Atıksu Arıtma Tesisleri Tasarımına Yaklaşım

Transkript

C:\Documents and Settings\ethem.MEMPIS\Belgelerim\IGEMportal\A_TURKISH\ONLINE_KİTAPEVİ\PROJE
RAPORLARI\ANKARA MASTER PLAN\TASARIM KRITERLERIKESIN\Bolum10.doc
8. ATIKSU ARITMA SİSTEMİ
8.1
Giriş
Raporun bu bölümünde, önce mevcut Tatlar Atıksu Arıtma Tesisi tasarım esasları
özetlenmiş, daha sonra tesisin olası genişleme ve / veya yeni ünitelerin ilavesi durumunda
yapılacak tasarıma esas olmak üzere kullanılabilecek kriterler ayrıntılı olarak incelenmiştir.
Mevcut tesis bir "askıda kültür arıtma sistemi" olan "aktif çamur sistemi" olduğundan,
kriterler de sadece bu sistem için verilmiştir. İleride yapılacak çalışmalar sonucunda ortaya
çıkabilecek ihtiyaçlar doğrultusunda, "tutunmuş kültür (biyofilm) sistemler" e ait tasarım
esasları da verilecektir.
Bu bölümde ele alınan atıksu arıtmalara ait kullanılan terminoloji aşağıda verilmektedir:
ilk arıtma atıksudaki kum, çakıl, moloz ile yüzer yağları ve gresi gidermek için
uygulanan arıtmadır;
birinci derece arıtma atıksudaki askıdaki katı maddeleri fiziksel çökeltme suretiyle
gidermek için uygulanan arıtmadır;
gelişmiş birinci derece arıtma atıksudaki askıdaki katı maddelerle birlikte diğer bazı
kirletici maddelerin -örneğin fosforun- kimyasal madde katkısı ile daha etkili çalışan
bir çökeltme sistemi yoluyla giderildiği arıtmadır;
biyolojik veya ikinci derece arıtma atıksudaki çözünmüş organik maddelerin ve
bunların ölçüsü BOI5 veya KOİ' nin arıtılması için mikroorganizmalar tarafından
gerçekleştirilen arıtmadır;
üçüncü derece arıtma atıksudaki besi maddelerini ( azot ve fosfor ) gidermek için
uygulanan arıtmadır; ve
ileri arıtma üçüncü derece arıtma çıkış sularının ek fiziksel/kimyasal ayırma
işlemlerinden geçirildiği arıtmadır.
Akarsu deşarjı arıtılmış atıksuları bir boru hattı ile akarsu derinliğinin ve akıntılarının uygun
olduğu bir noktaya taşıyan ve/veya arıtılmış atıksuyu akarsu ile seyrelmesi için difüzörler
vasıtasıyla deşarj eden bir uzaklaştırma sistemidir.
Tatlı, tuzlu veya acısu gölleri (alıcı ortam) fiziksel, biyolojik ve bakteriyolojik göstergelere göre
deşarj açısından önemli aşağıdaki özelliklere sahip olabilir:
Piknoklin acısu göllerinde farklı yoğunluktaki iki su tabakası arasında doğal olarak
oluşan sınırdır; Piknoklin, nisbeten az tuzlu üst tabaka göl sularının tuzlu alt tabaka
sularından daha düşük yoğunlukta olmasından kaynaklanmaktadır. Termoklin
piknoklin'in sadece sıcaklık farklarıyla oluşan biçimi olup tatlısu göllerinde, haloklin ise
piknoklin'in tuzluluk farklarıyla oluşan biçimi olup acısu göllerinde görülmektedir.
Akarsularda ve göllerde biyolojik aktivite çeţitli göstergelerle ölçülür. Bunlardan en
önemlisi birincil üretim olup, ortamdaki planktonların organik karbon üretiminin
ölçütüdür; klorofil-a ise plankton veya alg konsantrasyonunun ölçütüdür; azot ve
fosfor ise ötrofikasyonu (alg gruplarının aşırı gelişmesiyle kendini belli eden biyolojik
aktivite hali) etkileyen sınırlayıcı besi maddelerinin ölçütüdür.
Atıksuyun sebeb olduğu bakteriyolojik kirlenme derecesi ve buna bağlı olarak
insanlara hastalık geçmesi riski toplam koliform ve fekal koliform gibi gösterge
niteliğindeki organizmalarla ölçülür. Sıcak kanlı hayvanların sindirim sisteminde
yaşayan bu mikrobiyolojik canlıların gösterge olarak kullanılmasının sebebi bunların
çok sayıda olmaları ve dış ortamlarda hastalığa yol açan mikropların çoğundan daha
yavaş ölmeleridir.
IGEM
Page 1
09.03.2009
8.2
Tatlar Atıksu Arıtma Sistemi
8.2.1
Planlamalar ve Kati Proje
Mevcut tesisin kavramsal tasarımı, avan proje ve ihale dosyası Ekim 1988 ile Ocak 1990
arasında GKW Consult ve Su Yapı tarafından hazırlanmıştır. Tesisin müşavirlik hizmetleri
için Nisan 1990' da GKW Consult ile yapılan anlaşma sonucu, tüm Kati Projeler Ekim
1992' de tamamlanmıştır. Bu arada ASKİ tesisin inşaat ve montajı için PREUSSAG
NOELL / AEG / BROCHIER / YÜKSEL Konsorsiyumu ile Haziran 1992' de sözleşme
yapmış ve bu sözleşmeye göre tesisin 1. Aşama inşaatı tamamlanarak işletmeye
alınmıştır. Proje alanı Ankara Metropolitan Alanı olarak tanımlanan yatırım 3 aşamalı bir
plan dahilinde yürütülmektedir. Bu plan GKW tarafından;
1. Aşama:
2002 yılında 3.920.000 eşdeğer nüfusa hizmet verecek ve organik madde
giderimi yapacak tesisin inşaatı
2. Aşama:
Bu tesisin 4.833.000 eşdeğer nüfusa hizmet edecek şekilde genişletilmesi
3. Aşama:
Tesise, 6.228.300 eşdeğer nüfusa hizmet edecek ve organik maddeyle
birlikte azot / fosfor giderecek ünitelerin ilave edilmesi
şeklinde verilmiştir. Tesiste, 1. Aşama kapsamında yeralan ve Şekil 8.1' de gösterilen
üniteler aşağıda sıralanmıştır. Bu ünitelerin inşaat aşamalarının ayrıntıları Tablo 8.1' de
verilmiştir.
Fonksiyonel Yapılar
Atıksu Arıtma Üniteleri
•
•
•
•
•
İlk Arıtma Üniteleri
Kaba ve İnce Izgaralar
Havalandırılmış Kum Tutucu
Kum Ayırıcılar ve Tambur Elekler
İlk Çökeltme Havuzları
Havalandırma Havuzları
Son Çökeltme Havuzları
Çamur Geri Devir Pompa İstasyonları
Çamur Arıtma Üniteleri
•
•
•
•
•
•
Ham Çamur Yoğunlaştırıcı
Havasız Çamur Stabilizasyonu
Gaz Depolama Tankları
Stabilize Çamur Yoğunlaştırıcılar
Bant Filtre Presler
Çamurun Depolanma ve Uzaklaştırılması İçin Sistemler
Fonksiyonel Olmayan Yapılar
Giriş Kontrol Binası, İdari Bina, Kantin/Büfe, Isı Merkezi, Soyunma Odaları, Atölye, Garaj,
Cami, Spor Sahası, Lojmanlar, Yollar.
IGEM
Page 2
09.03.2009
Tesisin GKW tarafından hazırlanan Avan ve Kati Projeleri ve çeşitli raporlara göre tasarım
kriterleri aşağıda ayrıntılı olarak incelenmektedir.
8.2.2
Arıtma İhtiyacı
Bir atıksu arıtma tesisinin tasarımında ilk adım, arıtılacak su ile alıcı ortama deşarj
edilecek suyun karakteristiklerinin belirlenmesidir. Atıksu arıtma tesisinin üniteleri,
atıksuyu istenilen karakteristiğe dönüştürecek çok sayıda alternatif sistem arasından,
yerel özellikler gözönüne alınarak, elde edilebilir teknoloji ve yatırım maliyetleri
değerlendirilerek seçilmektedir. Nitekim Tatlar Atıksu Arıtma Tesisi için de aynen bu
prosedür uygulanmıştır.
8.2.2.1 Atıksu Karakteristikleri
Kati Proje Raporu' na göre mevcut sistemin tasarımında esas alınan atıksu debileri Tablo
8.2' de ve atıksu özellikleri Tablo 8.3' de verilmektedir.
8.2.2.2 Arıtılmış Su Karakteristikleri
Arıtmadan çıkan su Ankara Çayı' na deşarj edilecektir. Yürürlükteki Su Kirliliği Kontrol
Yönetmeliği (SKKY) çerçevesindeki deşarj standartlarına göre, nüfusu 10.000' den büyük
yerleşimlerin deşarj suyu
BOI
= 45 mg/l
KOI
= 100 mg/l
AKM = 30 mg/l
pH
= 6-9
özelliklerini sağlamalıdır. Aynı yönetmelikte, Kıtaiçi Yüzeysel Sular yararlı kullanım
amaçları ve kalitelerine göre sınıflandırılmış olup, bu sınıfların herbiri için akarsu
havzalarında alınacak önlemler veya alıcı ortam standartları da aşağıdaki şekilde
verilmektedir.
• Sınıf I sularda, içmesu havzaları uzun mesafeli koruma alanı için verilen tedbirler
geçerlidir,
• Sınıf II sulardan içmesu temini amacıyla kullanılacak olanlara hiçbir şekilde atıksu
boşaltımı yapılamaz. Bunun dışındaki kullanımlar için, kaliteyi korumak esastır,
• Sınıf III sularda, teknik ve ekonomik açıdan tutarlı ise kaliteyi iyileştirmeye çalışmak
esastır,
• Sınıf IV sularda ise amaç, bir havza yönetim planı çerçevesinde kaliteyi iyileştirmektir.
Ankara Çayı, Ankara’dan yaklaşık 140 km sonra Sakarya Nehri’ne dökülmekte ve
Sakarya Nehri birleşimden hemen sonra Sarıyar Baraj rezervuarına boşalmaktadır. Bu
rezervuar halen hidroelektrik enerjisi sağlamak ve sulama suyu temini için depolama
amaçlı olarak kullanılmaktadır. Ayrıca rekreatif kullanımlara hizmet etmektedir.
Rezervuardan içmesu kaynağı olarak yararlanılması düşünülmemektedir. SKKY' ne göre
bu tür kullanımlara hizmet eden göllere yapılacak deşarjlarda, ötröfikasyon kontrolü
açısından azot ve fosfor giderimi yapılması ve gölde su kalitesinin aşağıdaki değerleri
sağlaması önerilmektedir.
pH
= 6.5-8.5
KOI
= 3-8
mg/l
ÇO
= 5.0-7.5
mg/l
AKM
= 5-15
mg/l
Toplam Koliform
= 1000 EMS/100 ml
Toplam Azot
= 0.1-1.0
mg/l
Toplam Fosfor = 0.005-0.1 mg/l
IGEM
Page 3
09.03.2009
Ankara Çayı uzun yıllar Ankara batısındaki tarım alanlarının sulanmasında kullanılmıştır.
Ancak, giderek artan kirlilik nedeniyle, doksanlı yıllardan sonra sulama amaçlı su çekimleri
durdurulmuştur. GKW ve Su Yapının planlamaları sırasında Ankara Çayı’ nda yapılan
izleme çalışmaları, arıtmasız doğrudan yapılan atıksu deşarjları nedeniyle Ankara Çayı su
kalitesinin Sınıf IV olduğunu göstermektedir. SKKY' ne göre, bu durumda bir havza
yönetim planı çerçevesinde kaliteyi iyileştirmek esastır. Nitekim, GKW bu amaçla bir
akarsu modeli kullanarak menbadan Sarıyar Barajı' na kadar Sakarya Nehri’ nde ve kolları
olan Porsuk Çayı ile Ankara Çayı' nda su kalitesini, havzadaki çeşitli yerleşim
merkezlerine yapılabilecek arıtmalar için incelemiştir. Tüm bu incelemelerin ışığında;
•
Kısa vadede (1. Ve 2. Aşamalar) Ankara arıtma deşarjında;
BOI = 30 mg/l ve AKM = 30 mg/l ( Bu değerler SKKY deşarj standartlarından düşüktür).
•
Uzun vadede ise, Havzadaki diğer kirletici kaynakların da arıtmalarını tamamlamış
olacağı varsayılarak, Sarıyar baraj Göl' ünde ötrofikasyonu önlemek amacıyla Ankara
arıtma deşarjında;
Toplam Azot < 5 mg/l ve Toplam P< 2 mg /l
olacak şekilde Tatlar Atıksu Arıtmanın planlanmasına karar verilmiştir.
8.2.2.3 Arıtma İhtiyacı
Yukarıda belirlenen atıksu ve deşarj suyu karakteristiklerine göre arıtılması gerekli
parametreler ve ihtiyaç duyulan arıtma oranları Tablo 8.4' te verilmiştir.
Tablo 8.4 Ankara Metropolitan Alan Arıtma İhtiyacı
Parametre
Giriş
Kısa dönem Uzun dönem
Çıkış
Arıtma oranı ( % )
BOI
KOI
AKM
PH
Top. N
Top.P
308
275
Kullanılmamış
300
300
Verilmemiş
50
10
30
10
Kullanılmamış
30
Verilmemiş
5
2
90
Kullanılmamış
90
Verilmemiş
-
8.2.3
96
90
80
Tatlar Atıksu Arıtma Tesisi Karakteristikleri ve Tasarım Kriterleri
8.2.3.1 Genel Bilgiler
Hazırlanan Kati Projelere göre tesisin konumu ve genel vaziyet planı, sırasıyla Şekil 8.2
ve Şekil 8.3' de gösterilmiştir. Şekil 8.4' te ise tesisin 3. aşamasındaki genel vaziyet planı
verilmiştir. Tesisin ilk arıtma sonrası, 2.aşama sonunda 4 kola ayrılarak ikinci derece
arıtmaya alınması düşünülmüştür. Bu kolların herbirinde 4 ilk çökeltme, 4 havalandırma ve
8 son çökeltme havuzu bulunmaktadır. 1. aşamada, 1. ve 2. kollar ile 3. kolun yarısı
IGEM
Page 4
09.03.2009
devreye alınmıştır.Tesisin toplam yerleşim alanı 180 ha olarak düşünülmüştür. Tesisteki
ünitelerin özellikleri aşağıda özetlenmiştir.
8.2.3.2 İlk Arıtma Üniteleri
İlk arıtma öncesi tesiste
• ana kanal
• kum-çakıl kapanı
• bypass savağı
yeralmaktadır. Ana kanal, 4.8*3.6 m boyutlu ve yan duvarları 1/3 eğimli bir trapez kesitli
açık kanal olup, akar kotu 767.00 m dir. Akar kotun max. 768.96 m 'ye çıkması halinde bir
bypass savağı devreye girerek fazla suyu Ankara Çayı' na boşaltmaktadır. Büyük parçalı
katılar kanal başlangıcında kum-çakıl kapanında tutulmaktadır.
Tesisin İlk Arıtma Üniteleri
•
•
•
Kaba ve ince ızgaralar ile atık iletim, taşıma ve su alma üniteleri
Havalandırılmış kum tutucu
Kum ayırıcılar ve yağ/köpük ayırıcı tambur elekler
olup, bunların herbirinin tasarım kriterleri ve bu kriterlere göre seçilen boyutları Tablo 8.5
ve Tablo 8.6' da verilmiştir. Izgaralarda tutulan atıklar bir bantla konteynerlere ve filtre
preslere taşınmaktadır. Kum tutucularda çökelen inorganik ve organik maddeler, kum
ayırıcılara gönderilmekte ve burada yıkanarak biribirinden ayrılmakta; kum tutucuda yüzen
yağ/köpük ise sıyrılarak tambur eleklere gönderilmekte ve burada suyundan ayrılmaktadır.
Bu suların tamamı arıtma tesisine geri gönderilmektedir.
8.2.3.3 İlk Çökeltme Havuzları
İlk arıtmadan alınan sular, önce her 4 çökeltme havuzuna bir adet olmak üzere
düzenlenmiş dağıtım odalarına gönderilmektedir. Çökeltme havuzlarının tasarım kriterleri
ve buna göre yapılan boyutlandırma Tablo 8.7' de verilmektedir.
8.2.3.4 Havalandırma Havuzları
Her kolda 4 havalandırma havuzu bulunmaktadır. Bunlar, ikişerli olarak düzenlenmiş
olduğundan yapı olarak her kolda 2 havalandırma havuzu görülmektedir. Bu havuzlar,
Tablo 8.8' de gösterildiği gibi, biyolojik organik madde gideriminde kullanılan klasik
tasarım krıterlerine göre boyutlandırılmışlardır. Herbir tankta özellikleri Tablo 8.9' da
verilmiş 9 adet yüzeysel havalandırıcı bulunmaktadır.
8.2.3.5 Son Çökeltme Havuzları
Aktif çamur çökelmesinde kullanılan son çökeltme havuzlarının boyutlandırılmasında
kullanılan tasarım kriterleri ve havuz boyutları Tablo 8.10'da verilmiştir.
8.2.3.6 Gelecekte Azot ve Fosfor Giderimi
Tesis son aşamada N ve P giderecek şekilde yeniden düzenlenecektir. Bunun için 1. ve 2.
aşama sonunda inşaa edilmiş tüm havalandırma havuzları, gerekli iç düzenlemeler
yapılarak denitrifikasyon yapan anoksik havuzlara dönüştürülecek, nitrifikasyon için ise
IGEM
Page 5
09.03.2009
herbiri 18500 m3 hacmında, 32 adet yeni havalandırma havuzu inşaa edilecektir. Sisteme
ait tasarım kriterleri ve seçilen boyutlar Tablo 8.11' de verilmiştir.
Hernekadar GKW Kati Proje Raporu' nda biyolojik fosfor gideriminden sözediyorsa da,
bununla ilgili herhangibir boyutlandırma yapılmamış, ancak fosfor giderimi için kimyasal
çökeltmede kullanılacak FeCl3 hesabı verilmiştir. Buna göre sisteme günde 200 ton FeCl3
dozlanmalıdır.
8.2.3.7 Çamur Arıtma Üniteleri
Seçilen çamur arıtma düzeni, ikinci derece arıtma için klasik ünitelerden oluşmaktadır.
Ancak üçüncü derece arıtma için bu ünitelerde olası değişiklikler Kati Proje Raporunda
verilmemiştir.
Çamur Karakteristikleri
İlk çökeltmeden gelen ham çamur ile son çökeltmeden gelen atık aktif çamur özellikleri
Tablo 8.12' de verilmiştir. Bu iki çamur karıştırılarak yoğunlaştırıcılara verilmekte ve bu
durumda oluşan çamur karakteristikleri de Tablo 8.12' de gösterilmektedir.
Ham Çamur Yoğunlaştırıcı
Tasarım kriterleri ve bu kriterlere göre hesaplanan boyutlar Tablo 8.13' de verilmiştir.
Havasız Çamur Stabilizasyonu
Çamur dengesi ve biyogas üretimi ise Tablo 8.15' de gösterilmiştir.
Stabilize Çamur Yoğunlaştırıcılar
Bant Filtre Presler
Çamurun Uzaklaştırılması
GKW çamurun uzaklaştırılması için bir strateji geliştirmemiş, ancak 1.Aşama çamurunun
katı atık döküm alanına gönderilmesini planlamıştır. Çamur uzaklaştırma stratejisi
geliştirmeden, çamur arıtma ünitelerinin gerekçesini anlayabilmek mümkün olmamıştır.
8.2.4 Arıtma Tesisi İşletme Sonuçları
Bu konuda ele geçen bilgiler halen değerlendirilmektedir.
8.3
Türkiye Metropol Kentlerinde Atıksu Arıtma Tesisleri Tasarım Kriterleri
Bu konuda halen bilgi ve döküman eksikliği bulunmaktadır. Bu eksik giderildiğinde gerekli
değerlendirmeler yapılabilecektir.
IGEM
Page 6
09.03.2009
8.4 Uluslararası Tasarım Kriterleri
8.4.1
Genel Bilgiler
Mevcut TATLAR Atıksu Arıtma Tesisi planlamasında nihai hedef olarak azot ve fosfor
giderimi verilmiştir. Tesis üniteleri bu hedefe ulaşacak esnekliğe sahip olacak şekilde
boyutlandırılmış olup, halen sadece BOI ve AKM giderimi yapılmaktadır.
Uluslararası uygulamalara bakıldığında N ve P giderimi için çok değişik sistem seçenekleri
olduğu görülmektedir. Ancak bunların çoğu Ankara' da mevcut sisteme
uygulanamayacağından, bu bölümde sadece gelecekte mevcut sistemle integrasyonu
sağlanabilecek seçenekler üzerinde durulmaktadır.
8.4.2
Askıda Kültür Sistemlerde Organik Madde, Azot ve Fosfor Giderimi
Bu rapor aşamasındaki ilk izlenim ve değerlendirmelere göre, gelecekte mevcut sistemle
integrasyonu sağlanabilecek ana alternatif sistemin proses akım şeması Şekil 8.5' de
verilmiştir. Bu sistem biyolojik fosfor ve azot giderimi yapan ve düşük fosfor çıkış değerleri
için kimyasal fosfor çökeltiminin simültane uygulandığı bir sistemdir.
Ham atıksu önce kaba ve ince ızgarlardan daha sonra havalandırmalı kum tutuculardan
geçer ve kum ve yağ giderilir. Havalandırmalı kum tutucularda bekletme süresi yaklaşık 3
dk. ( mak. saatlik debiye göre) seçilir. Daha sonra ilk çökeltme havuzuna geçer. Burada
katı madde çökelmesi ile %60 AKM ve %30 BOI5 giderimi sağlanır. İlk çökeltme için
bekletme süresi 1-2 saat ( ortlama debide) alınır.
Atıksu daha sonra anaerobik, aerobik ve anoksik olmak üzere üç bölümden oluşan
biyolojik arıtma sistemine geçer. Anaerobik tanklarda; mikroorganizmalar tarafından
aerobik kısımda biyolojik olarak giderilmek üzere, fosforun biyokimyasal reaksiyonlarla
serbest kalması sağlanır. Biyolojik fosfor giderimi için anaerobik tanklarda bekletme süresi
2 saat ( mak. saatlik debiye göre) seçilir. Anoksik kısımda denitrifikasyon olurken, aerobik
kısımda ise BOI5 ile biyolojik fosfor giderimi ve nitrifikasyon süreçleri gerçekleşir.
Nitrifikasyon için gerekli çamur yaşı atıksu sıcaklığına bağlıdır. Çamur yaşı ile sıcaklık
arasında ilişki vardır. Örneğin atıksu sıcaklığının 10 oC olması halinde gerekli çamur yaşı
10 gündür. Bu değer 15 oC için 5 güne kadar düşer. Nitratça zengin atıksuyu aerobik
kısımdan denitrifikasyona alabilmek için atıksu anoksik bölgeye 4-5 kez geri devir
yaptırılır. Atıksu içindeki azotun bir kısmı biyolojik prosesler sırasında oluşan çamurun
içinde tutulur. Tutulma miktarı biyolojik çamur üretiminin %4 'ü olarak kabul edilir. Atıksu
içinde kalan azot ise anoksik koşullarda oluşan denitrifikasyon prosesi ile giderilir.
Denitrifikasyon hızı karbon kaynağına ve atıksu sıcaklığına bağlıdır. Aktif çamur tankları 2
ila 7 kg AKM/m3 askıda madde konsnatrasyonlarında işletilebilirler. Yüksek askıda madde
konsantrasyonlarında proses tank hacimi azalırken, son çökeltme havuz hacmi artar.
Buna karşılık düşük askıda madde konsantrasyonlarında proses tank hacmi artarken, son
çökeltme havuz hacmi azalır. Bunun için askıda madde konsatrasyonu ekonomik
optimizasyon ile seçilmelidir. Normal aralık 3-5 kg AKM/m3' tür.
Mikroorganizmalar ( aktif çamur) atıksudan son çökelme tanklarında ayrılır. Son çökeltme
havuzları çıkış max. askıda madde konsantrasyonu ve çökeltme havuzu max. çamur
hacmi yüzeysel yüküne göre projelendirilir. Hacimsel çamur yüzeysel yükü; hidolik
yüzeysel yük ( m3/m2/h) ile çamur indeksi ( SI ) ve proses tankında askıda katı madde
konsantrasyonu çarpımıdır. Bilinen aktif çamur sistemi askıda
madde konsantrasyonu (MLSS) ve çamur indeksi için hidrolik yüzeysel yük ve çıkış
askıda madde konsantrasyonları arasında lineer bir ilişki bulunur. Konvansiyonel biyolojik
IGEM
Page 7
09.03.2009
arıtma için SI genellikle yaklaşık 75 ml/g'dır. Biyolojik azot giderimini içeren arıtma
tesislerde de yüksek değerler beklenir. Biyolojik olarak fosfor giderilen ve çökelmenin
aynı anda gerçekleşmediği sistemlerde SI isE genelde yaklaşık 105 ml/g dir. Demir
tuzlarının ilave fosfor giderimi için eklenmesi durumunda SI değeri azalır. Çökeltilen çamur
prosese geri devredilirken, arıtılmış atıksu cazibeyle Ankara Çayı’na deşarj edilir.
Biyolojik çamur üretiminde ürün faktörü aktif çamur sistemindeki çamur yüküne ( kg
BOI5/Kg MLSS) bağlıdır. Kimyasal çamur üretimi ise proses tankına ilave edilen kimyasal
madde miktarına bağlıdır. Örneğin her bir kg FeSO4.7H2O ilavesinde 0.55 kg AKM oluşur.
İlk çökeltme tanklarından alınan ham çamurun, ağırlıklı yoğunlaştırıcı ile suyu kısmen
azaltılır. Biyolojik fosfor giderimi sebebi ile susuzlaştırma aşamasına kadar çamur, aerobik
koşullarda tutulmalıdır. Bu sebeple çamur, aktif çamur havalandırma havuzlarının aerobik
kısmından çekilerek, çözünmüş hava flotasyon (DAF) sistemlerinde yoğunlaştırılır. İlk
çökeltme havuzu çamurları ile biyolojik çamur yoğunlaştırma sonrası birleştirilerek santrifuj
veya filte preslerde susuzlaştırılır. Ancak bu susuzlaştırma işlemine çamur uzaklaştırma
stratejisinden sonra karar verilmelidir.
Ana alternatifin GKW önerisinden başlıca farkları;
•
•
•
biyolojik fosfor gideriminde gerekli anaerobik bölme ilavesi
çamur arıtımında, anaerobik ortamı önleyen ve böylece çamurda tutunmuş fosforun
tekrar serbest kalmasını engelleyen, atık aktif çamur için çözünmüş hava yüzdürmesi
ile yoğunlaştırma
çamur arıtımında, anaerobik ortam nedeniyle çamurda tutunmuş fosforun tekrar
serbest kalmasını sağlayan anaerobik stabilizasyon tesisinin devre dışı kalması
Bu ana alternatiften değişik seçenekler çıkartmak mümkündür. Örneğin biyolojik fosfor
gideriminden tamamen vazgeçilerek, sadece kimyasal fosfor giderimi yapılabilir.
Genellikle infiltrasyonun yüksek olduğu veya kısmen birleşik eski kanal sistemlerinde
görülen, BOI konsantrasyonlarının düşük olması halinde biyolojik fosfor giderimi ile
beklenen çıkış değerleri sağlanamayacaktır. Bu durumda kimyasal fosfor giderimini
içeren bu seçenek tercih edilmelidir. Bu seçenekte ızgara ve kum tutuculardan sonra
atıksu denitrifikasyon için anoksik tanka, daha sonra BOI5 giderimi ve nitrifikasyon prosesi
için aerobik tanka geçer. Aerobik tanktan nitratça zengin atıksuların denitrifikasyon prosesi
için anoksik tanka iletimini sağlamak için 4-5 kez geri devir işlemi yapılır. Aktif çamur,
çıkış suyundan son çökeltme tanklarında ayrılır. Kimyasal fosfor giderimi için anoksik
tanka demir tuzları ilave edilir. Çamur sisteme geri devrettirilirken, atıksu cazibeyle
uzaklaştırılır. Biyolojik ve kimyasal çamur aerobik tanktan veya çamur geri devir hattından
çekilerek ağırlıklı yoğunlaştırıcılarda yoğunlaştırılır ve santrifuj veya filte preslerde
susuzlaştırılır. Aneorobik çamur stabilizasyonu yine uygulanmaz. Bunun tersine sadece
biyolojik fosfor giderimi de kullanılabilir. Bu sistemde en az çamur üretimi, enerji kullanımı
ve fosfor giderimi için kimyasal madde kullanılmazken çamurun yakılması halinde verimi
de en yüksektir. Diğer taraftan, azot ve fosfor giderim verimi BOI/N ve BOI/ P oranlarının
yüksek olmasına bağlıdır. Ancak bu ikinci durumda, şayet bugün olduğu gibi giriş
atıksuyunda düşük BOİ' ler oluşur ve biyolojik P ve N giderimi için gerekli BOI/P ve BOI/N
oranları sağlanmaz ise, biyolojik fosfor gideriminde bir diğer seçenek ilk çökeltme
havuzlarının devre dışı bırakılmasıdır. Bu durumda biyolojik çamur aerobik tanktan veya
çamur geri devir hattından çekilerek ağırlıklı yoğunlaştırıcılarda yoğunlaştırılır ve santrifuj
veya filte preslerde susuzlaştırılır. Aneorobik çamur stabilizasyonu yine uygulanmaz. Tüm
bu konular çalışmanın ilerleyen aşamalarında ayrıntılı olarak incelenecektir.
IGEM
Page 8
09.03.2009
C:\Documents and Settings\ethem.MEMPIS\Belgelerim\IGEMportal\A_TURKISH\ONLINE_KİTAPEVİ\PROJE RAPORLARI\ANKARA MASTER PLAN\TASARIM KRITERLERIKESIN\Bolum10.doc
Şekil 8.5 Ana alternatif sistem.
Kimyasal Madde İlavesi
Giriş
Açık
Kanal
Izgaral
ar
Kum
Tutuc
u
İlk
Çökeltm
e
Havuzu
Anaer Anoksik Aerobi
obik
k
Geri
Son
Çökeltm
e Tankı
Çıkış
devir
Çamur geri devri
Çözünmüş Hava
Flotasyonu
Ham Çamur
Yoğunlaştıcı
Çamur Akışı
Atıksu Akışı
Çamur
Susuzlaştırma
IGEM
Page 9
09.03.2009
8.4.3 Organik Madde, Azot ve Fosfor Arıtma Tesisleri Tasarımı İçin Modeller
Yukarıda arıtma tesisinin tasarımı için kullanılabilecek genel kriterler verilmiştir.
Ancak biyolojik N ve P giderimi konusunda son 10 yıldır yapılan yoğun çalışmalar
sonucu tesislerin tasarımı için çeşitli modeller geliştirilmiş olup, bunlardan ençok
kullanılan başlıca modeller aşağıda sıralanmıştır:
•
•
•
•
IAWQ Dinamik ve Kararlı Denge Modeli,
Almanya Üniversiteleri Modeli,
Almanya ATV Modeli,
USEPA Modeli.
Bunların arasında sistemin kinetiğinden yola çıkarak, son derece ayrıntılı hesap
yapma olanağı sağlayan model IAWQ modelidir. Ancak bu modelin kullanılması için,
atıksuyun
son
derece
spesifik
parametrelerinin
ve
sistemdeki
tüm
mikroorganizmaların gelişme kinetiğine ait katsayıların belirlenmesi gerekmektedir.
Ayrıca simültane çözülmesi gerekli bağıntılar için bir bilgisayar modeli kullanma
gereksinimi vardır. Buna karşın diğer modellerin bu gereksinimi olmadığından,
mühendislerce son derece yaygın olarak kullanılmakta ve sistem kinetiğinde yapılan
kabuller, pratikten kazanılan deneyimlerle, bazı amprik ifadeler kullanılarak
dengelenmektedir. Nitekim TATLAR Arıtma Tesisi tasarımı ATV modeli kullanılarak
yapılmıştır. Bu modellerin veri gereksinimleri Tablo 8.18' de biribirleriyle
karşılaştırılmaktadır. Tüm yöntemlerde yapılan hesaplar ve bu hesaplarda kullanılan
bağıntılar ise Tablo 8.19' da biribirleriyle karşılaştırılmaktadır.
IGEM
Page 10
09.03.2009
Tablo 8.18 Modeller İçin Gerekli Veriler
IAWPRC
ÜTY
A131
USEPA-SEDLAK
Atıksu debisi
Ort./Pik atıksu debisi
Ort./Pik atıksu debisi
Atıksu Debisi
Giriş akımındaki toplam KOİ
Giriş akımındaki toplam BOİ
Giriş akımındaki toplam BOİ
Giriş akımındaki çözünmüş inert KOİ
-
-
Giriş ve çıkış
akımındaki BOİ
-
Giriş akımındaki partiküler inert KOİ
-
-
-
Giriş akımındaki kolay ayrışabilir KOİ
-
-
-
Giriş akımındaki AKM
-
Giriş akımındaki TKN
Giriş akımındaki Ort./Max.TKN
Giriş akımındaki TKN
Giriş akımındaki NH4-N
-
Giriş akımındaki
Ort./Max.TKN
-
-
Giriş akımındaki NO3-N
Giriş akımındaki NO3-N
Giriţ akımındaki NO3-N
-
Giriş akımındaki çöz. inert org.N
-
-
-
Çıkış akımındaki NH4-N
-
Çıkış akımındaki NO3-N
-
Oksijen konsantrasyonu
-
Oksijen konsantrasyonu
Atıksu sıcaklığı
Oksijen
konsantrasyonu
pH
Alkalinite
Alkalinite
Alkalinite
Heterotrofik biyokütle dönüşüm oranı Heterotrofik biyokütle dönüşüm
Heterotrofik biyokütle
oranı
dönüşüm oranı
Ototrofik biyokütle dönüşüm oranı
Ototrofik biyokütle dönüşüm Ototrofik biyokütle dönüşüm
oranı
oranı
Çözünmüş kalıcı ürün oluşum
katsayısı
İçsel solunum yaklaşımında
biyokütlenin inert fraksiyonu
Aktif biyokütlenin azot içeriği
Aktif biyokütlenin azot içeriği
Aktif biyokütlenin azot
içeriği
İnert biyokütlenin azot içeriği
İnert biyokütlenin azot içeriği
İnert biyokütlenin azot
içeriği
Heterotroflar için maksimum spesifik Heterotroflar için maksimum Heterotroflar için maksimum
çoğalma hızı
spesifik çoğalma hızı
Ototroflar için maksimum spesifik
Ototroflar için maksimum
Ototroflar için maksimum
çoğalma hızı
Heterotroflar için spesifik bozunma
hızı
Ototroflar için spesifik bozunma hızı
Heterotrof çoğalmada yarı doygunluk
sabiti
Ototrof çoğalmada yarı doygunluk
sabiti
Ototrofların oksijen yarı doygunluk
sabiti
Denitrifikasyon yapabilen
mikroorganizma oranı
-
IGEM
-
-
-
-
-
-
-
-
Çamur arıtımında geri
Çamur arıtımında geri
devrettilen suyun oranı
devrettilen suyun oranı
Giriş akımındaki biyolojik
Giriş akımındaki biyolojik
olarak ayrışmayan partiküler
olarak ayrışmayan
madde fraksiyonu
partiküler madde fraksiyonu
Ototrofik çoğalma için sıcaklık
Ototrofik çoğalma için
düzeltme faktörü
sıcaklık düzeltme faktörü
Heterotrofik çoğalma için
Heterotrofik çoğalma için
Anoksik solunum düzeltme
Anoksik solunum düzeltme
faktörü
faktörü
Karbon oksidasyonu için ţok
faktörü
Azot oksidasyonu için ţok
faktör
Emniyet faktörü
Emniyet faktörü
Page 11
Ototrofik biyokütle
dönüşüm oranı
Ototroflar için
spesifik bozunma hızı
Ototrof çoğalmada
yarı doygunluk sabiti
Ototrofların oksijen
yarı doygunluk sabiti
Emniyet faktörü
09.03.2009
Tablo 8.19 Biyolojik N ve P giderilen askıda kültür sistemlerin tasarımında kullanılan modeller
Alkalinite Hesabı:
IAWPRC
∆S ALK = S ALKO +
ÜTY
1
S − S NHO + S NOO − S NO
14 NH
[
]
S ALK = S K +
A131
1
S + S NOO − S NO
14 NH
[
]
USEPA-SEDLAK
S ALK = S ALKO − 0.007( S NHO − S NH + S NO ) S ALK = 7.14( N OX )
Salınım Faktörü:
IAWPRC
Hesaplanmıyor.
ÜTY
Nüfus <20000 kiţi ise S=2
Nüfus >20000 kiţi ise S=1.7
A131
Hesaplanmıyor.
USEPA-SEDLAK
Hesaplanmıyor.
Aerobik Çamur Yaşı:
IAWPRC
1
θ XA = )
µ A − bA
ÜTY
θ XA = f ′ ∃
µA
A131*
1
S NH max
f − b A f T ,bA
S K NH + S NH max T , A
min θ XA = f
1
µ∃A 1103
. T −15
USEPA-SEDLAK
θ XA =
1
f′
µ N − k Nd
*) Hizmet nüfusu 100000’den büyük sistemler için.
VD/V Seçimi:
IAWPRC
VD/V≤ 0.5, seçim
IGEM
ÜTY
VD/V seçilmektedir.
Page 12
A131
0.2< VD/V<0.5, seçim
09.03.2009
USEPA-SEDLAK
-
Tablo 8.19 devamı
Toplam Çamur Yaşı:
IAWPRC
θX =
ÜTY
θ XA
θX =
1 − VD / V
A131
θ XA
min θ X =
1 − VD / V
USEPA-SEDLAK
min θ XA
1 − VD / V
θX =
θ XA
Vaerobik
Hızlandırma Faktörü:
IAWPRC
a=2.95 (100.VD/V)-0.235
ÜTY
a= 2.95 (100.VD/V)-0.235
A131
Hesaplanmıyor.
USEPA-SEDLAK
Hesaplanmıyor.
Karbon Oksidasyonu İçin Oksijen İhtiyacı:
IAWPRC
OI H = QE C S 0*
OIH=(1-YN-YP)Q(CSO-SS)
ÜTY
A131
0.5 + 0.24YH θ X f T ,bH
0144
. θ X 1072
.
T −15
1 + 0.08θ X 1072
.
1 + bH f T ,bH θ X
USEPA-SEDLAK
T −15
OI H = QE C S 0*
IAWPRC gibi.
Azot Oksidasyonu İçin Oksijen İhtiyacı:
IAWPRC
OIN=4.57 Q NOX
IGEM
ÜTY
Hesaplanmıyor.
Page 13
A131
OIA=4.6 SNO+1.7ND
09.03.2009
USEPA-SEDLAK
IAWPRC gibi.
Tablo 8.19 devamı
Toplam Oksijen İhtiyacı:
IAWPRC
ÜTY
V
OI = A OI H + 4.57QN OX
cV
A131
[
Hesaplanmıyor.
OI = OI H f C + (4.6S NO
USEPA-SEDLAK
Csa
+ 17
. ND)
Csa − C x
]
OI = 4.33 N OX
Denitrifikasyon Potansiyeli:
IAWPRC
ND =
1  OI HR V D η (OI H − OI HR ) 
+

Q  2.86 V c
2.86

ÜTY
A131
0.24YH θ X f T ,bH
af
V
N D = D E C S 0* D (0.5 +
)
V
1 + bH f T ,bH θ X
2.86
N D = S 0*
0.8.0.75 V D
OI H
2.9 V
USEPA-SEDLAK*
ND=RN.t
*) Nitrifikaston kapasitesi
Biyokütle Bünyesindeki Azot:
IAWPRC
NX =
ÜTY
1
(i P + i P )
Q XB XH XE XE
N X = i XB
VX H
θX
+ i XB
A131
VX A
θX
+ i XB
VX E
θX
Tablo 8.19 devamı
IGEM
Page 14
09.03.2009
N X = bAS 0*
USEPA-SEDLAK
A 131 gibi.
Oksitlenen Azot:
IAWPRC
N OX = C NTO − S NT − N X
ÜTY
A131
N OX = C NTO + rX N X + N FK − S ION − S NH − N X N OX = C NTO − S NH − S ION − N X
USEPA-SEDLAK
N OX = S NH 0 − N X
İndirgenmesi Hedeflenen Azot:
IAWPRC
Hesaplanmıyor.
ÜTY
A131
N D* = N OX + S NOO − S NO
N D* = N OX + S NOO − S NO
USEPA-SEDLAK
Hesaplanmıyor.
Atılan Çamur:
IAWPRC
ÜTY
PXT = PXH + PXE + PXA + PXI
PXT =
VX T
θX
=
V
θX
(XH + X A + XE)
PXT =
VX T
θX
A131
V
=
(XH + XA + XE)
USEPA-SEDLAK
A 131 gibi.
θX
Toplam Hacim1:
IAWPRC
V = PXT
ÜTY
θX
V = PXT
XT
A131
θX
V = PXT
XT
1
) Daha önce seçilen VD/V oranından aerobik ve anoksik bölgelerin hacimlerini bulmak mümkündür.
Tablo 8.19 devamı
Biyokütle Konsantrasyonu:
IGEM
Page 15
09.03.2009
θX
XT
USEPA-SEDLAK
A 131 gibi.
IAWPRC
Seçim*
*) Genellikle 2000-3000 mg/l arasında seçilmektedir.
ÜTY
Seçim*
A131
Seçim*
USEPA-SEDLAK
Seçim*
ÜTY
A131
USEPA-SEDLAK
Hesaplanmıyor.
Çamur Yükü:
IAWPRC
Hesaplanmıyor.
*
0
*
0
QS
F
=
M X TV
S
F
1
=
=
M X T θ YN θ X
Geri Devir Oranı:
IAWPRC
R=
IGEM
ÜTY
ND
S NO
A131
N
R= D
S NO
Page 16
R=
09.03.2009
ND
S NO
USEPA-SEDLAK
R=
S NH 0 − S NHe
−1
S NOe
Tablo 8.19 için Notasyon Listesi:
Q: Debi, m³/gün,
CTO:Giriş akımındaki toplam organik madde, mg/lt KOİ,
SIO: Giriş akımındaki çözünmüş inert organik madde , mg/lt KOİ,
XIO: Giriş akımındaki partüküler inert organik madde, mg/lt KOİ,
SSO: Kolay ayrışabilir organik madde konsantrasyonu, mg/lt KOİ,
S 0* : Giriş akımındaki ortalama organik madde konsantrasyonu, mg/lt BOİ5,
AKMO: Giriş akımındaki AKM, mg/lt KOİ,
CS: Ayrışabilir organik madde, mg/lt,
CNTO: Giriş akımındaki ayrışabilir organik azot ve amonyak azotu toplamı, mg/lt,
SNHO: Giriş akımındaki amonyak konsantrasyonu, mg/lt,
SNOO: Giriş akımındaki nitrat azotu konsantrasyonu, mg/lt,
SION: Giriş akımındaki çözünmüş inert organik azot konsantrasyonu, mg/lt,
SNHe: Çıkış akımındaki amonyak azotu konsantrasyonu, mg/lt,
SNOe: Çıkış akımındaki nitrat azotu konsantrasyonu, mg/lt,
SO: Oksijen konsantrasyonu, mg/lt,
T: Sıcaklık, °C ,
YN: Gözlenen dönüşüm oranı,
YH: Hetotrofik biyokütle dönüşüm oranı,
YA: Ototrofik biyokütle dönüşüm oranı,
YP: Çözünmüş kalıcı ürün oluşumu katsayısı,
fE: İçsel solunum yaklaşımında biyokütlenin inert fraksiyonu,
iXB: Aktif biyokütlenin azot içeriği, grN/grUAKM,
iXE: Inert biyokütlenin azot içeriği, grN/grUAKM,
µ, µN:Spesİfİk çoğalma hızı, 1/gün,
µH: Heterotroflar için maksimum spesifik çoğalma hızı, 1/gün,
µA: Ototroflar için maksimum spesifik çoğalma hızı, 1/gün,
bH: Heterotrofların spesifik bozunma hızı, 1/gün,
bA, KNd: Ototrofların spesifik bozunma hızı, 1/gün,
Ks: Hetetrofik çoğalmada yarı doygunluk sabiti, mg/lt,
KNH: Ototrofların yarı doygunluk sabiti, mg/lt,
KOA: Ototrofların oksijen yarı doygunluk sabiti, mg/lt,
η: Denitrifikasyon yapabilen mikroorganizma oranı,
θ: Hidrolik bekletme süresi,
θX: Çamur bekletme süresi, gün,
θXA: Aerobik çamur bekletme süresi, gün,
OI: Oksijen ihtiyacı, kg/gün,
OIH: Karbon oksidasyonu için gerekli oksijen miktarı, kg/gün,
OIHR: Kolay ayrışabilen substratın oksijen ihtiyacı, kg/gün,
SALK: Alkalİnİte konsantrasyonu, mg CaCO3/lt,
NX: Biyokütle bünyesine geçen azot miktarı, mg/lt,
NOX: Oksitlenen azot miktarı
PXT: Net üretilen biyokütle miktarı, gr/gün,
PXA: Sistemde üretilen ototrofik biyokütle miktarı, gr AKM/gün,
PXH: Sistemde üretilen hetetrofik biyokütle miktarı, gr AKM/gün,
PXE: Sistemde üretilen biyokütle miktarı, gr AKM/gün,
ND*: Indİrgenmesİ hedeflenen nitrat azotu miktarı, mg N/lt,
ND: Denitrifikasyon potansiyeli, mg/lt,
XT: Biyokütle konsantrasyonu, mg/lt,
XA: Hetetrofik biyokütle konsantrasyonunu, mg AKM/lt,
XH: Ototrofik biyokütle konsantrasyonunu, mg AKM/lt,
XE: Inert biyokütlekonsantrasyonu, mg AKM/lt,
VA: Aerobik aktif çamur havuzu hacmi,m³,
VD: Anoksik aktif çamur havuzu hacmi, m³,
V: Toplam hacim,m³,
c: Hacim düzeltme faktörü,
a: Anoksik solunum hızlandırma faktörü,
F/M: Organik yükleme oranı, grKOİ/grUAKMgün,
f′: Emniyet faktörü,
fT,A: Ototrofik çoğalma için sıcaklık düzeltme faktörü,
fT,bA: ototrofik bozunma için sıcaklık düzeltme faktörü,
fD: Anoksik solunum düzeltme faktörü,
fC: Karbon oksidasyonu için sok faktörü,
fN: Azot oksidasyonu için ţok faktörü,
EC: Karbon giderim verimi,
SK: Giriş akımındaki karbonat sertliği, mg/lt,
Csa: Oksijen doygunluk sabiti, mg O2/lt,
CX: Ortamdakİ oksijen konsantrasyonu, mg O2/lt,
rX: Çamur arıtımında devretirilen suyun oranı,
R: Geri devir oranı,
Vaerobik : Aerobik hacim fraksiyonu
IGEM
Page 17
09.03.2009
8.4.4
Çamur Arıtma ve Uzaklaştırma Yöntemleri
Bu bölümde TATLAR Atıksu Arıtma Tesisine ait çamur yönetim stratejilerinin
oluşturulmasında gerekli olabilecek çamur arıtma ve uzaklaştırma yöntemleri
tanıtılmakta ve bu yöntemler biribirleriyle karşılaştırılmaktadır.
8.4.4.1 Çamur Arıtma Yöntemleri
Yoğunlaştırma
Yoğunlaştırma çamurun hacminin azaltılması için içindeki suyun kısmen giderilmesi
olarak tanımlanabilir. Ancak yoğunlaştırılmış çamurlar genellikle % 4 ila % 6 katı
madde ihtiva eder ve halen akışkandırlar. Yerçekimi, yüzdürme veya santrifüj
teknikleri ile uygulanmakta olan yoğunlaştırma proseslerinin şu fayda ve mahzurları
vardır:
Faydalar
•
•
•
•
İleri arıtma gerektiren çamurların hacmini azaltarak ilk yatırım ve işletme
maliyetlerini azaltır.
Çökeltme tanklarından daha sık çamur atılmasına imkan tanıyarak, bu ünitelerin
performansının artmasını sağlar.
Gelen çamurun karışımını ve debi salınımını düzenler.
Anaerobik stabilizasyondan önce kullanılması durumunda stabilizasyon verimini
ve gaz üretimini arttırırken, ısıtma gereksinimini ve bakım masrafını azaltır.
Mahzurları
•
•
•
•
•
Koku problemine sebep olabilir.
Çamur bayatlayabileceği için şartlandırma için gereken kimyasal gereksinimini
arttırabilir.
Çamurun tipine bağlı olarak aşırı yoğunlaşma oluşması durumunda cazibeli akışa
veya pompalama verimine engelleyici etki yapabilir.
Oluşan su (süpernatant) genellikle geri devredildiği için arıtma sistemine ek bir
yük getirir. Bu suda anaeorobik koşullar nedeniyle çamurdaki fosfat çözünür.
Çürütücülerde karıştırma ve ısı transferinde problemlere yol açabilir.
Stabilizasyon
Çamur stabilizasyonu, çamurda bulunan patojenleri, organik maddeyi, dolayısıyla da
kokuyu azaltmak için yapılır. Patojen azaltımı yüksek ısılarda veya uygun kimyasal
maddelerde (yüksek pH) patojenleri öldürmek suretiyle gerçekleştirilir. Patojen
azalımı, mikrobik gelişmeleri desteklemeyecek şekilde çamur yapısını değiştirerek
sağlanır. Bu ayrıca koku ve çürüme potansiyelini de azaltır. Yaygın kullanıma sahip
stabilizasyon prosesleri arasında sayılabilecek anaerobik çürütme, aerobik çürütme
ve kireç stabilizasyonuna ait fayda ve mahzurlar aşağıda sıralanmıştır.
Faydalar
•
•
Anaerobik çürütme metan üretir, toplam çamur kütlesinin ve koku seviyesinin
azalmasını sağlar.
Anaerobik stabilizasyon ile toprak şartlandırıcısı olarak kullanılabilecek çamur
üretmek mümkündür.
IGEM
Page 18
09.03.2009
•
•
•
•
Anaerobik çürütme patojenleri etkisiz hale getirir.
Aerobik çürütme sistemleri, anaerobik çürütme sistemlerine göre genelde daha
düşük yatırım maliyeti ve işletme kolaylığı sağlar..
Aerobik sistemler, patojen miktarlarını azaltır, anaerobik sistemlerle yaklaşık
olarak eşit miktarda uçucu katı madde giderimi sağlar ve ayrıca çamurdaki yağ ve
çözünmüş hekzanların azaltılmasında etkili olurlar.
Kireç stabilizasyonu düşük maliyetli, susuzlaştırılması kolay çamur üreten, tekil
bir prosestir.
Mahzurları
•
•
•
•
•
•
•
•
Anaerobik çürütücülerin yüksek yatırım maliyeti vardır ve bozulmalara karşı
hassastır.
Anaerobik çürütücüler metan üreten bakterilerin büyümesini düţük bir seviyede
tutar.
Aneorobik ortamda çamurdaki fosfat çözünür ve arıtmaya geri devirle döner. Bu
nedenle biyolojik fosfor giderim tesislerinde anaerobik çürütücü kullanılmaz.
Aerobik sistemler kullanıldığında oksijen takviyesi için yüksek enerji maliyetleri ile
karşılaşılabilir.
Mekanik susuzlaştırma için son derece zayıf karakteristikli stabilize çamur üreten
aerobik sistemler, aynı zamanda yoğunlaştırma için de çökelme
karakteristiklerinin zayıf olması yüzünden zorluklarla karşılaşılmasına sebeb
olabilir.
Anaerobik sistemlerde sıcaklık, konum, tank imalatında kullanılan malzemenin
türü verimi etkiler.
Kireç stabilizasyonu, kireç ilavesiyle kimyasal olarak kararlı olmayan ve daha
fazla kütleye sahip çamur ortaya çıkarır.
Kireç stabilizasyonu daha yüksek ulaşım ve uzaklaştırma maliyetleri gerektirir.
Çamurun Suyunun Alınması
Susuzlaştırma, suyun kek oluşturmak üzere çamurdan ayrılması olarak
tanımlanabilir. Yoğunlaştırma prosesleri ile ulaşılandan daha fazla hacim azalması
elde etmek mümkündür. Susuzlaştırma, öncelikle son arıtma, uzaklaştırma veya
faydalı kullanım proseslerinin yatırım ve işletme maliyetini azaltmak için yapılır.
Çamurun susuzlaştırılması işleminde, katı madde konsantrasyonu %5'den %20'ye
yükseltilirse, dörtte üçlük bir hacim azalması ve akışkan olmayan bir madde elde
edilmesi sağlanır. Susuzlaştırma, çamur arıtma prosesinin yalnızca bir elemanıdır ve
bütün sıvı ve katı arıtma kademelerinin performansı en elverişli duruma getirilecek ve
toplam maliyetler en aza indirilecek şekilde atıksu arıtma sistemi içine entegre
edilmelidir. Çoğunlukla kullanılan susuzlaştırma teknikleri;
- Kurutma Yatakları
- Kurutma Lagünleri
- Pres Filtresi
- Yatay Bant Filtre
- Bant Pres ile Filtrasyon
- Santrifüjle Su Alma
Faydalar
•
Eğer kafi miktarda arazi varsa ve iklim koşulları uygunsa, kurutma yatak veya
lagünleri en düşük yatırım maliyetine sahiptir.
IGEM
Page 19
09.03.2009
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Kurutma yatakları ve lagünleri çok az bir işletme tecrübesi, düşük enerji ve
kimyasal madde tüketimi gerektirmekte ve çamur kararsızlığına karşı daha az
hassasiyet göstermektedir.
Kurutma yatakları tamamıyla mekanik olan metotlara nazaran daha yüksek katı
madde konsantrasyonu sağlamaktadır.
Kurutma lagünleri çamur akımı için tampon görevi görebilmektedir. Arıtma
tesisindeki problemlerden kaynaklanan şok yüklemeler minimal etkiye yol açarak
lagünlere sevk edilebilir.
Kurutma lagünlerinde organik maddeler daha kararlı hale getirilir.
Pres filtreleri ile su almada en yüksek katı madde konsantrasyonunu
sağlanmakta, en aza indirilmiş üretim maliyeti ve sadece vasat miktarda enerji
harcayarak filtre suyunda düşük AKM konsantrasyonuna (350 mg/lt) imkan
tanımaktadır.
Yatay bant filtreler çok kuru kek üretirken benzer performanstaki ekipmanlara
kıyasla düşük enerji, düşük bakım ve ilk yatırım maliyeti ile asgari işletme
tecrübesi gerektirmektedir.
Yatay bant filtreler, sessiz, hızlı, otomatik, sürekli ve kompakt ekipmanlardır ve
minimum düzeyde ek yapı gerektirmektedirler.
Vakum filtrelerin bakım ihtiyacı diğer sürekli sistemlere kıyasla düşük, ilk yatırımı
normal ve kalifiye operatör ihtiyacı azdır.
Vakum filtreler ile birçok çamur çeşidine hizmet vermek, filtre suyunda düşük
AKM konsantrasyonlarına ulaşmak ve toprağa uyumlu kekler üretmek
mümkündür.
Santrifüj filtreler temiz görünümlü, koku problemi hiç bulunmayan ya da az
bulunan, işletmeye alınması ve devreden çıkarılması hızlı olan ve kolaylıkla
kurulabilen ekipmanlardır.
Basınçlı veya vakumlu filtrasyon sistemleri hariç tutulduğunda, santrifüj filtreler,
diğer bütün çamur su alma işlemlerinde olduğundan daha fazla kuru kek
üretmekte ve dar yüzey alanında yüksek işletim miktarı sağlamaktadır.
Kapasite oranlarına karşı en düşük sermaye maliyetlerinden birine sahip olan
santrifüjler, devamlı bir işletme dikkati de gerektirmemektedir.
Mahzurları
•
•
•
•
•
•
•
•
Kurutma yatakları, iklim şartlarından etkilenebilmekte ve ham çamurlar sebebiyle
koku problemi ortaya çıkmaktadır.
Kurutma yatakları ve lagünleri için etkili mühendislik analizlerine imkan tanıyan
rasyonel mühendislik tasarım verileri yoktur, tamamen mekanik sistemelere göre
daha fazla yer ihtiyacı göstermekte ve toplum açısından göze çarpıcı ve estetik
olmayan nitelikleri bulunmaktadır.
Kurutma lagünlerinde peryodik koku ve sineklenme problemleri ve ile karşılaşmak
mümkündür.
Pres Filtreler kesikli olarak çalışır ve ürettikleri keklerin bir yüzdesi parçalanması
zor olan kireç ve metal tuzları ihtiva etmektedir.
Pres Filtreler yönteminde yüksek işgücü ve sermaye maliyeti, özel destek
yapıları, daha geniş işletme ve depolama alanı ihtiyacı, ve kimyasal ön arıtma
gerekmektedir.
Yatay bant filtreler besleme karakteristiklerine son derece hassas, hidrolik olarak
işlenecek miktarla sınırlı çalışan ve şartlandırmanın gerektiği ekipmanlardır.
Filtre bezi olarak kumaş kullanan diğer birimlerle karşılaştırıldığında daha az
ömürlüdür.
Bant preslerin yıkanması ve oluşturduğu kokular problem olabilir.
IGEM
Page 20
09.03.2009
•
•
•
•
•
Vakum filtreler diğer proseslere nazaran susuzlaştırılmış çamur kütlesi başına en
fazla enerjiyi tüketen ekipmanlardır ve sürekli operatör dikkati gerektirmektedir.
Vakum filtreler kullanıldığında filtre malzemesinin tıkanması ve pompa gürültüsü
sorunlarıyla karşılaşılabilir.
Vakum filtrelerin çalıştırılması için en az %3 katı madde konsantrasyonuna sahip
çamurları sisteme vermek, şartlandırma için yüksek dozda kireç kullanmak
gereklidir ve sonuçta elde edilen kekler nispeten daha ıslaktır.
Santrifüjler bakım için büyük potansiyele sahiptir ve bakım personelinin tecrübeli
olması gerekir.
Santrifüjlerde besleme akımı için kum giderme ekipmanı veya öğütücü
gerektirmektedir.
8.4.4.2 Nihai Çamur Arıtma Prosesleri
Yüksek Sıcaklıkta Kireç Stabilizasyonu
Kirecin yüksek sıcaklıkta stabilizasyonunda pH ve sıcaklığı arttırmak için çamura
kireç katılır. pH ayarlaması kirecin alkali yapısına bağlı olarak yapılabilmektedir.
Sıcaklığın artması ise kirecin çamurdaki su ile karıştırılması veya bir tür egzotermik
reaksiyon olan kirecin hidrasyonu neticesidir. Bu maksatla iki yöntem izlenir: ya kireç
tek başına sıcaklığı arttırmak için kullanılır ya da çamurun sıcaklığı kirece ek olarak
elektrik ısısıyla arttırılır. Bu iki yöntem de yüksek derecede stabilize çamur
üretilmesini sağlayacak niteliktedir.
Faydalar
•
•
•
Yüksek sıcaklıkta kireç stabilizasyonu son derece güvenilir bir prosesdir.
Kireç stabilizasyonu daha optimum maliyetler sağlamakta, daha az kireç
sarfederek daha az çamur üretmektedir.
Kireç stabilizasyonunda kullanılan sistemde koku kontrol ve önleme ekipmanları
ile otomatik kontrol özelliği bulunur.
Mahzurlar
•
•
•
Yüksek sıcaklıkta kireç stabilizasyonunda yüksek kimyasal madde ve daha fazla
alan ihtiyacı ortaya çıkar.
Yüksek sıcaklıkta kireç stabilizasyonunda açık proses koku problemini ortaya
çıkarır ve nihai ürünler yüksek miktarda olabilir.
Isıtmalı kireç stabilizasyon proseslerinde enerji maliyetleri yüksektir.
Isıyla Kurutma
Isıyla kurutma, çamurdan suyun ısısal yollarla buharlaşması prosesidir. Bu tür
kurutma işleminde sıcaklık, suyu buharlaştıracak düzeyde olmasına rağmen organik
maddeyi uzaklaştırmaya yetecek kadar yüksek değildir. Bu gibi şartlar sıcaklığın
%80'ine erişildiğinde ve nem %10'un altına indirildiğinde sağlanır.
Faydalar
•
•
Isıyla kurutma proseslerinde kuru kek %90-%95 mertebesinde kuru katı
içermekte hatta Carver-Greenfield prosesi ile %98'e kadar ulaşılmaktadır.
Nihai ürün toprak ţeklindedir.
IGEM
Page 21
09.03.2009
•
Temassız kurutmada öğütücü çamur geri çevrimi gerekli değildir ve gaz
emisyonları azaltılmıştır.
Mahzurlar
•
•
•
Temaslı kurutmada öğütücü çamur geri çevrimi gereklidir ve bol miktarda gaz
emisyonları bulunmaktadır.
Temassız kurutmada kondanse sularının oluşturduğu yan akıntılar mevcuttur.
Carver-Greenfield prosesleri yüksek enerji maliyetleri, bol miktarda işletme ve
bakım gereksinimleri, karmaşık işletmeleri ve kullanılması güç nihai ürünleri ile
karakterize edilebilir.
Yakma
Bir yakma sisteminin gayesi tüm uçucu katıları yok ederek yakıt yardımı ile ısı açığa
çıkarmak ve bunu gerçekleştirirken yanma ve ısınma prosesleri ile ilgili sorunları en
aza indirmektir. Yakma önce kurutma daha sonra da yanmadan oluşan iki adımlı bir
oksidasyon prosesidir. Kurutma, genellikle yakmadan önce yapılan ön susuzlaştırma
ile karıştırılmamalıdır. Girişteki çamur keki normalde % 55-85 su ihtiva eder. Kekin
nem oranı %50'nin altına düşürülmediği sürece yanması mümkün değildir. Çamurun
yakılmasının genel olarak 4 adımda gerçekleştiğini söylemek mümkündür.
•
•
•
•
Genel çamur sıcaklığının 100 °C'ye çıkarılması,
Çamur suyunun buharlaştırılması,
Su buharı ve havanın sıcaklığının yükseltilmesi,
Kurumuş çamur uçucuları sıcaklığının ateşleme noktasına kadar arttırılması.
Yakma, fırın içinde değişen zamanlarda, sıcaklıklarda ve yerlerde meydana gelen ısıl
ve kimyasal reaksiyonları içeren karmaşık bir prosestir. Çamurun yakılması ile açığa
çıkan ısı, enerji üretimi, mekanik ekipmanlara enerji temini veya elektrik üretimi ile
değerlendirilebilir. Çok gözlü fırınlar ve akışkan yataklı fırınlar genellikle tercih edilen
yakma fırınlarıdır.
Faydalar
•
•
•
Yakma steril, kokusuz ve inorganik atık üreten bir prosesdir,
Organik kirleticiler, klorlu hidrokarbonlar da dahil olmak üzere etkili olarak yok
edilirler,
Yakma hacimde maksimum azalmayı sağlar, değerlendirilebilir enerji üretir ve
iklim şartlarına bağımlı değildir.
Mahzurlar
•
•
•
Yakma, yüksek ilk yatırım, işletme ve bakım masrafları gerektirir,
Yakma hava kirliliği kontrol tertibatı, son derece dikkatli bir işletme ve yetenekli
bakım personeli bulundurmayı gerektirir,
Giriş çamuru iyi derecede susuzlaştırılmış olmalıdır.
Kompostlaştırma
Kompostlaştırma, termofilik bakterilerce organik maddelerin nisbeten stabil, humusa
benzer son ürünlere dönüşümü için, aerobik olarak parçalanması ile sağlanan bir
stabilizasyon prosesidir. Çamurun, bazı yardımcı maddelerle karıştırılarak, daha iyi
IGEM
Page 22
09.03.2009
havalanmayı sağlamak üzere porozitesi arttırılır, nem oranı azaltılır ve C/N oranı
yükseltilir. Çoğunlukla her üç maksat tek bir madde ile sağlanır, mesela; saman,
ağaç yongası, pirinç kabuğu veya evsel katı atıklar gibi. İlaveten pek çok
kompostlaştırma işleminde, bir miktar önceden kompost haline dönüşmüş malzeme de
kullanılır. Kompostlaştırma proseslerinin çoğunda kompostlaştırma işleminin sonunda
elde edilen ürünün bir bölümü prosese geri döndürülerek tekrar kullanılır. Buna göre
kompostlaştırma çamurların azaltılması ve geri kazanımıyla ilgili olarak uygulanabilecek
bir yöntemdir.
Kompostlaştırma işleminde mikroorganizmalar, aerobik olarak organik maddeleri
karbondioksit ve suya ayrıştırırır. Çağdaş kompostlaştırma sistemlerinde, optimum
nem ve oksijen konsantrasyonunu sağlamak ve sıcaklığı denetlemek için mekanik
havalandırma ve karıştırma kullanılır. Kompost karışımının içinde meydana gelen
biyolojik aktivite ısı üretir ve üç gün süre ile sıcaklık 55°C'de tutularak ileri seviyede
patojenik stabilizasyon sağlanır. Uçucu katıların yaklaşık %20-30'u karbondioksit ve
suya dönüştürülür. Doğru bir şekilde işletildiği takdirde kompostlaştırma sırasında
ulaşılan yüksek sıcaklıklar tüm patojen ve parazitlerin ortadan kaldırılmasını sağlar.
Bununla birlikte, bu organizmaların yeniden üremesi de olasıdır. Uçucu katıların ve
suyun proses sırasında giderilmesine karşın kompost hacmi, kompostlaştırmada
katkı maddesi ilavesi ve kompostun düşük yoğunlukta oluşu nedeniyle daha
büyüktür.
Kompostlaştırma işlemleri iki kategoriye ayrılır: "Windrow" ve "in-vessel". "Windrow"
kompostlaştırma havalandırmalı statik yığın halinde, karıştırma malzemeleri ile
yapılmaktadır. Kapalı sistemler, "in-vessel", yatay veya düşey olmaktadır.
Kompostlaştırma zamanları seçilen proses bağlı olarak 21-45 gün arasında değişir.
Kompostun bir miktar gübre değeri vardır ancak çoğunlukla toprağın organik
içeriğinin ve nem tutma potansiyelinin arttırılmasında kullanılır. Son ürün genellikle
satışa sunulur.
Kompostlaştırmanın geçerli bir çamur arıtma alternatifi olabilmesi için aşağıdaki
kriterlerin sağlanması gerekmektedir.
(i)
(ii)
(iii)
(iv)
(v)
(vi)
Son ürün patojen ihtiva etmemelidir,
Değerlendirilebilir bir ürün ortaya çıkarmalıdır,
Güvenilir olmalıdır,
Enerjiyi verimli kullanmalıdır,
Optimum maliyette olmalıdır,
Estetik olarak kabul edilebilir olmalıdır.
Atıksu çamurlarının kompostlanmasında temel husus patojenlerin imha edilmesi
olmalıdır. Uçucu katı maddelerin ayrışması ve koku kontrolüne karşı stabilizasyon bu
nedenle birinci önem sırasında, ortaya çıkacak nihai malzemelerin değerlendirilmesi
de ikinci sırada gelmektedir.
Kompostlaştırmaya karar verme aşamasındaki en önemli hususlardan ve ekonomik
faktörlerden biri nihai ürün için uygun bir pazarın var olup olmadığıdır. Üretilecek
malzemenin yararı, faaliyetin bulunduğu yere, ağır metal içeriğine ve diğer yerel
kompost kullanımlarına bağlıdır. Kompostlar parkların oluşturulmasında, bozulmuş
veya işlenmiş arazilerin yeniden bitkilendirilmesinde, sebze ve meyve
yetiştirilmesinde, bahçecilik ve fidanlık mahsullerinde, özellikle ABD ve İskandinav
ülkelerince uzun yıllardır uygulanmaktadır.
IGEM
Page 23
09.03.2009
Faydalar
•
•
•
•
Özellikle sınırlanmamış kompost sistemleri (havalandırılmış yığınlar) düţük
maliyette arazi bulunabilirse son derece ekonomiktir.
Yatay sistemler sınırlanmamış sistemlere göre daha az yer gerektirirken, düşey
sistemler arazi kullanımında en verimli olan sistemlerdir.
Düşey sistemlerdeki kapalı reaktörlerde koku tutulur ve kontrol edilir.
Düţey sistemler yatay sistemlerden daha az düzeltme gerektirir.
Mahzurlar
•
•
•
•
•
Kompostlaştırma büyük hacimli bir nihai ürün ortaya çıkarır.
Sınırlandırılmamış sistemler geniş alan gerektirmektedir.
Sınırlandırılmamış sistem işletimi mevsimsel koţullardan etkilenir.
Yatay sistemler ve "windrow" sistemlerde koku problemi ile karşılaşılabilir.
İşletilen ekipmanlar nedeniyle yatay ve düşey sistemlerde ilk yatırım maliyetleri
yüksektir.
8.4.4.3 Çamur Değerlendirme ve Uzaklaştırma
Arazide Değerlendirme
Çamurun arazide değerlendirilmesinin temel olarak üç alternatifi vardır.
(i)
(ii)
(iii)
Tarımsal değerlendirme
Orman alanlarında değerlendirme
Arazi ıslahı
Seçeneklerin hepsi için geçerli olan kısıtlayıcı faktör, çamurun yeraltı ve yerüstü
sularına ve halk sağlığına zararlı etkiye sahip olabilecek maddeleri içermesidir. Bu
tip problemlerden kaçınmak için bölge seçiminin, tasarımın ve arazi ıslahının dikkatle
yürütülmesi gerekir.
Faydalar
•
•
•
•
•
Arazide çamur değerlendirmesi için bütün alternatifler toprak şartlandırılması ve
besi maddesi kaynağı olarak çamurun faydalı geri kazanımına imkan
tanımaktadır.
Tarım ve orman alanlarında değerlendirme için arazi satın alınması gerekli
değildir.
Tarımsal uygulamalarda arazi ileriki kullanımlar için bozulmaz.
Ormanlarda kullanım, tarımsal uygulamalara göre daha az halk sağlığı endişesi
uyandırır.
Arazi ıslahı yöntemlerinin çoğu alkalin durumları tamponlama etkisi gösterir.
Mahzurlar
•
•
•
Tarımsal uygulamalar halk sağlığını korumak için kesin kontrol ve yönetim
uygulamaları gerektirir.
Düşük çamur uygulama oranları nedeniyle geniş arazi gereksinimleri
görülmektedir.
Tarımsal uygulama dönemleri dışında çamurun depolanması gereklidir.
IGEM
Page 24
09.03.2009
•
•
•
•
Orman alanlarında uygulama durumunda halkın bu alanlara giriş çıkışının
kontrolu güç olabilir.
Orman alanlarında çalışıldığında geleneksel çamur uygulama ekipmanlarının giriş
çıkışı güç olabilir.
Arazi ıslahı için erozyondan ve aşırı toprak kaybından kaçınmak için kapsamlı bir
saha hazırlığı gereklidir.
Islah çalışmalarında tekrar bitkilendirme yapılması için bitki seçiminde dikkatli
seçim yapılmalıdır.
Dağıtım Ve Pazarlama
Atıksu arıtma çamurundan yararlanmanın bir yolu olarak dağıtım ve pazarlama
oldukça karlı bir yöntemdir.
Genellikle, dağıtılan ve pazarlanan atık çamur
kompostlanmış ve ısıyla kurutulmuş olup; üst tabaka toprağı ve gübre olarak
bahçelerde, golf sahalarında, parklarda kullanılmaktadır.
Atık çamur nihai ürünleri için içerdikleri kirletici konsantrasyonlarına yönelik yasal
kısıtlamalar getirilmelidir. Dağıtılıp pazarlanacak ürünler patojenik faaliyetlerin
neredeyse tamamını durduracak şekilde stabilize edilmelidir. Atıksu çamuru
ürünlerinin maksimum uygulama oranı hesaplanmalı ve bu oran ürünün satışında
verilen kullanım kılavuzunda belirtilmelidir.
Faydalar
•
•
•
Eğer pazarlanmışsa elde edilen gelirler, çamur arıtımının sermaye, işletme ve
bakım maliyetlerini dengeler.
Çamurun besi maddesi ve toprak şartlandırıcısı olarak faydalı geri kullanımı
sağlanır.
Vatandaşların kullanımı için düşük maliyetli veya maliyetsiz gübre temini
sağlanabilir.
Mahzurlar
•
•
Çamur son ürünü için uzun dönemli takip ve kararlılık gerektirir.
Dağıtım ve pazarlama organizasyonunu gerektirir.
Depolama Yöntemleri
Atıksu çamurları, arazi kazanımındaki sınırlara, bahçe tarımında kullanılacak
malzemelere uygun pazarın bulunmamasına veya çamurların yüksek metal ve toksik
madde içeriklerine bağlı olarak her zaman kullanılmayabilirler. Bu durumda etkin bir
çamur yönetimi için en ekonomik ve en uygun uzaklaştırma yöntemleri
kullanılmalıdır.
Depolama için üç temel yöntem mevcuttur:
(i)
(ii)
(iii)
IGEM
Belirlenmiş uzaklaştırma alanları (eski maden yatakları, derin
kuyular, vb.)
Katı atık dolgu alanları (evsel katı atık düzenli depolama
alanları)
Tektip dolgular (monofill)
Page 25
09.03.2009
Bütün bu metotlarda depolama öncesinde ileri derece patojen stabilizasyonu
gerekmektedir.
Çamur arıtma, değerlendirme ve depolama entegre bir çamur yönetim yaklaşımının
parçaları olarak ele alınmalıdır. Bu nedenle karar verme aşamasında farklı
kombinasyonlarda alternatifler hesaba katılmalıdır. Arıtma metotları, değerlendirme
ve depolama alternatifleri için muhtemel kombinasyonlar aşağıda sıralanmıştır:
(i)
(ii)
(iii)
(iv)
(v)
(vi)
(vii)
(viii)
(ix)
(x)
(xi)
Arıtılmış çamurun tarımsal arazilere uygulanması
Arıtılmış çamurun orman alanlarına uygulanması
Arıtılmış çamurla arazi ıslahı
Arıtılmış çamurun özel alanlara uzaklaştırılması
Arıtılmış çamurun evsel katı atıkla birlikte uzaklaştırılması
Arıtılmış çamurun tektip dolgusu
Yüksek sıcaklıkta kireçle stabilize olmuş çamurun dağıtım ve
pazarlaması
Kompostlaştırılmış çamurun dağıtım ve pazarlaması
Isıyla kurutulmuş çamurun dağıtım ve pazarlaması
Yakma tesisi külü ve evsel katı atıkların birlikte uzaklaştırılması
Çamur Yakma Tesisi külünün tektip dolgusu
8.4.4.4 Çamur Yönetim Stratejileri
Genel Kriterler
Bağımsız, bölgesel ve birleşik çamur yönetim alternatiflerinin çevreye zarar vermeksizin
en uygun metodla uzaklaştırmayı gerçekleştirebilmesi için, maliyetle ilgili olmayan
aşağıdaki kriterler kullanılmaktadır.
•
Güvenilirlik: Güvenilirlik, alternatifin sürekli olarak artıkları işleyebilme ve
uzaklaştırma kabiliyetinin ölçüsüdür. Örneğin susuzlaştırılmış çamurun katı
atıklarla birlikte uzaklaştırılması, nihai bir arıtma gerektirmediği için en güvenilir
yöntem olarak değerlendirilebilir.
•
Esneklik: Esneklik kriteri, alternatifin çamur miktarı ve kalitesindeki değişikliklere
uyabilme kabiliyetinin ölçüsüdür. Örneğin; susuzlaştırılmış çamurun katı atıklarla
birlikte uzaklaştırılması miktardaki değişimlerden önemli ölçüde etkilenmez ve
daha fazla esnekliğe sahiptir.
•
IGEM
Arazi Kullanım Tahditleri: Çamur uzaklaştırma için arazinin mevcudiyeti ve
uygunluğu önemli bir seçim kriteridir. 2020 yılı için Ankara genelinde kişi
başına düşen yıllık katı atık depolama hacim ihtiyacı yaklaşık 0.39 m3 alınsa;
%30 katı madde oranına sahip arıtılmış çamurların, tamamının evsel katı
atıklarla birlikte depolanması durumunda, kişi başına düşen evsel atıksu
çamuru depolama ihtiyacı yaklaşık 0.11 m3 olarak tahmin edilmektedir. Her iki
değer arasındaki yakınlık, atıksu çamurlarının yalnızca katı atıklarla birlikte
uzaklaştırılması durumunda, evsel katı depolama sahalarının kapasitesinin
oldukça zorlanacağını ortaya koymaktadır. Bu nedenle atıksu çamurlarının
düzenli depolama sahalarındaki hacminin azaltılmasını sağlayacak
uzaklaştırma ve değerlendirme alternatifleri göz önünde bulundurulmalıdır.
Yakma ile bertaraf çamur hacmini büyük oranda azaltacağı gibi,
kompostlaştırma ve arazi uygulamaları da çamurun depolama sahaları dışında
değerlendirilmesini sağlayacaktır.
Page 26
09.03.2009
•
Düzenli Depolama Politikasına Etkileri: Bu kriter altında, örneğin
susuzlaştırılmış çamurun katı atıklarla birlikte uzaklaştırılması en etkili alternatif
olarak değerlendirilebilir. Bunun sebebi; uzaklaştırılacak çamurun çok miktarda
ve %25 - 35 katı madde miktarına sahip olmasıdır. Halihazırdaki yönetmeliklerde
%25 - 35 olarak verilmiş olan düzenli depolama sahalarına kabul edilecek
çamurdaki katı madde miktarının değiştirilmesi, susuzlaştırılmış çamurun katı
atıklarla birlikte uzaklaştırılması alternatifini olumsuz yönde etkileyebilecektir.
•
Trafiğe Etki: Trafik etkisi açısından susuzlaştırılmış çamurun katı atıklarla
birlikte uzaklaştırılması en olumsuz alternatif, yakma ise en olumlu alternatiftir.
•
Yönetmeliklere Uygunluk: Değerlendirilen çamur yönetim alternatiflerinin her
birinin mevcut yönetmeliklere uygun olmasına dikkat edilmelidir. Bu açıdan ilgili
olabilecek yönetmelikler ;
SKKY Yönetmeliği: Yüzeysel suların korunmasını hedefleyen bu yönetmeliğin
ilgili maddeleri içmesu havza koruma alanlarına katı atık ve çamur dökülmesini
yasaklamaktadır.
14 Mayıs 1991 tarihli Katı Atık Kontrol Yönetmeliği, Madde 28 (208/4 sayılı
Resmi Gazete) : Bu madde evsel arıtma çamurları, çamurun su içeriğinin en
çok %65 olması durumunda katı atıklar ile birlikte depolanabileceğini
belirtmektedir. Ancak, düzenli depolama işleticilerinin deneyimlerinden elde
ettikleri sonuçlara göre depolama alanının stabilitesini bozmayacağına ve koku
sorunu yaratmayacağına karar verilmeleri halinde su muhtevası %75'e kadar
olan çamurlar da kabul edilebilmektedir.
Bu açılardan, örneğin yakma, çevreye muhtemel ters etkileri yüzünden izin alma
ve işletme güçlükleri yaratacağından, yönetmeliklere uygunluğu en çok problem
yaratacak alternatif olarak değerlendirilir. Öte yandan susuzlaştırılmış çamurun
katı atıklarla birlikte uzaklaştırılmasının yaratacağı olumsuz etkiler (yüksek
yoğunluklu kamyon trafiği yüzünden araç emisyonlarının artması gibi)
yönetmeliklerde yer almakta ya da (yeraltı suyu korunması ve metan
emisyonlarının kontrolu gibi) düzenli depolama yönetiminin sorumluluğuna
bırakılmaktadır.
•
Sorumluluk Minimizasyonu: Bu kritere göre, eğer bir yönetim alternatifi
yönetmelik standartlarını karşılamıyorsa, alınacak muhtemel sorumluluklar
değerlendirilmelidir.
Susuzlaştırılmış
çamurun
katı
atıklarla
birlikte
uzaklaştırılması, düzenli depolama alanının işletmesi arıtma tesislerinin kontrolu
dışında olduğundan, yüksek derecede sorumluluk riski taşır. Tesiste en fazla
kontrolu sağlamak mümkün olacağından, bu açıdan en avantajlısı yerinde
yakma alternatifidir.
•
Karmaşıklık: Karmaşıklık kriteri, alternatiflerin işletmeci becerileri ve özel bakım
gereklilikleri açılarından mukayesesi amacıyla kullanılmalıdır. Örneğin yakma,
susuzlaştırılmış çamurun katı atıklarla birlikte uzaklaştırılması için
nakledilmesine göre çok daha karmaşıktır.
Finansman ve Pazarlama Tahditleri
Evsel ve Endüstriyel Atık Çamurların Yönetimi çalışmasında kullanılan ve tavsiye edilen
çamur yönetimine önemli etkisi olan üç unsur şunlardır:
(i) depolama alanına boşaltım ücreti,
IGEM
Page 27
09.03.2009
(ii) endüstriyel ön arıtma gereksinimi,
(iii) yararlı kullanım seçeneklerinin bulunmayışı
Ekonomik analizlerde, depolama alanına boşaltım ücreti gözönüne alınmalıdır. Bu ücret
örneğin İstanbulda 20 USD/ton ıslak çamur olarak tesbit edilmiştir. ABD'deki
uygulamalarda söz konusu ücretin 25-50 USD/ton olduğu ve yine Amerikan Kongresi
Teknoloji Değerlendirme Bürosu'nun (OTA) plastik örtü, süzüntü suyu toplama sistemi,
gözlem kuyuları ve gaz toplama sistemi olan bir depolama alanı için boşaltım maliyetini
18-20 USD/ton olarak tesbit ettiği gözönüne alındığında varsayılan ücretin makul olduğu
anlaşılmaktadır.
Çamur yönetim planının başarısı için kritik olan bir başka nokta, endüstriyel ön arıtma
programının yürütülmesidir. Böyle bir program olmadan, atıksu arıtma tesislerinin
işleyişi ve çamur kalitesi, arıtma prosesinin duracağı veya planlanan çamur
uzaklaştırma teknolojilerinin uygulanamayacağı bir noktaya gelebilir. Bu sebeplerle,
ASKİ'nin endüstriyel ön arıtma programını yakından denetlemesi büyük önem
taşıyacaktır.
Çamur çalışmasında son olarak dikkat çekilecek bir nokta da Ankara Metropolü
içerisinde atık çamurların faydalı kullanımı için seçeneklerin olmasıdır. Özellikle tarım
sektöründen olumlu talepler gelirse, araziye uygulama, dağıtım ve pazarlama gibi
seçenekler önemle değerlendirilebilir.
8.4.4.5 Sanayi Arıtma Sistemleri Atık Çamurları ve Zararlı Atıklar
Endüstriyel çamurları evsel çamurlarla birlikte arıtılabilirliklerine göre üç gruba
ayırmak mümkündür:
N sınıfı çamurlar:
NN sınıfı çamurlar:
NN sınıfı yağlar:
Birlikte arıtmaya uygun zararsız çamurlar
Birlikte arıtmaya uygun olmayan zararsız çamurlar
Genelde akaryakıt istasyonlarında yağ ayırıcılarda
toplanan yağlar
H sınıfı çamur ve yağlar: Zararlı atık nitelikli çamurlar
N sınıfı çamurlar evsel çamurlarla birlikte arıtılabilir. Bu tür çamurların üretildiği
sanayi kolları arasında mandıralar, yiyecek maddesi üreten fabrikalar, sabun ve
deterjan fabrikaları, ilaç üreten fabrikalar, tekstil, deri ve ahşap işleri sanayileri
bulunmaktadır. Elbette bu endüstri kollarının ön arıtma proseslerinden çıkan bütün
çamurlar bu sınıfa girmezler. Ankara’ daki sanayiler içinde bu sanayi kollarında bazı
çamurlar da üretilmektedir.
NN sınıfı çamurlar asal (inert) madde içeriği yüksek, organik madde içeriği düşük
çamurlardır. Bu nedenle, ortak arıtma için uygun değillerdir.
NN sınıfı yağlar nihai çamur arıtımı/uzaklaştırma yöntemlerine uygun değillerdir.
Organik madde içerikleri yüksek olmakla birlikte geri kazanılıp yeniden
kullanılabilirler.
H sınıfı sanayi çamurları, zararlı olması beklenen biyolojik, çökmüş ve kimyasal
çamurlar ile yağ köpüklerinden oluşur.
Ankara’ da uygulanmakta olan endüstriyel ön arıtma programı neticesinde hem zararlı
hem de zararsız endüstriyel çamurlar oluşacaktır. Bu program kamu sağlığını ve çevreyi
koruyacak şekilde yürütülmelidir.
IGEM
Page 28
09.03.2009
Yakılması düşünülen zararsız endüstriyel çamurlar minimum olarak aşağıdaki kriterleri
sağlamalıdır:
•
•
•
•
çamur, arıtma tesisi çalışanlarına ilave ve sağlığa veya güvenliğe aykırı riskler
getirmemelidir,
çamurlar prosesin işleyişine olumsuz etki yapmamalı, ekipman veya yapılara
zarar vermemelidir.
çamur, çamur veya kül kalitesini azaltmamalıdır,
çamur, yakılmaya uygun olmalıdır.
Çalışanların sağlık ve güvenliğiyle ilgili ilk kriter, korozif, reaktif, yanıcı ve zehirli
olmayacak şekilde karakterize edilmiş zararsız atıkların kabul edilmesini sağlayacak
kapsamlı bir çamur kalitesi izleme programı yoluyla sağlanabilir. İlaveten, zararsız
atıklar yine de sağlık ve güvenlik riskleri taşıyabileceğinden çalışanları muhtemel riskler
ve uygun tedbirler konusunda eğitmek için etkin bir eğitim programı gerekecektir.
Yakma fırınına veya işleyişine zararlı bileşenler kabul edilmeyeceklerdir. Zararlı
bileşenler pompalarda veya konveyörlerde tıkanma veya zarara sebep olacak büyük
parçalar içeren çamurlar, çamurdaki veya akışkan kum yataktaki silika ile birleşip
eriyerek büyük parçalar oluşturup yatağın akışkanlığının bozulmasına neden olacak
yüksek konsantrasyonda alkali metal tuzları içeren çamurlar olabilir. Yüzde seksenin
üzerinde su içeren çamurlar da yakma için aşırı yakıt tüketimine sebep olacaklarından
uygun değildirler.
Yukarıda sıralanan üçüncü kriter, özellikle zehirli metal konsantrasyonları ile ilgilidir.
Endüstriyel ön arıtmadan çıkan çamurlar, metaller ön arıtma programlarında birinci
derecede hedef alınan kirleticiler olduklarından, genellikle yüksek konsantrasyonlarda
metal içerirler. Yakma işlemine tabi tutulan çamurdaki metaller yakma fırınını gaz ya da
katı şekilde terkederler. Katı metal emisyonları, kontrol teknikleriyle etkin olarak
azaltılabilirler. Bu şekilde giderildikleri takdirde, metaller külde bulunurlar. Metaller, katı
hale yoğunlaşmadan önce, gaz halinde kaçmaları durumunda atmosfere karışırlar.
Amerikan Çevre Koruma Örgütü (USEPA) ve Avrupa'daki benzer kuruluşlar yakma
emisyonlarındaki metalleri kabul edilebilir limitlerde tutmak üzere, çamur yakma
fırınlarına giren çamurlardaki kurşun, arsenik, kadmiyum, krom, nikel, civa ve berilyum
konsantrasyonlarını sağlayabilmek için çeşitli sınırlamalar getirmişlerdir. Böyle bir
sınırlama Ankara için de gereklidir.
Dördüncü kriter çamurun yakılmaya uygun olması şeklindedir. Yüksek organik içerikli
atıklar, az miktarda yakıt tüketimi ile büyük ölçüde hacim azalması sağlanacağından
yakma için uygundurlar. Biyolojik arıtmadan, çamur sıyırma ve ayırmadan sonuçlanan
çamurlar bu kategoridedirler.
Bu kriterlere dayanılarak, birleşik arıtmaya uygun olarak gözönüne alınabilecek bir
endüstriyel çamur aşağıdaki şekilde karakterize edilir:
•
•
•
•
•
zararsız,
düţük konsantrasyonda metal içeren,
homojen olan ve büyük parçalar içermeyen,
organik içeriği yüksek olan,
su içeriği düşük olan.
Sadece uygun, zararsız endüstriyel çamurların yakma tesislerine kabul edilebilmesi için
birleşik arıtmada gözönüne alınabilecek endüstriyel çamurların izlenmesi ve
kaydedilmesi için kapsamlı bir yönetmelik programı gerekecektir. Bu programda; birleşik
arıtmayı düzenleyecek olan gelişmenin uygulanması, emredici hükümlerin yerine
IGEM
Page 29
09.03.2009
getirilmesi ve kullanıcı tarifeleri için idari, teknik ve hukukla ilgili personel yer alacaktır.
Programın bileşenleri arasında şunlar yer alacaktır:
•
•
•
•
•
birleşik arıtmaya dahil edilecek endüstriyel çamurların fiziksel ve kimyasal
limitleri,
kabul edilen her yükün kaydının tutulmasını sağlayacak, böylece kabul edilemez
bir çamurun gelmesi halinde geri gönderilebilmesine imkan verecek, ya da
emisyon veya kül kalitesinin bozulmasına sebep olan çamurun belirlenerek
kaynağına doğru takip edilebilmesini sağlayacak bir manifesto sistemi,
bir hesap ve faturalama sistemi,
kalite kontrol ve faturalama amacıyla çamur karakteristiklerini ve miktarını izleme
ekipmanı,
kapsamlı ve etkin bir personel eğitim programı.
Burada diğer bir önemli faktör de, endüstriyel çamurların arıtma tesislerine muhtemelen
zararlı çamurları kabul ederek yakma sorumluluğunu yükleyeceğidir. Yukarıdaki gibi bir
yönetmelik programı, başlatıldığı ve uygulandığı takdirde riskleri de azaltacaktır.
8.4.4.6 Drenaj Kanalları Çamurları
Yağmursuyu sistemlerinde oluşan çoğunlukla inorganik kökenli çamur ve
birikintilerdir. Bunların içinde genellikle taş, çakıl, kum gibi maddeler bulunur. Çeşitli
çevresel ve meteorolojik şartlara göre çok değişen miktarları hakkında bir tahminde
bulunmak mümkün değildir.
Yağmursuyu sistemlerinde oluşacak çamur ve birikintilerin çoğunlukla inorganik kökenli
olmalarından dolayı diğer çamurlar gibi yakılmaları söz konusu olmayabilir. Bu
malzemelerin düzenli depolama alanlarında katı atıklarla birlikte depolanmalarında
herhangi bir kısıtlama yoktur. Bunların yağmursuyu sistemlerinden basınçlı su ve
küreme ile toplanıp, düzenli depolama alanına taşınarak depolanması en yaygın
uygulamadır.
IGEM
Page 30
09.03.2009

Atıksu Arıtma Tesisleri Tasarımına Yaklaşım

Transkript

Benzer belgeler

Guinsaugon Çamur Seli Filipinler

Öngörü özelliğine sahip tanılama sistemi ile optimize edilen

Layout normal - HUBER Türkiye

OTOMOTİV ENDÜSTRİSİ KİMYASAL ARITMA ÇAMURLARININ

Membran Biyoreaktörler için Daldırma Modül

Kağıt endüstrisi atıksu arıtma tesislerinde çamur işleme ünitelerinin

PDF - İstanbul Teknik Üniversitesi

PDF - İstanbul Teknik Üniversitesi

İçindekiler