ARITMA ÇAMURU KONTROLÜ

Transkript

1 ARITMA ÇAMURU KONTROLÜ

2 SU NEDEN ARITILIR? Mevcut su kaynaklarının kirlenmesini önlemek, Atıksuyu tekrar kullanılabilir hale getirmek, İçilebilecek kalitede su elde edebilmek için

3 SU ARITIMI GENEL OLARAK; Atıksu arıtımı, Temiz su arıtımı olmak üzere ikiye ayrılır.

4

5 ATIKSU NEDİR? Evsel, endüstriyel, tarımsal ve diğer kullanımlar sonucunda kirlenmiş veya özellikleri kısmen veya tamamen değişmiş sular ile maden ocakları ve cevher hazırlama tesislerinden kaynaklanan sular,yapılaşmış kaplamalı ve kaplamasız bölgelerinden cadde, otopark ve benzeri alanlardan yağışların yüzey veya yüzeyaltı akışa dönüşmesi sonucunda gelen sulardır.

6

7

8 ATIKSU ARITIMI İnsanların günlük kullanımları ve çeşitli ş sanayi kuruluşlarının üretim prosesleri kaynaklı ve herhangi bir arıtmaya tabi tutulmadan deşarjş edilemeyecek veya kullanılamayacak olan suların arıtılmasıdır.

9 ATIKSU ARITIM TÜRLERİ Evsel nitelikli atıksu arıtımı, Endüstriyel atıksu arıtımı.

10

11 GENEL ATIKSU ARITIM EKİPMANLARI Izgaralar, Kum tutucular, Yağ tutucular, Havalandırıcılar, Hava dağıtımğ ekipmanları, Sıyırıcılar, Susuzlaştırma ekipmanları, Kontrol ekipmanları

12 ÜNİTELERE GENEL BAKIŞ

13

14

15

16 ÇAMURUN TANIMI, KAYNAKLARI VE ÖZELLİKLERİ TANIM: Atıksu arıtımı sonucu oluşan sıvı yada yarı katı halde, kokulu, uygulanan arıtma yöntemine bağlı olarak % 0,25-12 arasında katı madde içeren atıklara arıtma çamuru denir.

17 ARITMA ÇAMURU NEDEN ÖNEMLİDİR? Atıksu içerisinde bulunan ve koku veren maddeleri içerir, Atıksu içerisinde bulunan organik maddeleri başka bir yapıda bünyesinde bulundurur, Sadece küçük bir kısmı katı madde olduğundağ büyük hacimler kaplar.

18 GİRİŞ Çamur miktarını etkileyen başlıca faktörler; Atıksuyun kirlilik derecesi, Proseste kullanılan l kimyasallar, Arıtma verimi.

19 GİRİŞ Ön Çöktürme (Birincil) Çamurları : Çökelebilen katı maddeler Kimyasal Çamur : Kimyasal arıtma ve koagülasyon Biyolojik (İkincil) Çamur : Biyolojik arıtma

20 GİRİŞ Çamur bertaraf sistemlerinin yeterli verimde çalıştırılamamasının sebepleri; Giderilen KOİ veya BOİ için oluşacak çamur miktarının düşük hesaplanması, Tasarımda haftalık veyaaylık ortalama BOİİ ve AKM değerlerinin kullanılması, Ön arıtma veriminin doğru tahmin edilmemesi veya hesaplanmaması, BOİİ veya AKM geri devir etkilerinin ihmal edilmesi veya doğru hesaplanmaması, BOİİ ve AKM değerlerinin mevsimsel değişiminin göz ardı edilmesi.

21 GİRİŞ Arıtma Tesisi Kapasitesi i (m 3 /sn) Arıtma Tesisi Sayısı Oluşan Çamur Miktarı (kuru Toplam (%) ton/yıl) < 0, ,10 0, ,22 0, ,44 0, ,88 2, ,20 4, > 4,

22

23

24

25

26

27 ÖN ÇÖKTÜRME ÇAMURLARI Ham Atıksu Izgara Kum tutucu Ön Çöktürme Alıcı Ortam Çürütücü üst suyu Anaerobik Çürütme Su Alma Ünitesi Nihai Bertaraf Biyolojik ve kimyasal çamurlara göre daha kolay kontrol edilebilir, Gravite ile rahatlıkla yoğunlaştırılabilir, Daha kuru bir çamur keki oluşur.

28 ÖN ÇÖKTÜRME ÇAMURLARI Çamur miktarı mg/l, Çöktürmeye giren AKM ve çöktürme verimi, Genel yaklaşım olarak 0,07-0, kg/kişi i gün AKM değeriğ olarak alınabilir. AKM giderim verimi % arasında alınabilir, Fosfor giderimi veya koagülasyon amacıyla kimyasal ilavesi çamur miktarını arttırır, Organik madde giderimi esas değildir.

29 ÖN ÇÖKTÜRME ÇAMURLARI

30 ÖN ÇÖKTÜRME ÇAMURLARI

31 ÖN ÇÖKTÜRME ÇAMURLARI ÇAMUR MİKTARININİ HESAPLANMASI X ç = X 0 -X e X 0 = Atıksuyun askıda katı madde içeriği (mg/l) X e = Çökelmeden sonraki A.K.M. içeriği (mg/l) X ç = 1 Litre atıksudan uzaklaştırılabilen çamur miktarı (mg) Bu değer debi ile çarpıldığında; Kg/gün olarak giderilen katı madde miktarı belirlenir. V ç [ Katı madde ( kg / gun ) ] 3 ( m / gün) = 3 Katı Madde(%)* ρ çamur *1000( kg / m )

32 ÖN ÇÖKTÜRME ÇAMURLARI Kimyasal Arıtma + Çökeltim T l Ç Mikt Gid il AKM Ki lm dd l i Toplam Çamur Miktarı = Giderilen A.K.M. + Kimyasal Maddelerin Reaksiyonları Sonucu Oluşan Kimyasal Çamurlar.

33 Kimyasal Arıtmada Kullanılan Koagülantlar ve Çökelen Katı Madde Miktarları Kimyasal Madde Oluşan Çökelek Dönüşüm Katsayısı Al 2 (SO 4 ) 3 *18H 2 O Al(OH) 3 0,153 AlCl 3 Al(OH) 3 1,89 FeSO 4 *7H 2 O Fe(OH) 3 0,287 Fe 2 (SO 4 ) 3 Fe(OH) 3 0,399 FeCl 3 Fe(OH) 3 0,493 FeCl 3 *6H 2 O Fe(OH) 3 0,286 CaO CaCO 3 1,78 CaO CaSO 4 2,43 Ca(OH) 2 CaCO ,35 Ca(OH) 2 CaSO 4 1,84

34 BİYOLOJİK ÇAMURLAR Izgara Kum tutucu Ön Çökeltim Aktif Çamur Son Çökeltim Çürütücü üst suyu Anaerobik Atık Aktif Çamur Çürütme Su Alma Nihai Bertaraf

35 BİYOLOJİK ÇAMURLAR Izgara Kum tutucu Ön Çökeltim Damlatmalı Filtre Son Çökeltim Çürütücü üst suyu Anaerobik Filtre Humusu Çürütme Su Alma Nihai Bertaraf

36 BİYOLOJİK ÇAMURLAR Aktif çamur, damlatmalı filtre, dönen biyodiskler, Çamurun miktarı ve özellikleri içerisinde bulunan mikroorganizmaların matabolik ve büyüme hızlarına bağlıdır, Genellikle biyolojik çamurların yoğunlaştırılması ve susuzlaştırılması, ön çöktürme çamurları ve kimyasal çamurlardan daha zordur.

37 BİYOLOJİK ÇAMURLAR AKTİFİ ÇAMUR Uzun havalandırmalı A.Ç. sistemleri, Oksidasyon havuzları, Saf oksijenle çalışan sistemler, Mekanik havalandırmalı, Kontakt stabilizasyon, Tam karıştırmalı, vs.

38 BİYOLOJİK ÇAMURLAR ATIK AKTİFİ ÇAMUROLUŞUMUNU ETKİLEYENİ FAKTÖRLER Çamur yaşı ve F/M oranı Nitrifikasyonun ifik etkisi i Atıksu özellikleri Çözünmüş oksijen konsantrasyonu Sıcaklık

39 BİYOLOJİK ÇAMURLAR

40 BİYOLOJİK ÇAMURLAR

41 BİYOLOJİK ÇAMURLAR ÇAMUR MİKTARININİ HESAPLANMASI Q S 0 X 0 Ön. Çök kx 0 (1-h)S 0 hs 0 (1-k)X 0 Biyolojik Arıtma S=(1-i)hS 0 ihs 0 Son. ihs 0 Çök X f Y(1-i)hS 0 = X Çürütücü (1-k)X 0 -X f + X jkx 0 J(X 0 -X f + X)

42 BİYOLOJİK ÇAMURLAR S 0 X 0 = Giriş BOİ, (kg/gün) = Giriş A.K.M. (kg/gün) h = Ön Çök. Giderilemeyen BOİ (~0,7) i X f k = Biy. Arıtmada. Giderilemeyen BOİ (A.Ç. i=0,1; D.F. i=0,2) = Arıtma tesisi çıkışında A.K.M. (kg/gün) = Ön Çök. Giderilen AKM j = Çürümede ü bozunamayan katı madde (j=0,8) X Y = Biyolojik faaliyet sırasında üretilen net katı madde (kg/gün) = Biyolojik verim katsayısı ( X/ S) S = hs 0 -ihs 0 Y Y = 0,5 (Aktif Çamur Tesisleri İçin = 0,2 (Damlatmalı Filtre Tesisleri İçin)

43 ARITMA ÇAMURUNUN ÖZELLİKLERİ 1. Fiziksel Özellikler: Özgül Ağırlık: Birim hacimdeki çamur ağırlığının aynı hacimdeki suyun ağırlığına oranıdır. 1 litre çamur 1010 g geliyorsa özgül ağırlığı; S ç = 1010/1000 = 1.01 dir. Çamurlar değişik özgül ağırlıklardaki katı ve sıvılardan ibaret olduğundan çamur özgül ağırlığının hesaplanmasında; 1/S ç = Σ W i /S i ifadesi kullanılır. Burada; S ç = çamurun özgül ağırlığı W i =ikısmın ağırlığı S i =ikısmın özgül ağırlığı

44 ARITMA ÇAMURUNUN ÖZELLİKLERİ

45 ARITMA ÇAMURUNUN ÖZELLİKLERİ Çamurlar için hacim-kütle ilişkisi: Çamurdaki katı maddeler sabit ve uçucu katı maddelerden oluşuyorsa, çamur içindekii katı maddelerin özgül ağırlıkları; ğ (W s /S s * ρ w )=(W f /S f * ρ w )+(W v /S v * ρ w ) W s =katı maddelerin ağırlığı S s =katı maddenin özgül ağırlığı ρ w = suyun yoğunluğu W f = sabit (mineral) katı maddelerin ağırlığı S f = sabit katı maddelerin özgül ağırlığı W v = uçucu (organik) katı maddelerin ağırlığı S v = uçucu katı maddelerin özgül ağırlığı

46 ARITMA ÇAMURUNUN ÖZELLİKLERİ Çamurun Hacmi: V çamur =W s /(ρ w *S ç *P s ) W s =katı maddelerin ağırlığı S ç = çamurun özgül ağırlığı ρ w = suyun yoğunluğu P s = % katı maddeler

47 ARITMA ÇAMURUNUN ÖZELLİKLERİ Katı Madde İçeriği: Toplam katı maddeler = askıda+çözünmüş katı maddeler Çamurunsuluvekatı kısımları arasındaki ilişki katı madde konsantrasyonu olarak tanımlanır ve mg/l veya % katı madde olarak ifade edilir. Özgül ağırlığı 1 olan bir çamur için mg/l katı madde konsantrasyonu %1 KM yi ifade eder. Katı madde tayini buharlaştırma yöntemi ile gerçekleştirilir.

48

49 ARITMA ÇAMURUNUN ÖZELLİKLERİ Çökelme Özellikleri: Çökelme hızı çamurdaki katı madde konsantrasyonunun bir fonksiyonudur. Seyreltik çamurlar, konsantre çamurlara göre daha hızlı çökelirler. Aktif çamur tesislerinin işletilmesi sırasında çamurun çökelme özelliklerinin belirlenmesinde Çamur Hacim İndeksi (SVI) parametresi kullanılır. 1 gr kuru maddenin ml cinsinden işgal ettiği hacim olarak ifade edilir. SVI ml çamur *1000 = mg / L askida katı madde SVI < 100 iyi çökebilen çamur SVI > 100 problemli çamur

50 ARITMA ÇAMURUNUN ÖZELLİKLERİ Partikül Boyutu: Çamur 100 μm elek çok kolay çökebilir katılar (15 dakika floklaşma) 1 h çökelme kolay çökebilir katılar 1 μm membran 0,001 μm membran yarı kolliadal katılar (su almaya en dirençli grup) gerçek kolloidler çözünmüş katı maddeler ve su

51 ARITMA ÇAMURUNUN ÖZELLİKLERİ Çamurdaki suyun dağılımı: Serbest su: Çamur partiküllerine bağlı olmayıp graviteli çökelme ile kolayca ayrılır. Flok suyu: Floklar içinde hapsedilmiş su olup, yumakla birlikte hareket eder. Mekanik su alma işlemleri l i ilegiderilebilir. Kapiler su: Partiküller üzerinde bağlı halde bulunur ve partiküllerin sıkıştırılarakş deformasyonları sonucu uzaklaştırılabilir. ş Kimyasal bağlı su: Partikül içinde kimyasal olarak bağlanmış sudur.

52 ARITMA ÇAMURUNUN ÖZELLİKLERİ Çamurun akışkanlık özelliği (Rheology): Akışkanlık özelliğinin belirlenmesinde kullanılan viskozite parametresi, ş ğ p, akışkanın kayma gerilmelerine karşı gösterdiği direnç olarak tanımlanır.

53

54 ARITMA ÇAMURUNUN ÖZELLİKLERİ Atterberg limitleri: Zemin mekaniğinde çeşitli su muhtevalarında toprağın davranışlarını tanımlamak için kullanılır. Plastik limit: Plastik davranışı tanımlar Likit limit: Materyalin sıvı gibi davranışını tanımlar. Plastisite indeksi: Plastik limit ve likit limit arasındaki farkı ifade eder.

55 ARITMA ÇAMURUNUN ÖZELLİKLERİ 2. Çamurun Kimyasal Özellikleri Madde Ham Çamur Arıtılmış ş Çamur Değişim Ortalama Değişim Ortalama Toplam Kuru Madde Uçucu katılar tl % KM Gres, Yağ vb.%km Protein % KM Azot N %KM Fosfor P 2 O 5 %KM Potasyum K 2 O %KM Selüloz % KM Demir (sülfit hariç) PH değeriğ

56 ARITMA ÇAMURUNUN ÖZELLİKLERİ Çamurun Isıl Değeri: Çamurun tipine ve içeriğindeki uçucu katı madde muhtevasına bağlıdır. Çürümüş çamur, ham çamurdan daha düşük ısıl değere sahiptir. Çamurun yanabilmesi için genellikle yardımcı yakıtlar kullanılır (fuel-oil gibi).

57 ARITMA ÇAMURUNUN ÖZELLİKLERİ Çamurun Gübre Değeri: Gübre değeri çamurun ihtiva ettiği N,P,ve K miktarına bağlıdır. Bazı uygulamalarda bitkinin ihtiyacı olan nutrientlerin yeterli olmaması durumunda kimyasal gübre kullanımı gerekebilir.

58 ARITMA ÇAMURUNUN ÖZELLİKLERİ

59 ARITMA ÇAMURUNUN ÖZELLİKLERİ Çamurun Besin Değeri: Kurutulmuş aktif çamur yüksek oranda protein içerdiğinden hayvan yemine ilave edilerek değerlendirilebilir. ğ di il

60 ARITMA ÇAMURUNUN ÖZELLİKLERİ 3. Çamurun Biyolojik Özellikleri i Stabilizasyon işlemine alınmamış ham çamurda insan ve hayvanlarda çeşitli hastalıklara yol açabilecek, bakteri, virüs, protozoa ve helmint gibi parazitler ve parazitlerin kist ve yumurtaları bulunabilir. Bakteri Virüs Parazit Protozoa Helmint Salmonella spp Poliovirus Entamoeba Ascaris E.coli Echovirus Giardia Taenia Leptospira spp Adnovirus Shigella Reovirus Pseudomonas Rotavirus Yersinia Astrovirus Clostridium Calcivirus Listeria Parvovirus Mycobacterium Streptococcus Camphylobacter