
2,8’den 6’ya kadar
0,4 yükselerek
7’den 16’ya kadar 1
artarak
0,4’den başlayıp 0,1
artarak
0,3
*Havalandırmalı ve havalandırmasız emme tertibatlı dikdörtgen kum tutucular (DIN 19551-3)
Şekil. Havalandırmalı ve Sıyırıcılı Dikdörtgen Kesitli Kum Tutucular
1: Vakum cihazı, pnömatik krikolu
2: Yürüme iskelesi
- Minimum muhtemel genişlik: 0.6 m
- İzin verilen hareketli yük: 1.5 kN/m2
3: Sıyırıcı köprüsü
4: Kum toplama kanalı
5: Yüzer madde sıyırıcı
6: Havalandırma cihazı
7: Yavaşlatıcı levha
8: Destek çubuğu
a: Bakım onarım için kazıyıcı
b1: Muhtemel toplama kanalı genişliği
b2, b3: Kum toplama kanalının merkez ekseninin havuz
iç duvarlarına olan mesafesi
b4: Yüzer madde toplama bölgesindeki muhtemel
genişlik
b5, b6: Kanal genişliği
m: Platform üzeri yolun zeminden yüksekliği (DIN 1225510’da mevcut)
T: Kanal derinliği
t: Havuz derinliği
c: Sıyırıcı güzergahı için havuz duvarının üst genişliği
Tablo. b1 genişliğine bağlı olarak havalandırmalı ve sıyırıcılı tertibatlı dikdörtgen kum tutucular için boyutlar (m)
b1
b2
1,6’dan 2,6’ya
kadar 0,2
artarak
2,8’den4,8’e
kadar 0,4
artarak
5,2’den 7,2’ye
kadar 0,4
artarak
1’den
başlayıp 0,1
artarak
1,8’den
başlayıp 0,2
artarak
b3
b4
t
0,6’dan
başlayıp 0,1
artarak
0,4 ‘den
başlayıp
0,1 artarak
1,2’den
başlayıp 0,2
artarak
1,6’dan 4’e kadar
0,1 artarak,
4’ten 6’ya kadar 0,4
artarak
b5
b6
T
0,3
0,4
0,3
0,4
0,6
0,5
0,5
1,0
0,8
Cmin
0,25
Tablo. b2 genişliğine bağlı olarak havalandırmasız ve sıyırıcı dikdörtgen kum tutucular için boyutlar (m)
b1
b3
b5
b6
T
0,8’den 1,8’e kadar 0,2 artarak
0,45
0,3
0,4
0,3
2,0’den 2,6’ya kadar 0,2 artarak
2,8’den 4’e kadar 0,4 artarak
0,8
1,0
0,4
0,5
0,6
1,0
0,5
0,8
c min
0,25
t
0,6’dan 4,6’ya kadar 0,2 artarak
Tutulan Katı Maddeler
109
Ön Çöktürme Havuzu
Ön çöktürme havuzları, ızgaralar ve kum tutuculardan sonra
inşaa edilir.
Ön çöktürme tanklarının üç ana fonksiyonu vardır. Bunlar;
• çöktürme ile sıvıdan katıları (çamur) ayırma,
• yüzdürme ile sıvıdan katıları (köpük, yağ, yüzen birikintiler) ayırma
• katıları yoğunlaştırmadır.
Ön çöktürme havuzunun yapılıp yapılmayacağı, KOİ/TKN
oranına bağlıdır.
KOİ/TKN >7: ön çöktürme havuzu yapılmakta,
KOİ/TKN <7: yapılması gerekmemektedir.
Debi >3800 m3/gün: Ön çöktürme tankları atıksu arıtma
tesislerinde kurulur.
Damlatmalı filtre, döner biyolojik disk ve batmış biyolojik reaktör
gibi ikinci kademe arıtma üniteleri mevcutsa ekipmanın zarar
görmemesi için mutlaka sistemin önüne ön çöktürme tankı
konulmalıdır.
110
Ön çöktürme tipleri ve özellikleri
• yatay akışlı- dairesel ve dikdörtgen olabilirler.
• katı madde temaslı- dairesel veya dikdörtgen
• eğri yüzeyli olabilmektedir.
Yatay akışlı havuzların avantajları, daha az yer kaplaması,
birden fazla uniteler halinde olabilmesi, birden fazla
unitelerde aynı duvar kullanılarak ekonomi sağlanması, koku
kontrolünün daha kolay olması, daha uzun çökelme zamanı,
giriş-çıkış yapılarındaki kayıpların az olması ve çamur
toplama için daha az enerji harcanmasıdır.
Yatay akışlı havuzların dezavantajları ise ölü bölgelerin
oluşabilmesi, debi değişimlerine hassas olması, çamur
toplama ekipmanı için genişliğin kısıtlayıcı faktör olması,
savak yükünü azaltmak için birden fazla savak yapılması ve
yüksek bakım masraflardır.
111
Genel Tasarım Kriterleri
• Ön çöktürme tanklarının boyutlandırtılmasında kullanılan en
•
•
•
•
•
•
önemli parametre yüzey yüküdür. İyi bir performans elde
etmek için bunun dışında tank derinliği, bekletme süresi,
çamur sıyırıcı taşıma kapasitesi gibi parametrelerin de
dikkate alınması gereklidir.
Yüzey yükü ortalama debide, 30-50 m3/m2.gün ve pik debide
ise 80-125 m3/m2.gün aralığında değişmektedir.
Savak yük 125-500 m3/m/gün aralığında değişmektedir.
Ortalama tasarım debisinde bekleme süresi 2.5 saati
geçmemelidir.
Dairesel çöktürme havuzlarında derinlik = 3-4.5 m (ortalama
3 m), çap= 3-60 m, taban eğimi= 60-170 mm/m ve sıyırıcı
devir sayısı ise 0.02-0.05 devir/dak
Çöktürme havuzundaki ortalama yük kaybı 0.4 m - 0.6 m
Dikdötgen planlı ön çöktürme havuzlarının derinliği=3 - 4.5 m,
uzunluk= 15 - 90 m, genişlik= 3 - 24 m ve sıyırıcı hızı ise 0.6 1.2 m/dak arasında değişmektedir.
Yatay Akışlı Ön
Çöktürme Tankları
112
Tasarımda dikkat edilecek hususlar
Giriş Yapısı
 Girişteki enerjinin kırılması gereklidir
 Genişlik: akımın eşit dağılımını sağlamak
 Sıcaklıktan ve yoğunluk farkından kaynaklanan kısa devreleri
önlemek
 Yük kayıplarını azaltmak
 Giriş kanalında akım hızı: 0.3 m/sn
Çıkış Yapısı
 Uniform debi dağıtım sağlanmalıdır
 Çökelemeyen veya yüzen katı
engellenmelidir
 Yüzebilen maddeler toplanmalıdır
maddelerin
savaktan
kaçması
• Tipik savak yükleri
 Debi: 44 L/sn – 124 m3/m·gün
> Debi: 44 L/sn – 186 m3/m·gün
• Düz ya da V-çentikli olarak tek ya da çift taraflı oluk
• Savaktan önce yüzen maddeleri tutmak için engeller konulmalıdır
Çamur Toplama Sistemi
• Tank Taban Eğimi: Çamur toplama haznesine
çamuru kolaylıkla toplamak için yapılır.
Dikdörtgensel tank: %1~%2;
Dairesel tank: 40~100 mm/m
• Ekipmanlar
Dairesel tanklar
– Çamur toplama haznesine çökelen çamuru itmek için sonsuz
taşıyıcı zincire bağlı pedal sistemi ya da hareketli köprüye
bağlı dip kazıyıcılar
– Emme-tipi çamur toplama sistemi
ÖN ÇÖKTÜRME HAVUZLARININ
YAPISAL TASARIMI
Şekil. Dairesel planlı ve çamur sıyırıcılı çökeltim havuzu kesiti (DIN 19552)
1: Köprü
d1 : Çökeltim havuzu çapı
2: Merdiven
3: Tahliye Köprüsü
4: Platform
5: Çıkış yapısı
6: Çamur sıyırıcı
7: Giriş yapısı
8: Giriş yapısı mesnetleri
1,2,3 no'lu yapıda : d3 = d1+c
d3 :Döner sıyırıcı çapı
4 no’lu yapıda : d3 = d1+2n+c
e : Giriş yapısı mesnetleri (ayakları) ile çamur haznesi arasındaki açıklık
l : Sıyırıcıların taban kısmı uzunluğu
d2 : Çamur toplama çukuru çapı
f : Hava payı
w: Kenar su derinliği
c : Çökeltim havuzu kenar duvar kalınlığı
n :Çıkış kanalı genişliği
Tablo. Dairesel Planlı ve çamur sıyırıcılı Çökeltim Havuzu boyutları için öngörülen standart değerlerin
havuz çapına göre değişimi (m)
d1
cmin
≤ 15
15<d1≤20
32<d1≤35
35<d1≤40
50<d1≤60
f
k1 maks
l
n
2;3
3;4
w
0,5 ;1
0,2
0,3
0,3
0,4
40<d1≤45
45<d1≤50
e min
0,25
20<d1≤28
28<d1≤32
d2
4;6
0,5
0,4
1
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
-
1
6
1,5
7
1,5;2
8
9
2
10
12
2
2 ve her
kademede
0,2 artan
*Silindirik giriş yapısı, ,platform ve ilgili yapı elemanları gösterilmiştir. Giriş bacası, vakumlu (emişli)
tahliye yapısı ve yüzen maddelerin uzaklaştırılması şekil üzerinde gösterilmemiştir.
 1’den 5’e kadar ve 7 için dairesel planlı çamur sıyırıcılı tip ile aynı boyutlar kullanılacaktır.
 d2 : Orta yapı çapı
 c, d1, d3, f, n ve w için dairesel planlı çamur sıyırıcılı ile aynı boyutlar kullanılacaktır.
Tablo. Dairesel planlı ve pompa ile çamur emme tertibatlı çökeltim havuzları ile
ilgili boyutlar (m olarak)
d1
emin
d2
15<d1≤20
0,25
2,5
20<d1≤30
0,3
30<d1≤40
0,4
40<d1≤60
0,5
3
4
f
0,4; 0,6;
0,8; 1; 1,2;
1,4; 1,6
k1max
n
1
1
1,5
1,5
2
2
w
2 ve her
aşamada
0,2 artan
a) A-A Kesiti (Hareketli köprüler, köpük sıyırma
tertibatı, tahliye üniteleri, giriş ve çıkış Yapıları
gösterilmektedir.)
b) Hareketli Köprü Olmadan Görünüm (Çamur çukuru
sayısı çökeltim havuzu genişliğine ve işletme şartlarına
göre değişmektedir.)
c) B-B Kesiti
Şekil. Dikdörtgen planlı ve hareketli köprüye bağlı çamur sıyırıcılı çökeltim havuzları için öngörülen
standart boyutlar ve havuz genişliğine bağlı olarak değişimleri b1
1: Taban Tahliye Plakası
2: Köpük Kanalı
3: Yüzen Madde Tahliye Ünitesi
4: Platform (açıklık genişliği: 0,6 m, Yük: 1,5 kN/m2)
5: Hareketli köprü
6: Savak duvarı ile savaklanma yapısı
7: Çıkış Yapısı
8: Çökeltim havuzu dikey simetri ekseni
k: Atıksuyun tabandan tahliye plakasına savaklanabilmesi
için gerekli mesafe
t: Havuz derinliği
a: Çamur çukuru uzunluğu
b1: Çökeltim havuzu genişliği
b2: Çökeltim havuzu taban genişliği
b3: Çamur çukuru bölgesinin genişliği
c1: Çökeltim havuzu yüzeyindeki tahliye ünitesi genişliği
c2 : Çökeltim havuzu yüzeyindeki 2 komşu Tahliye ünitesi
genişliği
e: Çökeltim havuzu giriş yapısı yolu
f: Hava payı
m: Atıksu taşıma kanalı büyüklüğü
p: Havuz tabanı köşe eğimi büyüklüğü
w: Su derinliği
Tablo. Dikdörtgen planlı ve hareketli köprüye bağlı çamur sıyırıcılı çökeltim havuzları için
öngörülen standart boyutlar ve havuz genişliğine bağlı olarak değişimleri b1
b1
b2
b3
b4
4
3,3
1,6
0,45
5
6
7
8
10
12
14
16
4,3
5,3
6,3
7,3
9,3
11,3
13,3
15,3
2,1
2,6
3,1
3,6
2,6
3,6
3,1
3,6
0,7
0,95
1,2
1,45
1,45
1,45
1,2
1,45
c1
c2
e
0,25
0,7
3
0,3
0,9
3
f
0,4
0,6
0,8
1
1,2
Tablo. Dikdörtgen planlı ve hareketli köprüye bağlı çamur sıyırıcılı çökeltim havuzları için
öngörülen standart boyutlar ve havuz derinliğine bağlı olarak değişimleri
t
a
kmin
2,4
2,45
1,1
2,6
2,6
0,95
2,8
2,75
0,8
3
2,9
0,7
3,2
3,05
0,55
3,4
3,2
0,4
3,6
3,35
0,25
3,8
3,5
0,15
4
3,65
0
Her aşamada 0,2 artış ile
Üretici verilerine göre
Üretici verilerine göre ölçüt a (b1 = 14 m ve b2 = 16 m değerleri için)
pmin
0,8
0,85
0,9
0,95
1
1,05
1,1
1,15
1,2
Şekil. Dikdörtgen kesitli çökeltim havuzu, Tahliye Köprüsü, Platform, Emme mekanizması, köpük kanalları, Giriş
ve Çıkış yapıları şekildeki örnekte gösterilmektedir.
1: İşletim kontrol ünitesi (profilde gösterilmemekte) b1: Çökeltim havuzu açıklığı genişliği
2: Çökeltim havuzu dikey simetri ekseni
3: Emme yapısı mekanizması
4: Köpük akış kanalı
5: Köpük tahliye yapısı
6: Tahliye köprüsü
7: Şaft dolabı
8: Platform
(açıklık genişliği: 0,6 m, Yük: 1,5 kN/m2)
9: Savak duvarı ile savaklanma yapısı
10: Taban tabanı köşesi
b2: Tabandaki havuzu genişliği
c1: Çökeltim havuzu yüzeyindeki tahliye ünitesi
arası genişliği
c2: Çökeltim havuzu yüzeyindeki 2 komşu tahliye
ünitesi genişliği
f: Hava payı (≥0,4 m)
l: Çökeltim havuzu uzunluğu
t: Çökeltim havuzu derinliği
w: Su derinliği
Tablo. Dikdörtgen planlı pompa ile çamur emme tertibatlı havuzlara ait temel boyutlar
(DIN 19551-1)
b1
b2
4
3,3
5
4,3
6
5,3
7
6,3
8
7,3
10
9,3
12
11,3
b3max
c1min
c2min
t
0,25
0,7
2,4 ve her
aşamada 0,2
artarak
0,3
0,9
1
Seçilebilir değer havuz genişliği b1, havuz derinliği t ve su derinliği w
Tablo. Dikdörtgen planlı ve bantlı sıyırıclı havuzlara ait planlar
1: Bant sıyırıcı
f: Hava payı (≥0,4 m)
2: Savak yapısı (DIN 19558)
l: Çökeltim havuzu uzunluğu
3: Köpük kanalı
t: Çökeltim havuzu derinliği
4:Çökeltim havuzu dikey simetri ekseni
w: Su derinliği
b1: Çökeltim havuzu açıklığı genişliği
c3 : Havuz duvarı kalınlığı ≥0,25 m
m: Tırabzanlar arasındaki atıksu taşıma kanalı
büyüklüğü
Tablo. Dikdörtgen planlı ve bantlı sıyırıcı havuzlara ait
büyüklükleri (m) DIN 19551-1
b1
f
t
w min
2;3;4;5;6;7;8;9;10;11;12
0,4; 0,6; 0,8; 1;
1,2
2 ve her aşamada 0,2
artan
1,6
Yüzücü Madde (Köpük) Toplama Yapıları;
Şekil. Tipik bir çökeltim havuzu köpük toplama sistemi
boyutları verilmiştir (DIN 19551-1).
Ön Çökeltim Havuzu Savak ve Dalgıç Perdesi;
a) Savak
b) Savak ve dalgıç perde boyutları
11: Havuz su seviyesi
12: Durgun su seviyesi
13: Savakların üst kenarı
14: Yatay düzlemin çapa çubuğunun toleransları ± 2 cm
s: Dalgıç perde kalınlığı üreticinin seçimine göre
1: Durgun su seviyesi
2: Havuz su seviyesi
a:Dirsek kelepçelerin mesafesi üreticinin
seçimine bağlı
b: Taban genişliği
= 5 cm
h: Düşüm yüksekliği
Şekil. Üçgen savak (Form A ve Form B) (boyutlar cm olarak) (DIN 19558)
Tablo. Savak ve dalgıç perde malzeme seçimi
No.
İsim
1
Çapa çubuğu
2
3
Dişler
Sızdırmazlık bandı
4
Dirsek kelepçe
5
T kafalı cıvata
6
7
Altıgen somun
Şaşırtma duvarı
8
konsol
Malzeme
Sözleşmeye veya üreticinin
seçimine göre
Çelik yerleri A2a veya A4a
Sözleşmeye veya üreticinin
seçimine göre
9
Altıgen cıvata
Çelik yerleri A2a veya A4a
10
Altıgen somun
DIN EN ISO 3506-1 den DIN EN ISO 3506-3’e göre
Not
Yerinde yerleştirilmeli ve monte
edilmeli (tavsiye edilen duvar
kalınlığı ≥4mm)
İnşa tarzı üreticinin seçimine
bağlıdır
Yiv numarası M10, Pos Nr1 ve 4 e
uygun
Yiv numarası M10
İnşa tarzı üreticinin seçimine
bağlıdır
DIN EN ISO 4017’ye göre M10
Yiv numarası M10
131
Biyoloijk Arıtma Birimleri
(org. madde) + O2 + NH3 + PO4 
(yeni hücreler) + CO2 + H2O
132
Biyolojik Arıtmanın Amaçları
• Çözünmüş ve partiküler biyolojik olarak
parçalanabilen bileşenleri (organik madde) kabul
edilebilir son ürünlere dönüştürmek veya okside
etmek (H2O, H2S, CO2, CH4)
• Askıda ve çökelemeyen kolloidal katıları biyolojik
bir flok yada biofilm tarafından yakalanmasını
veya bir araya gelmesini sağlamak.
• Azot ve fosfor gibi nütrientleri dönüştürmek ve
uzaklaştırmak.
• Bazı durumlarda spesifik iz (eser) organik
bileşenleri ve bileşikleri uzaklaştırmak.
133
Askıda Büyüyen sistemler
• Biyoreaktörde biyokütle havalandırma ya da mekanik karıştırma ile askıda
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
tutulur.
Atıksu ile homojen karışım
Karıştırma ekipmanları, Difüzörler veya yüzeysel
En yaygın proses Aktif çamur prosesidir.
Tam karışımlı veya piston akımlı reaktör olarak projelendirilebilen aktif
çamur havuzlarında atıksu biyolojik üniteyi takiben son çöktürme
havuzuna yönlendirilir.
Son çöktürme tanklarında arıtılmış su biyokütleden ayrılarak sonraki
arıtma ünitelerine (dezenfeksiyon, filtrasyon vb.) iletilir veya deşarj edilir.
Yalnızca aerobik sistemlerin kullanıldığı arıtma “Hassas Bölgeler” için
uygun değildir.
Askıda çoğalan aktif çamur sistemleri oksidasyon ve nitrifikasyon çamur
yaşına bağlıdır.
Organik madde giderimi yapan heterotrofik bakteriler,
Nitrifikasyonu sağlayan ototrofik bakteriler.
Nitrifikasyon prosesinde 1 gram amonyum azotunun (NH4-N)
oksitlenmesi sonucu 7.14 gram CaCO3 alkalinitesi tüketilmektedir.
134
Yüzeyde Büyüyen Sistemler
Damlatmalı Filtreler
Damlatmalı filtreler taş veya plastik dolgu malzemesinden oluşurlar.
Taş dolgu malzemelerde filtre malzemesi derinliği=1.8-2.4 m, plastik
madde=3.0-12.2 m.
Damlatmalı filtrelerin boyutlandırılması yüzeysel hidrolik yük
(m3/m2/gün), hacimsel organik yükleme (kg BOİ5/m3/gün) ve geri
dönüş oranı esas alınarak yapılır.
b) Biyodisk
Biyodisk sistemleri, plastik (stropor gibi) malzemelerin diskler halinde,
döner bir şaft üzerine yerleştirildiği veya içi dolgu malzemesi ile dolu
tambur şeklindeki silindirik bir yapıdan oluşur.
Bu silindirlerin genelde uygulanabilir çapları 1.5-3.0 metredir. Şaftın her
1 metresine 2 cm aralıklarla 20-30 adet disk yerleştirilebilir. Şaftın
uzunluğu 6 m’ye kadar olabilir.
c) Dolgu Yataklı Reaktörler
Dolgu yataklı reaktörler, mikroorganizmaların tutunması için bir dolgu
maddesi içeren biyofilm sistemleridir. Tipik bir dolgu yataklı reaktörde
hava alt kısmından havalandırıcılar yardımıyla verilir.
135
Biyolojik Azot Giderimi
Denitrifikasyon Prosesler
• Heterotrofik bakteriler oksijensiz ortamda
ayrışabilen organik maddeyi ve bağlı oksijeni
(nitrat, nitrit vb.) kullanarak organik madde
oksidasyonunu gerçekleştirmektedir.
• Denitrifikasyon prosesi yardımıyla anoksik
koşullarda nitrat azot gazına dönüşür.
Denitrifikasyon veriminin yüksek olması, proses
stabilitesi ve proses kontrolünün kolaylığı açısından
anoksik koşullar askıda çoğalan sistemlerde
kolaylıkla sağlanmaktadır.
• Denitrifikasyon prosesinin verimi anoksik reaktöre
giren organik madde miktarı, aerobik ünitelerden
geri devrettirilen nitrat miktarı ve ortamdaki oksijen
konsantrasyonuna bağlıdır.
136
Biyolojik fosfor giderimi
• Heterotrofik bakteriler çoğalma sırasında nütrient ihtiyacı
olarak fosforu bünyelerine almaktadır. Fosfor giderimi
%10-30
• Biyolojik aşırı fosfor gideriminde, fosfor depolayan
mikroorganizmalar fosfatı ihtiyacından daha fazla
depolayarak %85-95 verim
• Fosfor depolayan heterotrofik mikroorganizmalar nitrat ve
çözünmüş oksijenin bulunmadığı anaerobik koşullarda
atıksudaki uçucu yağ asitlerini depolar bünyesindeki
fosforu hücre dışına salmaktadır.
• Bunu takibeden anoksik ve/veya aerobik koşullarda ise
depolama ürünlerini hücre sentezinde kullanarak saldığı
fosfordan daha fazlasını bünyesinde depolamaktadır.
137
Kimyasal İlavesi ile Fosfor Giderimi
Demir
Aluminyum
: 2.7 kgFe/kg P
: 1.3 kgFe/kg P
Kireç
Aluminyum
Demir-III
: pH= 10
: pH= 6.3
: pH= 5.3
138
Organik karbon giderimi Prosesi
Org C + O2  CO2 + H2O
NH4 + O2 NO3
Organik Karbon
+ Nitrifikasyon
Giriş
(Qin)
Çıkış
O2
Px
Org C + NO3 
N2+CO2+H2O
İçsel Geri Devir, IR
Çıkış
Ön-Denitrifikasyon
NH4+ O2NO3
Denitrifikasyon Prosesi
Px
139
5. Organik Madde Giderimi ve Proses Tasarımı
Pg747-Metcalf & Eddy, 2003
Tasarım Yöntemleri
•
Klasik Yöntem
• ATV A131 yöntemi
141
KOİ Fraksiyonları
Toplam KOİ (CT)
>0.45 micron
<0.45 micron
Çözünmüş KOİ
(ST)
Çözünmüş
İnert KOİ
(SI)
Kolay Ayrışabilen
KOİ
(Ss)
?
Partiküler KOİ
(XT)
Yavaş Ayrışan
KOİ
(Xs)
Partiküler
İnert KOİ
(XI)
BOİ5
L=BOİu
CS = SS+XS
CS  BOİu
142
Hesap Yöntemlerinin Karşılaştırılması
Aktif Çamur Sistemleri Yapısal Tasarımı ve Genel Beklentiler
(DIN12255 – 6, TSE 12255-6)
• Havalandırma havuzunun giriş çıkış yapıları, hidrolik akışı ve dağıtımı farklı debilerde
sağlayacak vana, kapaklar, savaklar vb. ekipmanlarla donatılmalıdır.
• Giriş çıkış yapıları, sürekli sistemler için havalandırma havuzunda uygun su seviyesini
sağlayacak şekilde konumlandırılmalıdır.
• Büyük kapasitelerde ekipmanların otomatik kontrolü sağlanmalıdır.
• Giriş çıkış yapılarının geri dönüş akımları ile birlikte ortalama, maksimum ve pik debi
için yeterliliği tahkik edilmelidir.
• Giriş, çıkış yapıları ve özellikle boruların kendi kendini temizleyebilmesine imkân
veren tasarım yapılmalıdır.
• Biyolojik reaktörlerdeki su seviyesi, sabit veya ayarlanabilir savaklarla kontrol
edilmelidir.
• Havalandırma havuzu beton duvar kalınlıkları minimum 30 cm alınmalı, artan su
derinliğine bağlı olarak duvar kalınlıkları da arttırılmalıdır.
• Havuzların en fazla 1 gün içinde boşaltımını sağlayacak havuz tahliye sistemi
planlanmalıdır.
Hava Payları (ABD On Eyalet Standartları, 2004)
Basınçlı hava ile havalandırılan havalandırma havuzlarında hava payı en az 50 cm
olmalıdır.
• Mekanik havalandırma olması durumunda ise hava payı 100 cm olacak şekilde
seçilmelidir.
• Yürüme yolları genişliği bir insanın kolaylıkla hareket edebileceği şekilde
tasarlanmalıdır.
Karıştırma İhtiyacı
• Sadece mekanik karıştırma için gerekli birim enerji ihtiyacı en az 5 W/m3 olarak
alınmalıdır (Mueller ve diğ., 2002).
• Difüzörlü sistemle karıştırılan aktif çamur sistemlerinde gerekli en az hava ihtiyacı 0,6
Nm3/m3 reaktör hacmi/saat olarak alınmalıdır.
• Hava ihtiyacının azaldığı durumlarda reaktör içinde çökelme olmayacak şekilde
karıştırma da sağlanmalıdır.
• Hem mekanik hem difüzörlü sistemler için gerekli karıştırma enerjisi, mekanik
havalandırıcı tipi ve difüzör yerleşimi dikkate alınarak hesaplanmalıdır.
• Mikserlerle difüzör grupları arasında yeterli mesafe bırakılması gereklidir.
• Ekipman seçiminde, arıtılacak atıksuyun özellikleri ve istenen AKM konsantrasyonu
dikkate alınmalıdır.
• Aynı kanaldaki birden fazla karıştırıcının birbirine olan uzaklıkları (D) en az pervane
çapı kadar olmalıdır.
Şekil. Mekanik karıştırma ve difüzör grupları yerleşimi
Çamur Geri Devri
•
•
•
•
•
•
Normal işletme koşullarında çamur borusundaki hız 0,6 m/sn’den daha az olmamalıdır.
Çamur geri devir hatlarında boru çapı 150 mm’den büyük alınmalıdır.
Çamur geri devir debisini ölçmek için uygun ölçüm ekipmanına bağlı olarak çamur geri devir
debisi işletmede ayarlanabilmelidir.
Çamur geri devir pompaları maksimum debide çamurun son çökeltim havuzunda birikmesini
önlemelidir.
Çamur geri devir pompalarının emme ve basma ağız genişlikleri en az 80 mm olmalıdır.
Çamur geri devir oranı aksi belirtilmedikçe ortalama debinin en az %50’si ve maksimum %150
olacak şekilde ayarlanmalıdır.
Son Çöktürme Havuzu
Temel Tasarım Parametreleri
• Yüzeysel hidrolik yük:
qA=Q/A
• Katı madde yükü:
sL=Q(1+R)XT/A
• Bekletme süresi:
t=V/Q
• Savak yükü:
q=Q/Toplam savak uzunluğu
Akı eğrisi üzerinde işletme noktası
XR=f(SVI, tTh) (A131)
SVI: Çamur
hacim indeksi
XR
tTh: Çamur
yoğunlaşma
(bekleme)
süresi
10
Örnek:
SVI= 125 ml/g
tTh= 2 saat için
125
XR= 10 kg/m3
bulunur
XR=10 kg/m3 için GL=130 kg/m3-gün
GL
(MLSS) XT=4 kg/m3 için işletme noktası
İşletme noktası
Uygulanan hidrolik yük:
80 kg/m2-gün/4 kg/m3= 20 m/gün
Uygulanan hidrolik
yük, qA
Uygulanabilir hidrolik yük:105 kg/m2-gün/4 kg/m3 = 26,3 m/gün
Gerekli yüzey alanını katı madde yükü belirliyor !!
Uygulanabilir en
büyük hidrolik yük
Uygulanan hidrolik
yük, qA
Derinlik
Derinlik
ATıKSU ARıTMA SISTEMLERI
MALIYETLERININ 2010 YıLı VERILERI
ILE DEĞERLENDIRILMESI
(a) İlk Yatırım Maliyeti
• Türkiye’de kurulmuş olan AAT ilk yatırım
maliyetleri
• Kurulması planlanan AAT fizibilite çalışması sonucu
ilk yatırım maliyeti
• Yunanistan
• Avusturya
• İsrail
dikkate alınarak Türkiye şartları için maliyet fonksiyonu
grafiği ve denklemleri elde edilmiştir.
Atıksu Arıtma İlk Yatırım Maliyeti
Arıtma tesislerinin yatırım ve işletme maliyetleri,
tesisin kapasitesi (Q veya N) nin bir fonksiyonu
olarak
M = a (Q veya N)b
Şeklindeki üstel bir ifade ile verilmektedir. Burada
M
Q
a,b
= maliyet
= debi
= arıtma tesisi tipine bağlı katsayılar
a,b katsayıları inşa edilmiş tesislerin gerçek
maliyetleri kullanılarak belirlenmektedir.
Konvansiyonel (klasik) ve uzun havalandırmalı aktif çamur
sistemleri için ilk yatırım maliyetinin nüfusa göre değişimi
Azot giderimli konvansiyonel ve uzun havalandırmalı aktif çamur
sistemleri için ilk yatırım maliyetinin nüfusa göre değişimi
Azot ve fosfor giderimli konvansiyonel ve uzun havalandırmalı aktif
çamur sistemleri için ilk yatırım maliyetinin nüfusa göre değişimi
• Yapılan kabullerle elde edilen sonuçlar Avrupa ülkeleri
ile karşılaştırılmıştır.
• Sonuçlar İsrail ile yakınlık göstermiştir.
Konvansiyonel II. arıtma
Uzun havalandırmalı AÇ sistemi
Azot ve fosfor giderimli ileri arıtma sistemleri (aktif çamur) için ilk yatırım maliyetinin
nüfusa göre değişimi (Kurulu tesisler ve değişik ülkeler ile karşılaştırma)
İlk yatırım maliyeti içerisindeki maliyet bileşenlerinin
debi ile değişimi (Friedler ve Pisanty, 2006)
İŞLETME MALIYETI
İşletme Maliyeti
• Personel
• Enerji
• Kimyasal madde
• Çamur uzaklaştırma
• Bakım /onarım
• Diğer
İşletme maliyetinin toplam maliyet içerisindeki % AAT tipine
bağlıdır.
İşletme Maliyeti içerisinde
• % 45 personel
• % 38 enerji
• KM, bakım/onarım ve diğerleri % 5
İşletme Maliyeti
Konvansiyonel aktif çamur arıtma sistemleri
Çöktürme havuzu
Yerçekimi ile çökelme
MBR
• Membran biyoreaktörler, klasik aktif çamur
sistemlerinin geliştirilmiş şeklidir.
• Biyolojik reaktörler ile membran
teknolojisinin birleştirilmiş halidir.
• Biyolojik arıtmadan sonra, çöktürme
havuzu yerine ultrafiltrasyon (UF) veya
mikrofiltrasyon (MF) membranları
kullanılarak, ayırma işlemi
gerçekleştirilmektedir.
MBR-AÇ karşılaştırması
MBR
•
Artan tesis sayısı.
•
>300,000 m3/gün gibi yüksek debili tesisler.
•
Artık MBR prosesleri yeni bir teknoloji değil, konvansiyonel
teknoloji sınıfına girmeye başlamıştır.
•
Gıda, kimya, ilaç, tekstil, petrol ve ürünleri, metal, otomotiv, v
gibi birçok endüstriyel atıksular için uygulamalar.
•
Çok yüksek KOİ konsantrasyonlarına (>30,000 mg/L) ve
birçok zenobiyotik mikrokirleticilere sahip çeşitli ilaç-kozmetik
endüstrileri atıksuları.
•
Sentetik organik kimyasallarla kirlenmiş yeraltı sularının
arıtımı.
•
İçme sularından organik madde ve azotlu bileşiklerin giderim
•
MBR teknolojisi doygunluğa ulaşmak üzere?
171
MBR Tertip tarzları
MBR
Batmış modül (submerged )
Karaume, M
MBR
Ayrık modül (Side stream modül)
Karaume,
M
MBR
Karaume, M
Tercih Edilme Nedenleri
• Yüksek MLSS (12,000-15,000 mg/L) => düşük HRT => düşük
reaktör hacmi => düşük reaktör ilk yatırım maliyeti ve arazi
gereksinimi => Tüm arıtım tek tank içinde!
• Biyokütle ayrımı çökelmeden bağımsız, çökeltim tankı
• Düşük alan ihtiyacı
• Çamur şişmesi
• Mikrofiltrasyon veya ultrafiltrasyon
• Hemen hemen tüm biyokütle tutulur (AKM<1 mg/L) ve
(bulanıklık<0.5 NTU)
• Mikrofiltrasyon veya ultrafiltrasyondan dolayı mükemmel fiziksel
dezenfeksiyon. Giderimler:
• 5-6 log bakteri
2-3 log virüs
• Tüm patojen protozoalar (klora dayanıklı Cryptosporidium,
176
Giardia, vs)
• ÖNEMLİ mikrobiyolojik avantaj: Biyokütle kaçışı yok=> Zorunlu
adaptasyon=> Özelleşmiş m.organizmalar + Geniş spektrumlu
m.organizmalar.
• Otomatik işletim, minimum operatör ihtiyacı.
• Yüksek SRT’den (15-25 gün) dolayı:
• nitrifikasyon ve şok toksik yüklemelerle ilgili daha az problem,
• daha az biyokütle => az atık çamur.
• Yüksek MLSS => yüksek organik yükleme.
• Problemsiz SRT kontrolü, çünkü AKM kaçışı yok.
• N & P giderimi sağlanabilir.
• Mükemmel çıkış suyu kalitesi.
177
•Yerinde olmayan arıtma (decentalize) uygulamaları için çok
uygundur.
•Mevcut aktif çamur sistemlerinin, up-grade edilmesine müsaade
etmektedir.
• % 50 civarında daha az çamur oluşumu
• Üretilen çamur, iki defa daha fazla yoğunlaşmıştır. Kokusu
daha azdır.
• MBR koku kontrolü gerektirmemektedir.
Yüksek MLSS
•
Genellikle, MLSS
konsantrasyonu, 10,000 ile
15,000 mg/litre arasında
değişmektedir. Bunun bir takım
avantajları vardır;
•
(1) Tesis hacmi 1/3 ile 1/5
arasında değişmektedir.
•
(2) Biyokütlenin, daha hızlı bir
şekilde bozunması- Düşük
çamur üretimi
Merit from High MLSS Activated Sludge
Merit from High MLSS Activated Sludge
Small Aeration Tank
1/3 to 1/5 of Conventional Plant
Low sludge Production
•
(3) Denitrifikasyona izin vermesiYüksek azot giderimi
Effective Nitrogen Removal
MBR ile Konvansiyonel arıtma
GLASTONBURY
(4.5 ha)
Footprint for conventional
treatment works and a
MBR plant for comparative
populations
SWANAGE
(0.7 ha)
To Sea
Marine
Villas
40 M
Membran Filtrasyonu
Solids
Virus
Air
Treated effluent
Bacteria
Membrane
Effective pore
size
mm (log)
0.001
0.01
Nominal
pore size
0.1
1.0
10
100
1000
Relative Particle Sizes
Metal ions
Virus
Bacteria
Coal dust
Aqueous salts
Cryptosporidia
Separation
Process
Ultrafiltration
Microfiltration
Giardia
Beach sand
MBR
• Ana elemanlar:
• Membran seçimi
• Biyoreaktör - Proses tasarımı
• Pretreatment
MBR sistemi akış diyagramı
MBR
• Membran ana elemanlar:
• Havalandırma havuzu
• Membranlar
• Vakum pompası
• Blower ve difüzörler
MBR
Hava
MBR sisteminin yandan görünümü
Arıtılmış su
toplama
borusu
Membran
kasetleri
Besleme
hattı
Kaynak: http://www.siemens.com/mbr.asp
Membranlar
• Düz levha modül
• Hollow fiber modül (silindirik)
Düz Levha MBR membranı modülü
Lifting Plate
Tube
吊板
チューブ
Manifold
集合管
Membrane
Case
膜ケース
Membrane
Cartridge
膜カートリッジ
Fin
フィン
Diffuser
Pipe
散気管
散気ケース
シュー
Shoe
Diffuser Case
Membran Unitesi
Membran kartuşları
Membran Kartuşu
Effluent
İmalat
Nozzle
Lifting Hole
ABS Plate
Felt
Membrane
Yatay akışlı filtrasyon
Cross Flow Filtration
Bio-Mass
Treated Water
Upward Air Flow along the cartridge
Döner Tip MBR Membranı
Ayrık Modül
MBR Dezavantajları
•Maliyeti (iyi bir ön arıtma gerektiriyor)
•Kapasite (pik debi kapasitesi sınırlıdır.)
•Yeni bir teknoloji
Ön arıtma
• Kum ve Yağ tutucu
•Izgara (1-3 mm)
•Ön çöktürme
•Pik akım kontrolü
Kum ve Yağ Tutucu
•Havalandırma havuzunda kum birikmesini
önlemek
•Membranlara zarar vermesini önlemek
Izgara Sistemi
•Membranların zarar görmesini önlemek için
gereklidir.
•1-3 mm ‘lik bir ızgara sistemi olmalıdır.
Ön çöktürme
•Büyük kapasiteli tesisler için gereklidir. (>20000
m3/day)
•Amaç yükü azaltıp, enerji ihtiyacını düşürmek ve
havalandırma havuzu hacmini azaltmak.
•68000 m3/gün için hesapmala
Ön çöktürme
•Düşük organik yük ile daha düşük MLSS’de
sistemin çalıştırılması
•Membran tıkanmasında azalma
•Oksijen transfer veriminde artma
•Ön çöktürme çamurunun çürütülmesi ile enerji
dengesinde değişim
•İlave partikül ve yağ giderimi
Pik debi kontrolü
MBR İşletme Problemleri
-verimsiz ön arıtma
-membran fouling
Potansiyel Problemler
• Hiçbir teknoloji mükemmel değil.
• MBR’larda membranlar tıkanır mı?
• Cevap: Uygulanan tıkanma kontrol stratejisine bağlı.
• Tıkanma: sabit akıda uzun dönemde tasarım TMP değerlerinin
üstüne çıkılması=> Sonuç: uzun dönemde akı azalması.
• Tıkanma kontrol stratejileri:
• Yeni trend: daha hidrofilik yüzeyli membranlar
• İşletme tedbirleri=> kritik akı, sürdürülebilir akı
• Etkin ön arıtma
• Havalandırma ve MLSS optimizasyonu
• Geri yıkamalar
• Kimyasal temizlikler
• Kimyasal madde eklenmesi
• Membran ömrü: 5-8 yıl
212
Aktif çamur konsantrasyonun etkisi
Aktif çamur konsantrasyonun etkisi
MBR-Maliyetler
• MBR pahalımıdır?
• Cevap: Global olarak onbini geçen tesis sayısı +
>300,000 m3/gün kapasiteli tesisler.
• Cevap: maliyet karşılaştırmaları genelleştirilmemeli,
mutlaka spesifik proje/uygulama bazında
karşılaştırma yapılmalı.
• Konvansiyonel AÇ-MBR: çıkış suyu kalitesi aynı değil.
• MBR: %40-70 arası daha az arazi gereksinimi.
• MBR çıkış suyu=TL
• Mevcut AÇ tesislerinin MBR prosesine
dönüştürülmesi.
• Mevcut havuzlar kullanılarak hidrolik kapasite %50-
100 arası artırılabilir.
• Daha iyi çıkış suyu.
215
2,500
3
Total capital costs ($/m
/d)
2,000
1,500
1,000
CAS
MBR
CAS-TF
500
0
0
10,000
20,000
30,000
40,000
50,000
60,000
70,000
Flow rate, m3/d
(Ben Aim, 2010)
80,000
Direct Costs Indirect Costs Land Cost
3
Capital costs breakdown ($/m
/d)
1,200
1,000
800
600
400
200
0
CAS
MBR
CAS-TF
(Ben Aim, 2010)
0.30
3
Total O&M costs ($/m)
0.25
0.20
0.15
0.10
CAS
MBR
CAS-TF
0.05
0.00
0
10,000 20,000 30,000 40,000 50,000 60,000 70,000 80,000
Flow rate, m3/d
(Ben Aim, 2010)
İşletme Maliyeti Dağılımı
Labor
Materials Energy Chemicals
0.12
3
O&M costs breakdown ($/m
)
0.14
0.10
0.08
0.06
0.04
0.02
0.00
CAS
MBR
CAS-TF
(Ben Aim, 2010)
• Artık MBR prosesleri konvansiyonel teknoloji sınıfına girmeye
başlamıştır.
• Çok hızlı teknolojik gelişim
• Rekabet ↑ => Membran maliyetleri ↓
• Yüksek kalitede su eldesi
• Atıksu geri kazanım ve geri kullanımında mükemmel teknoloji
• Geniş geri kullanım alanları
• Eksponansiyel artışla uygulamalar
• Yeni trend: büyük debilerde uygulamalar
• Mevcut konvansiyonel AÇ sistemleri MBR teknolojisine
dönüştürülebilir veya tersiyer filtrasyon (UF) eklenebilir.
• Tıkanma kontrolü stratejileri gelişmekte.
220
Karşılaştırmalı Tasarım Örneği
•
Klasik Yöntem
• ATV A131 yöntemi
222
Ön Çökeltme Sonrası Kirlilik Yükleri
ve Konsantrasyonları
YÜKLER
kg/gün
BOİ5
5500
KOİ
6300
AKM
2400
TN
720
TP
135
KONS.
mg/L
BOİ5
230
KOİ
375
AKM
143
TN
43
TP
8
223
Atıksu KOİ ve Azot Bileşenleri
Parametre
Toplam KOİ içerisindeki yüzdesi
%
Konsantrasyonlar
(mg/L)
Sı
5
19
Xı
10
38
Ss
10
38
Xs
75
281
Cs
85
319
KOİ/TN
-
8,7
KOİ/TP
-
47
224
Org C + O2  CO2 + H2O
NH4 + O2 NO3
Organik Karbon
+ Nitrifikasyon
Giriş
(Qin)
Çıkış
O2
Px
Org C + NO3 
N2+CO2+H2O
İçsel Geri Devir, IR
Çıkış
Ön-Denitrifikasyon
NH4+ O2NO3
Denitrifikasyon Prosesi
Px
225
Nitrifikasyon-Denitrifikasyon yapan mikroorganizmalar için kinetik
sabitler (Klasik Yöntem)
226
Çamur Yaşı Hesabı
227
Çamur Yaşı Hesabı
228
Günlük Oluşan Biyolojik Çamur Miktarı
229
Denitrifikasyon Potansiyelinin Belirlenmesi
230
Çıkış Toplam Azot Konsantrasyonu
231
Günlük Oluşan Çamur Miktarı
232
Toplam Reaktör Hacmi (Anoksik + Aerobik)
233
Oksijen İhtiyacı
234
Oksijen İhtiyacı
235
Geri Devir Oranı (R)
IR
Çıkış
Q
RAS
Px
236
Biyolojik Fosfor Giderimi
237
238
Hidrolik Bekletme Süresinin Hesaplanması
239
Aktif Çamur Sistemlerinin Tipik Tasarım Kriterleri
240
Son Çökeltme Havuzu
241
242
243
244
ATV-DVWKA 131E
Yöntemine
göre
Biyolojik
Proses
(karbon,
azot, fosfor
giderimi)
Tasarımı
245
ATV-DVWK-A 131E Yöntemine göre Biyolojik
Proses (karbon, azot, fosfor giderimi) Tasarımı
246
247
10 oC -12 oC kuru hava sıcaklığı için denitrifikasyon hacim oranının belirlenmesinde
kullanılacak değerler (giriş kg BOİ5 başına denitrifiye
edilecek kg nitrat azotu), (ATV-A131E)
248
Toplam Çamur Yaşının Belirlenmesi
249
250
251
Atıksudaki KOİ bileşenleri ve AKM konsantrasyonu
252
253
254
255
Son çökeltme havuzu dip çamurunda AKM
konsantrasyonu
256
Son çökeltme havuzu dip çamurunda AKM
konsantrasyonu
257
Geri Devir Hesabı
258
İçsel geri devir oranı
259
Biyolojik Reaktör Hacmi
260
Oksijen İhtiyacı
261
Oksijen İhtiyacı
262
Oksijen İhtiyacı
263
264
265
266
267
Hesap Yöntemlerinin Karşılaştırılması

Atıksu Arıtma Tesisleri Tasarım Esasları

Transkript

Benzer belgeler

p r o aqua Etken madde programı

Öngörü özelliğine sahip tanılama sistemi ile optimize edilen

Analiz: ne, nerede, neden ve nasıl

RTC = tasarruf ve dengeli proses yönetimi

EGE SERAMİK A.Ş. 2011 YILI İŞ KAZALARI VE MESLEK

Layout normal - HUBER Türkiye