ATIKSU ARITIMINDA TESİS TASARIMI

Transkript

1 ATIKSU ARITIMINDA TESİS TASARIMI BİRİNCİ KADEME (ÖN) ARITMA ve IZGARALAR Prof. Dr. Eyüp DEBİK

2 BİRİNCİ KADEME (ÖN) ARITMA Birinci kademe arıtma; Kaba maddelerin atıksulardan uzaklaştırılması, Askıda ve çökebilen maddelerin giderimi, Yağ ve gres gibi yüzeyde birikebilen maddelerin uzaklaştırılması, Akımın dengelenmesi ve debinin ölçülmesi gibi işlemleri kapsamaktadır. 2

3 BİRİNCİ KADEME (ÖN) ARITMA Birleşik veya ayrık kanalizasyon sisteminde pik yüklerin dengelenmesi farklılıklar gösterir. Birleşik sistemler daha büyük yük dalgalanmalarına yol açar. Dengeleme havuzu inşası veya atıksu toplama sisteminin ayrık sistem olarak tasarlanması gerekir. Bu durum; kum tutucudan sonraki ünitelerin daha verimli şekilde çalışabilmesi bakımından önem taşımaktadır. 3

4 BİRİNCİ KADEME (ÖN) ARITMA Arıtma tesislerinin planlanma ve boyutlandırılma safhalarında benzer tesislerin tasarım kriterleri dikkate alınmalı Atıksu birinci kademe arıtma prosesleri aşağıdaki şartları sağlayacak şekilde tasarlanmalıdır: Atıksuyun arıtma ünitelerinde, etkin ve verimli çalışması için uygun koşulların sağlanması, Tesiste ihtiyaç duyulan hidrolik bekleme süresinin kısaltılması, İnce ızgara ve elek sistemleri sayesinde çamur işleme ünitelerinin verimli çalışmasının sağlanması, Tesise giren inert maddelerin kum tutucular ile ayırımının sağlanması, Arıtma proseslerinin güvenli çalışması için gerekli şartların sağlanması, Ekipman ve donanımın korunmasının sağlanması 4

5 Izgaralar, atıksu içerisinde bulunan büyük parçaların; Pompa, Boru ve teçhizata zarar vermemesi, Daha sonra kullanılacak arıtma kısımlarına gelen yükün hafifletilmesi, Yüzücü maddelerin sudan ayrılması gibi amaçlar için kullanılır. IZGARALAR Izgaralar, atıksu arıtma tesisi girişlerine yerleştirilirler. Bir ızgara yapısını projelendirebilmek için; Izgaradan geçecek pik ve ortalama debiler, Izgara ya giriş yapan atıksu kanalı akar kotu bilinmelidir. 5

6 IZGARALAR Izgaraların tasarımında; 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 dikkate alınmalıdır. 6

7 Izgaralar; Kaba ızgara İnce ızgara olmak üzere iki çeşittir. Kaba ızgaralar; Arıtma tesisinin en başında 40 mm den iri maddelerin (çöp, naylon, ahşap malzeme v.b) mevcut mekanik ekipmanlara zarar vermemesi, Bu maddelerin boru hatlarında tıkanıklık oluşturmaması, Bu maddelerin tutulması ve uzaklaştırılması için kullanılırlar. 7

8 Kaba ızgaralar: Sabit çubuk ızgaralar; pompaların ve terfi merkezlerinin önünde Hareketli bant ızgaralar; çubuk ızgaraya göre daha küçük parçacıklar için Öğütücüler; kaba eleklerle birlikte kullanılırlar Çubuk ızgaralar, terfi merkezleri girişine yerleştirilirler. Atıksu arıtma tesisi girişinde kollektör akar kotları çok derinde (5,0 10,0 m) olabilir. Elle veya mekanik temizlemeli olabilirler. Büyük arıtma tesislerinde mekanik, küçük arıtma tesislerinde elle temizlemeli olanlar kullanılabilir. Kaba ızgaraların çubuk aralığı 30~50 mm olabilir. 8

9 9

10 10

11 11

12 12

13 13

14 14

15 15

16 16

17 Atıksularda kullanılacak ince ızgaralarda çubuk aralığı 10~30 mm alınabilir Bu tip ızgaralar mekanik olarak temizlenir. Izgarada tutulan katı maddeler zaman zaman otomatik olarak temizlenerek katı madde konteynerlerinde depolanır ve daha sonra uygun alanlara dökülür. 17

18 İnce ızgaralar; hareketli ve hareketsiz elekler şeklinde olabilir. Her iki tip ince elekte de, % oranında AKM ve BOI 5 giderimi sağlanır. Hareketsiz veya statik elekler dik, eğik veya yatay olarak monte edilirler. Hareketli elekler, çalışma sırasında sürekli olarak temizlenirler. Ayrıca bu sistemlerde, yağ giderimi ve çözünmüş oksijen değerlerinde yükselme sağlanır. Hareketli eleklerde, hareketsiz eleklere kıyasla yük kaybı daha düşük, fakat enerji gereksinimi daha yüksektir. 18

19 Mekanik düzeneklere sahip ince eleklerde ortaya çıkabilecek arızalara karşı, sistemde elle temizlemeli ızgara da düşünülmelidir. Elle temizlenenler; 1,7 m boyundaki bir adamın boyuna göre, tırmığı rahat çekmesi göz önünde tutularak, yatayla 35 ile 45 açı yapacak şekilde tasarlanabilirler. Mekanik ızgaralar ise 60 ile 80 açı ile düzenlenmektedir. 19

20 20

21 Elle ve mekanik temizlemeli çubuk ızgaralarda tasarım değerleri 21

22 İnce ızgaralarda tırmık sıyırma hızı: 0,10-0,15 m/s Tırmığın bir tur yapması (çalışma devresi), ızgara boyuna bağlı olarak : 2-5 dakika Mekanik temizlemeli ızgaralar genelde üç ana hareket mekanizmasından oluşmaktadır. Bunlar; Tırmığı yukarı-aşağı çalıştıran mekanizma, Aşağı giderken tırmığı ızgaradan uzaklaştıran mekanizma, Tırmık yukarı çıktığında üstündeki çöpleri konteyner veya banta doğru sıyıran mekanizmadır. 22

23 23

24 Izgara çubukları arasındaki hız; Ortalama su hızı : 0.75 m/s, Maksimum su hızı 1.25 m/s Daha büyük hızlar, çöpleri sürükleyeceği için istenmemektedir. Yaklaşım kanalındaki hız; Maksimum debi için : <1 m/s Minimum debi için : >0.3 m/s (çökelme olmaması için) Büyük tesislerde bir tek ızgara kanalı yerine daha fazla ızgara kanalı planlanmalıdır. Izgara kanalının minimum genisligi, 60 cm olmalıdır. 24

25 Izgaraların giriş-çıkış su seviyeleri arasındaki fark belirli bir değere (mesela cm) ulaştığı zaman temizlenmelidir. Ancak seviye farkı bu değere ulaşıncaya kadar uzun bir süre geçerse, çöpler kuruyarak otomatik temizleme düzeneğinde soruna yol açabilir. Bu yüzden, ızgaraların temizleyicileri hem seviye farkına hem de zaman aralığına göre devreye girmelidir. Oluşan atık : 0,015 m 3 atık/ 1000 m 3 evsel atıksu 25

26 Çubuk ızgaralarda kanal genişliği; B = W * n + b * (n+1) formülü ile hesaplanmaktadır. Burada; B, kanal genişliği, W, ızgara çubuğu genişliği b, ızgara çubukları arası mesafedir. 26

27 Kaba ızgaralarda yük kaybı hesaplarında, ızgaraların temizliğine bağlı olarak aşağıdaki formüller kullanılmaktadır: (1) Temiz veya kısmen tıkanmış ızgaralarda: (2)Temiz ızgaralarda: 27

28 Burada: h l : ızgara boyunca yük kaybı, m V, v : ızgara boyunca ve ızgara öncesi kanalda hız (V>v), m/sn g : yerçekimi ivmesi, 9,81 m/sn 2 W : ızgara çubuğunun akıntıya dik istikametteki en büyük kalınlığı, m b : ızgara çubukları arası en küçük mesafe, mm h v : ızgara yaklaşım kanalındaki hız yüksekliği, m θ : ızgara çubuklarının yatay düzlemle yaptığı açı ß : ızgara şekil katsayısıdır. 28

29 Temiz çubuk ızgaralarda ızgara şekil katsayıları 29

30 (3) İnce ızgaralarda yük kaybı: Burada: Q : ince ızgara boyunca debi, m 3 /sn A : suya dalmış etkili alan, m 2 C : debi katsayısı, (temiz çubuk için C=0,60) 30

31 31

32 32

33 33

34 34

35 Kanal sayısının belirlenmesi Büyük tesislerde bir tek ızgara kanalı yerine daha fazla kanal düşünülmelidir. Izgaraların yedekli yapılması faydalıdır. Arıza sırasında yedek devreye girer. Her iki ızgara maksimum debiye (pik debiye) göre boyutlandırılmalıdır. Giriş ve çıkış yapıları, hidrolik yük kayıplarını azaltmak için, genişleyen ve daralan koni biçiminde yapılmalıdır. Yedek kanalı olmayan ızgaralarda bir yanal taşkın kanalı bulunmalıdır. Bu taşkın kanalının tabanı maksimum su seviyesi hizasında olmalıdır. Atıksu arıtma tesisleri giriş yapılarında bulunan ızgaralarda taşma olasılığına karşın bir rezerv alan bulunmalıdır. Giriş kanalları, debiyi eşit dağıtacak şekilde tasarlanmalıdır. Izgara kanalı akar kotu, atıksu ana toplayıcısı akar kotundan 75 mm-150 mm daha aşağıda olmalıdır. 35

36 Döner elek tipi (mikroelekler), çubuk ızgaraya göre çok daha küçük (<1 mm) parçacıkların uzaklaştırılmasında kullanılır. Düz, sepet, kafes ve disk tiplileri vardır. Izgaralar kanaldan çıkartılarak temizlenip yerine takılırlar. Tasarımları ince ızgaralara benzemektedir. Uzaklaştırılacak maddelerin boyutuna bağlı olarak çubuk aralıkları, 3-20 mm arasında olabilir. 36

37 Öğütücüler, kaba eleklerle birlikte kullanılırlar ve ızgaralarda tutulan katı maddeleri öğütürler. Dönen veya titreşen bir merdane üzerinde kesme dişleri veya doğrama kısımları vardır. Öğütücüler tamamen batmış konumdadır. 37

38 Ayrıca bir kısım katı maddelerin ızgara ile toplanması arıtma tesisine giren katı madde yükünü de azaltır. Paçavraların çalkalanma hareketinde (kum tutucu ve havalandırmada) ipliksi maddelerle tekrar birleşerek pompa pervanelerinde, çamur borularında, ısı değiştiricilerde ve difüzörlerde probleme neden olmaları, öğütücüler için bir dezavantajdır. 38

39 Öğütücülerin kullanımı özellikle pompa istasyonlarında, pompaların korunması açısından bir avantajdır. Soğuk iklimlerde öğütücülerin kullanımı donma tehlikesini önler. Öğütücü, üstü bıçaklı dönen bir merdaneden (küçüklerde 6mm, büyüklerde 10mm aralıklı) oluşmuştur. Kaba tanecikler merdane üstündeki bıçakla parçalanır, alt kısma geçer buradan sifonla çıkış borusuna geçer. 39

40 Öğütücü şematik görünümü 40

41 41