Yarınlarımız İçin Su Hayattır

Bugün, Balıkesir Büyükşehir Belediye Başkanının katıldığı ilçemizde BASKİ’nin İçme Suyu, Kanalizasyon Şebeke Hattı ve Atıksu Arıtma Tesisi temel atma töreni katıldık. Başkanımızı şahsen tebrik ediyorum.

Çevre Mühendisi olarak bu tesisin önemi, çalışma prensibi hakkında teknik bilgiler vermek istiyorum. Bu yazım “Kanalizasyon Şebeke Hattı ve Atıksu Arıtma Tesisi Neden kurulmalı? Atıksu Nedir, Nasıl Arıtılır?” sorularına cevap niteliğinde olacaktır.

ATIKSU NE DEMEKTİR? BU ATIKSULAR NASIL ARITILMAKTADIR? 

Evsel, endüstriyel, tarımsal ve diğer kullanımlar sonucunda kirlenmiş veya özellikleri kısmen veya tamamen değişmiş sular ile maden ocakları ve cevher hazırlama tesislerinden kaynaklanan sular ve yapılaşmış kaplamalı ve kaplamasız şehir bölgelerinden cadde, otopark ve benzeri alanlardan yağışların yüzey veya yüzeyaltı akışa dönüşmesi sonucunda gelen sulara atıksu denir. Suların çeşitli kullanımlar sonucunda atıksu haline dönüşerek yitirdikleri fiziksel, kimyasal ve bakteriyolojik özelliklerinin bir kısmını veya tamamını tekrar kazandırabilmek ve/veya boşaldıkları alıcı ortamın doğal fiziksel, kimyasal, bakteriyolojik ve ekolojik özelliklerini değiştirmeyecek hale getirebilmek için uygulanan fiziksel, kimyasal ve biyolojik arıtma işlemlerinin birini veya birkaçına atıksu arıtma denir.

Atıksuyun niteliğine göre kullanılacak arıtma prosesleride farklılık göstermektedir. Atıksu içerisinde bulunan çözünmüş organik maddelerin bakteriyolojik faaliyetler sonucu giderilmesi için biyolojik arıtma tesisi, atıksu içerisinde çözünmüş veya askıda bulunan ve gravitasyonla (yerçekimi etkisi ile) çökelmeyen maddelerin çökeltilerek sudan uzaklaştırılması için kimyasal arıtma tesisi, suyun içerisinde bulunan ve kendiliğinden çökebilen katı maddelerin atıksudan uzaklaştırılması için fiziksel arıtma tesisi tercih edilmelidir. Bu prosesler ayrı ayrı kullanılabileceği gibi birbiri ardına gelecek şekilde de kurulabilir. Tabi günümüzde de paket arıtma tesisleri geliştirilmiştir.

Paket Arıtma Nedir ?
Paket arıtma taşınabilir özellikte kompact olarak tasarlanmış arıtma tesisidir. Evsel nitelikli biyolojik atıksular için dizayn edilen bu üniteler SBR olarak tanımlanan ileri proses teknolojisinin PLC otomasyon sistemi ile mekanik sistemin tam otomatik olarak çalışacak şekilde düzenlenmiştir.
Kompact tasarım kurulum kolaylığı gibi özellikler nedeniyle paket arıtma denilmektedir. Uygun kalınlıkta karbon çeliğinden imal edilen reaktörler uzun yıllar korozyona karşı koruyacak şekilde epoxi ile kaplanarak kullanıma sunulmaktadır.
Şantiye, yazlık site, toplu konutlar , fabrikalar, alışveriş merkezleri, okullar askeri birlikler ve kamplar, dinlenme tesisleri gibi bir çok farklı alanda evsel atıksuların arıtımı için kullanılan sistemlerdir. Uzun ömürlü ve ekonomik olan bu sistemler kurulum kolaylığı ve otomatik çalışma özelliği ile alternatifi bulunmayan sistemlerdir.

Fiziksel Arıtma Prosesleri:
Fiziksel arıtma atıksu içerisinde bulunan yüzer maddeler ile kendiliğinden çökebilen katı maddelerin giderilmesi amacıyla yapılır. Bu amaçla kullanılan ekipmanlar; ızgara ve elekler, kum ve yağ tutuculardır. Genel olarak biyolojik veya kimyasal arıtma tesisilerinin başında da fiziksel arıtma tesisleri kullanılır. Bu şekilde atıksu içerisinde bulunan kirleticilerin bir kısmının giderilmesi mümkün olacaktır. Kimyasal veya biyolojik arıtma tesislerin başında kurulan fiziksel arıtma tesisleri, hem ana arıtma sistemine gelecek kirlilik yükünü azaltacak, ana arıtma içerisindeki boru, vana vb. ekipmanların zarar görmesini engelleyecek aynı zamanda ana arıtma tesisinin işletme maliyetini düşürecektir.

Biyolojik Arıtma Prosesleri: 
Biyolojik arıtma prosesleri aerobik ve anaerobik arıtma olarak sınıflandırılabilir. Aerobik arıtma havanın bulunduğu ortamlarda gerçekleştirilen arıtma prosesleridir. Aerobik arıtma uygulamaları; Aktif Çamur, Biyofilm, Stabilizasyon Havuzları, Havalandırmalı Lagünlerdir. Anaerobik arıtma ise havasız ortamlarda gerçekleştirilen arıtma prosesleridir. Uygulamaları ise Sürekli Karışımlı Reaktörler, Anaerobik Filtreler ve Akışkan Yataklı sistemleridir. En yaygın aerobik biyolojik arıtma uygulaması, aktif çamur prosesidir. Aktif Çamur prosesleri; Ön Çöktürme Havuzları, Havalandırma Havuzları, Son Çöktürme Havuzları ve Dezenfeksiyon ünitesinden oluşur. Dezenfeksiyon işlemi ise; atıksu arıtma tesisi çıkış suyunun alıcı ortama verilmeden önce içerisindeki bakteri ve virüslerin bertaraf edilmesi işlemidir.

Kimyasal Arıtma Prosesleri:
Suda çözünmüş halde ve askıda bulunan katı maddelerin çökelmesini ve bu şekilde sudan uzaklaştırılmasını sağlayan kimyasal arıtma tesisilerinde, uygun PH aralığında atıksuya kimyasal maddeler ilave edilmektedir. Kimyasal arıtma proseslerinde çökeltme işlemini sağlayan bu kimyasal maddeler koagülant madde adıyla anılır. Kimyasal arıtma prosesinin üniteleri, atıksuyun uygun PH aralığına getirildiği nötralizasyon bölümü , atıksuya çökeltimi sağlayacak kimyasal maddelerin ilave edildiği koagülasyon bölümü ve koagülant ilave edilmiş atıksuyun uygun hızda karıştırılması ile flokların oluşmasını ve çökeltimi sağlayan flokülasyon bölümüdür.

Başlıca Atıksu Parametreleri
·         Biyolojik Oksijen İhtiyacı (BOİ) Ne Demektir?
Atıksular organik maddeler içerdiğinden, bunların konsantrasyonları, yani 1 l sudaki miktarları, kirlilik derecesinin ölçüsü olarak kabul edilir. Fakat atıksuların bileşimleri çok değişiktir ve içindeki maddeleri bir formülle ifade etmek mümkün değildir. Ayrıca bu maddeler tasfiye tesisinde bozunmaya uğradıklarından, bu etkinin de dikkate alınması gerekir.

Bu yüzden bu maddeleri konsantrasyonları ile ifade etme yoluna gidilmiştir. Organik maddenin ölçüsü olarak, biyokimyasal oksidasyon (karbonlu maddelerin oksitlenmesi) sırasında harcanan oksijen miktarı esas alınabilir ve bu değer de BOİ olarak adlandırılır.

Biyokimyasal oksidasyon, su içinde bir yanma olayı olup, bu yanma esnasında suda çözünmüş (erimiş) oksijen kullanılır. Ne kadar fazla oksijen sarf edilirse, sudaki organik madde miktarı da o kadar fazla demektir.
Organik madde ihtiva eden sularda suların oksijen ihtiyacı BOİ5, karbonlu maddelerin, tamamen CO2’ye dönüşmesine kadar artar. Teorik olarak sonsuz, pratik olarak yaklaşık olarak 10 gün kadar bir müddet sonunda, bütün karbonlu maddeler ayrışır. Bu esnada sarf edilen oksijene, birinci kademe nihai biyokimyasal oksijen ihtiyacı denir ve BOİu ile gösterilir. Evsel atıksular için BOİ5 ile BOİu arasında BOİ5/BOİu ≈ 0,68 bağıntısı vardır.

·         Kimyasal Oksijen İhtiyacı (KOİ) Nedir?
Kimyasal olarak oksitlenebilen organik maddelerin oksijen ihtiyacı KOİ ile ifade edilir. KOİ asit ortamda kuvvetli bir kimyasal oksitleyici (potasyum dikromat gibi) vasıtasıyla ölçülür. Kimyasal olarak oksitlenebilecek bileşikler, biyolojik olarak oksitlenebileceklerden daha fazla olduğundan, kimyasal oksijen ihtiyacı, biyolojik oksijen ihtiyacından daha büyüktür. Tasfiye edilmemiş atıksular için BOİ5/KOİ = 0,4-0,8 (ortalama 0,65) alınabilir.

o   KOİ Bileşenleri
Yapılan çalışmalar sonucunda, biyolojik arıtma sistemlerinde substratın biyolojik ayrışması sonucunda, zor ayrışan (inert) ürünlerin oluştuğu saptanmış ve biyolojik arıtma tesislerinde, atıksudaki organik maddenin biyolojik ayrışmasının farklı mekanizma ve hızlarda meydana geldiği deneysel olarak tespit edilmiştir.

Evsel atıksulardan biyolojik nütrient gideriminde, atıksudaki organik karbon-azot-fosfor arasındaki denge çok önemlidir. Biyolojik azot- fosfor gideriminde, arıtılmış atıksudaki kalan biyolojik olarak organik madde miktarı önemlidir.

Kuvvetli atıksuların arıtımında gerek ham atıksuda bulunan gerekse biyolojik arıtım sırasında oluşan ve konvansiyonel arıtma yöntemleri ile arıtımı mümkün olmayan inert organik maddeler deşarj standartlarına ulaşılmasını engelleyebilmektedir. Dolayısı ile biyolojik arıtma tesislerinin değerlendirilmesinde KOİ’nin bileşenlerinin belirlenmesi yararlıdır. KOİ’nin bileşenlerine ayrılması inert ve biyolojik olarak parçalanabilen KOİ’nin belirlenmesidir.

Biyolojik olarak parçalanan KOİ’nin de kolay parçalanan ve zor parçalanan olmak üzere bileşenleri belirlenmelidir. İnert KOİ’de tekrar çözünmüş inert ve partikül inert olmak üzere bileşenlere ayrılır.

·         Toplam Organik Karbon (TOK)
Özellikle çok küçük organik madde konsantrasyonları için uygun bir parametredir. Bu parametre, bilinen konsantrasyonlarda bir numuneyi yüksek sıcaklıkta bir fırına enjekte ederek saptanmaktadır. BOİ5/TOK= 1-1,6 alınabilir.

·         Teorik Oksijen İhtiyacı (TeOİ)
Atıksularda bulunan karbonhidratlar, yağlar, proteinler ve bunların ayrışma ürünleri genel olarak karbon, hidrojen, oksijen ve azottan meydana gelir. Numunenin kimyasal formülü biliniyorsa, içindeki karbonun oksitlenmesi için gerekli oksijen miktarı bulunabilir. Bu değer KOİ ve BOİ’den daha büyüktür. Çünkü KOİ’de bile, kimyasal olarak oksitlenmeyen bir miktar karbonlu madde daima bulunur.

·         Toplam Oksijen İhtiyacı (TOİ)
TOİ parametresi ise diğer parametrelerin bulunmasından daha sonraki yıllarda geliştirilmiştir. TOİ deneyi, numuneyi platinle katalizlenen bir yanma odasında kararlı son ürünlere çevirmeyi ve bu esnada sarf edilen oksijen miktarını bulmayı hedef alır.

·         Azot-Fosfor
Azot ve fosfor elementleri, mikroorganizmaların büyümesi için çok gereklidir. Bunlara besi elementleri (nütrient) denir. Azot, proteinlerin sentezi için temel yapı taşı olduğundan, atıksuların biyolojik yollarla tasfiyesinde azot konsantrasyonunu bilmeye ihtiyaç vardır.

Suyun azot miktarı az ise, tasfiye için dışarıdan azot ilavesi gerekebilir. Aksine, eğer, yüzeysel sulara verilen atıksu deşarjları sebebiyle oluşan alg ve yosunlarının kontrolü istenirse, alıcı ortamlara verilmeden önce, azotun uzaklaştırılmasına veya miktarının azaltılmasına ihtiyaç vardır.

Genellikle atıksularda azot, esas itibariyle proteinli maddelere ve üreye bağlı olarak bulunur.

Bu maddelerin ayrışması ile azot, amonyağa dönüşür. Atık suyun tazelik derecesi, amonyak miktarı ile ölçülür.

Atıksularda azot pH’a göre, ya amonyum iyonu (NH+4) ya da amonyak (NH3) şeklinde bulunur:

NH3 + H2O ↔ NH4+ + OH

pH≥ 7 ise denge sola doğru bozulur, pH ≤ 7 ise amonyum iyonları ortama hâkim olur.

Aerobik ortamda bakteri faaliyeti sonucu amonyak oksitlenerek nitrit ve nitrat haline gelir. Atıksularda nitrit azotu önemsizdir. Zira nitrit kararsız olup kolaylıkla nitrata dönüşür. Konsantrasyonu, atıksularda 1 mg/l’yi nadiren geçer. Nitratlar ise azotun en ileri derecede oksitlenmiş halleridir. Atıksularda 0-20 mg N/l konsantrasyonlarında bulunabilir.

Alg ve diğer mikroorganizmaların çoğalması bakımından fosfor da önemlidir. Sularda fosfor fosfat olarak bulunur. Evsel atıksular genellikle fosfor bileşiklerince zengindir. Son yıllarda deterjan yapımında, katkı maddesi olarak fosfat ve polifosfat bileşikleri, büyük miktarlarda kullanılmaktadır. Bu Maddelerin yaklaşık %12-13’ünün fosfor ve %’den fazlasının polifosfat olduğu düşünülürse, sentetik deterjan tüketiminin artışı ile birlikte yüzeysel sulara fosfor deşarjı da artış göstermiştir. Genellikle evsel atıksularda 4-15 mg/l civarında fosfor bulunur.

Çevre Mühendisi Süleyman Çetin  | SuleymanCetin@engineer.com | www.SuleymanCetin.com.tr