ATIKSU ARITMA TESİSLERİ TASARIM ESASLARI

Transkript

1 ATIKSU ARITMA TESİSLERİ TASARIM ESASLARI Prof. Dr. İsmail KOYUNCU İstanbul Teknik Üniversitesi Çevre Mühendisliği Bölümü

2 ATIKSU ARITMA TESİSLERİNİN TASARIMINDA VE İNŞAASINDA YARARLANILAN STANDARTLAR VE KAYNAKLAR

3 ATIKSU ARITMA TESİSLERİ TASARIM REHBERİ Bölüm 1 Giriş Bölüm 2 Atıksu Arıtma Tesislerinin Planlama, Tasarım ve İnşaatı ile İlgili Genel İhtiyaçlar ve Şartlar Bölüm 3 Atıksu Arıtma Tesislerinin Tasarımı İçin Gerekli Veriler Bölüm 4 Atıksu Arıtımında Sistem Seçimi Esasları Bölüm 5 Birinci Kademe (Ön) Arıtma Bölüm 6 Biyolojik Arıtma Bölüm 7 Kimyasal Çöktürme ile Fosfor Giderimi Bölüm 8 Atıksu Filtrasyonu Bölüm 9 Dezenfeksiyon Bölüm 10 Çamur Arıtma ve Uzaklaştırma Bölüm 11 Tesis Yerleşimi ve Yardımcı Tesisler Bölüm 12 Atıksu Arıtma Sistemlerinde Borulama Bölüm 13 Proses Kontrolu ve Otomasyon Bölüm 14 Atıksu Arıtma Tesislerinde Koku Kontrolu Bölüm 15 Atıksu Arıtma Sistemlerinde Güvenlik Kuralları Bölüm 16 Küçük Arıtma Sistemleri

4 ATIKSU ARITMA TESİSLERİNİN TASARIMINDA VE İNŞAASINDA YARARLANILAN STANDARTLAR VE KAYNAKLAR

5 ATIKSU ARITMA TESİSLERİ NORM REHBERİ 1. ATIKSU ARITMA TESİSLERİNİN SAĞLAMASI GEREKEN ŞARTLAR 2. IZGARA VE ELEKLER 3. POMPA İSTASYONLARI 4. KUM VE YAĞ TUTUCULAR 5. DEBİ ÖLÇÜMÜ BİRİMLERİ 6. ÖN ÇÖKELTİM HAVUZLARI 7. SON ÇÖKELTİM HAVUZU GİRİŞ VE ÇIKIŞ YAPILARI 8. AKTİF ÇAMUR SİSTEMLERİ 9. LAGÜNLER 10.BİYOFİLM SİSTEMLERİ 11. FİLTRASYON 12. OLGUNLAŞTIRMA HAVUZLARI 13. YOĞUNLAŞTIRMA 14. HAVASIZ ÇAMUR ÇÜRÜTME 15. MEKANİK ÇAMUR SUSUZLAŞTIRMA 16. YERİNDE ARITMA SİSTEMLERİ

6 ATIKSU ARITMA TESİSLERİNİN TASARIMINDA VE İNŞAASINDA YARARLANILAN STANDARTLAR VE KAYNAKLAR TASARIM KAYNAKLARI German Association for the Water Environment (ATV) (DWA) Metcalf Eddy (2013) Wastewater Engineering Qasım (1999) Wastewater Treatment Plants STANDARTLAR VE NORMLAR German Institute for Standardization (DIN) British Standards Institution (BSI) Association Française de Normalisation (AFNOR) Türk Standartları Enstitüsü (TSE) Ten State Standards for Wastewater Facilities

7 ATIKSU ARITMA TESİSLERİNİN TASARIMINDA VE İNŞAASINDA YARARLANILAN STANDARTLAR VE KAYNAKLAR

8 ATIKSU ARITMA TESİSLERİNİN TASARIMINDA VE İNŞAASINDA YARARLANILAN STANDARTLAR VE KAYNAKLAR

9 ATIKSU ARITMA TESİSLERİNİN TASARIMINDA VE İNŞAASINDA YARARLANILAN STANDARTLAR VE KAYNAKLAR

10 ATIKSU ARITMA TESİSLERİNİN TASARIMINDA VE İNŞAASINDA YARARLANILAN STANDARTLAR VE KAYNAKLAR

11 ATIKSU ARITMA TESİSLERİNİN TASARIMINDA VE İNŞAASINDA YARARLANILAN STANDARTLAR VE KAYNAKLAR

12 ATIKSU ARITMA TESİSLERİNİN TASARIMINDA VE İNŞAASINDA YARARLANILAN STANDARTLAR VE KAYNAKLAR

13 ATIKSU ARITMA TESİSLERİNİN SAĞLAMASI GEREKEN ŞARTLAR Genel Şartlar (DIN , TSE ) İlgili ulusal mevzuat sağlanmalıdır. Deşarj standartları sağlanmalıdır. Bütün debilerde, istenen arıtma şartları elde edilebilmelidir. Çalışanların güvenliği sağlanmalıdır. Koku, gürültü ve toksisite, aerosoller ve köpük gibi rahatsızlık veren hususlarla, ilgili şartlara uyulmalıdır. Çalışan personele yönelik tehlikeler en aza indirilmelidir. Uzun dönem yapısal ve mekanik tesisat servis ömrü şartları sağlanmalıdır. Bütün yapılarda sızdırmaz sağlanmalıdır. İşletme ve bakım için gerekli önlemler alınmalıdır. Tesisin gelecekteki gelişmesi ve genişletilmesi için gerekli önlemler alınmalıdır. Tesis güvenliği en üst seviyede olup, riskler ve arızalar azaltılmalıdır. Tesisin ilk yatırım ve işletme maliyeti kabul edilebilir değerlerde olmalıdır. İnşaat ve işletme esnasında, enerji tüketimi izlenmelidir. Atık malzemelerin tekrar kullanılabilecekleri veya güvenli bir şekilde bertaraf edilebilecekleri ortamlar hazırlanmalıdır. Atık miktarları mümkün olduğunca azaltılmalıdır. Ortama zarar vermeyecek şekilde atık nitelikleri iyileştirilmelidir.

14 TASARIM İLE İLGİLİ ŞARTLAR Bir atıksu arıtma tesisinin tasarımı esnasında, aşağıdaki genel şartların dikkate alınması gerekmektedir: (DIN , TSE ) Arıza yapabilecek mekanik ekipmanlar (pompalar veya kompresörler gibi) yedekli olarak teçhiz edilmelidir. Bakım onarım sırasında, devreye girebilecek paralel birimler olmalı veya kanal/boru hattı ile yedeklenmesi mümkün olmalıdır. Arıtma tesisi girişlerindeki debiyi sınırlandırmak için uygun bir tertibat olmalıdır (Dengeleme tankları bu maksatla kullanılabilir). Enerjide uzun süreli kesinti olduğunda, acil durum güç üniteleri veya arıza sırasında yeterli enerjiyi karşılayabilecek eş değer bir tesisat olmalıdır (Örneğin mevcut taşınabilir bir güç kaynağına kolaylıkla bağlantı sağlayabilen düzenek gibi). Acil durum güç kaynağı, en azından ölçme ve kontrol sistemi, pompalar ve havalandırma ekipmanları için gerekli olan enerjiyi sağlayabilmelidir. Her bir birimden numune alabilecek gerekli tertibat kurulmalıdır. Tasarım, etkili bir işletme için gerekli tüm bilgileri (debiler, seviyeler, basınçlar, sıcaklıklar, çözünmüş oksijen konsantrasyonu, ph değerleri ve diğer konsantrasyonlar vb) içermelidir. Tasarım, temizlik, bakım ve onarım gibi faaliyetlerin kolay ve güvenli bir şekilde gerçekleştirilebilmesine imkân vermelidir.

15 İNŞAAT İLE İLGİLİ ŞARTLAR (DIN , TSE ) Yapılacak bütün yapılar, işletme, bakım ve onarım sırasında, Donanımın sebep olduğu su basınçları ve dinamik kuvvetler v.b. yükleri taşıyabilmelidir. Atıksudan, çamurdan, hava ve gaz bileşenlerinden, sıcaklıktan ve sıcaklık değişimlerinden kaynaklanan kimyasal ve biyolojik zararlı etkilere karşı dirençli olmalıdır. Taşkınlara karşı korumalı olmalıdır. Tehlikeli Kimyasal Maddeler ve Yakıtlar İçin Depolama; Tehlikeli sıvı kimyasal maddelerin veya yakıtların depolanacağı veya taşınacağı yerlerde, sızıntı durumunda çevreye olumsuz etkisini önlemek için düzenlemeler yapılmalıdır, Ulusal mevzuat ve ilgili standartlar (DIN ve TSE ) daki şartlar dikkate alınmalıdır, Gerekli emniyet tedbirleri (örneğin, çift duvarlı tank, taşma havuzu, sızıntı algılayıcıları gibi) depolanacak hacimlere ve muhtemel risklere bağlı olacaktır, Birbirleriyle etkileşimleri sonucunda tehlikeli karışımlar oluşturabilecek veya diğer tankların malzemelerine zarar verebilecek kimyasal maddeleri ihtiva eden tanklar tek bir tahliye tertibatını kullanmamalıdır.

16 SKKY Evsel Atıksu Arıtma Deşarj Standartları Parametre, 2 saatlik 24 saatlik Konsant. Kompozit Kompozit BOİ 5 mg/l a a AKM mg/l a a KOİ mg/l a a ph birim 6~9 6~9 a Nüfus arttıkça azalır

17 Kentsel Atıksu Yönetmeliği (*)Ötrofikasyona tabi hassas alanlara kentsel atık su arıtma tesislerinden boşaltmalar için şartlar. Yerel şartlara bağlı olarak parametrelerin biri yada ikisi birden uygulanabilir. Konsantrasyon değerleri yada azalma yüzdeleri uygulanacaktır. Parametreler Konsantrasyon Minimum arıtma verimi, % BOİ 5 25 mg/l KOİ 125 mg/l 75 AKM 35 mg/l 90 Toplam Azot (*) 15 mg/l (N= ) 10 mg/l (N> ) Toplam Fosfor(*) 2 mg/l (N= ) 1 mg/l (N> ) 80

18 Atıksu Arıtma İşlemleri Askıda Katı Maddeler Çöktürme Izgaradan geçirme veya öğütme Süzme Yüzdürme Kimyasal madde ilavesiyle yumaklaştırma-çöktürme Doğal sistemler (sulakalan, arazide arıtma) Uçucu organikler Hava ile sıyırma Gas arıtma Karbon adsorpsiyonu

19 Atıksu Arıtma İşlemleri (devam) Ayrışabilir Organik Maddeler Aktif Çamur Sistemleri Damlatmalı Filtreler Biyodiskler Stabilizasyon havuzları Havalandırmalı Havuzlar Anaerobik arıtma Doğal sistemler (Arazide arıtma) Fizikokimyasal arıtma Kesikli kum filtreleri

20 Atıksu Arıtma İşlemleri (devam) Patojenler Klorlama Ozonlama UV radyasyonu Doğal sistemler

21 Atıksu Arıtma İşlemleri (devam) Azot - nutrient Askıda çoğalan sistemlerde nitrifikasyon-denitrifikasyon Biyofilm sistemlerinde nitrifikasyon/denitrifikasyon Amonyak sıyırma İyon değiştirme Kırılma noktası klorlaması Doğal arıtma

22 Atıksu Arıtma İşlemleri (devam) Fosfor - nutrient Metal tuzlarıyla çöktürme Kireçle çöktürme Biyolojik fosfor giderimi Biyolojik-kimyasal fosfor giderimi Doğal sistemler Azot ve fosforun birlikte giderilmesi Biyolojik nutrient giderimi sistemleri

23 Atıksu Arıtma İşlemleri (devam) Kalıcı organikler Karbon adsorpsiyonu İleri ozonlama Doğal sistemler Ağır metaller Kimyasal çöktürme İyon değişimi Doğal sistemler Çözünmüş organik maddeler İyon değişimi Nanofiltrasyon Ters osmoz Elektrodiyaliz

24 Arıtma Seviyeleri İlk arıtma Arıtma tesisine zarar verebilen iri madde, kum, yüzücü madde gibi maddelerin tutulduğu ızgara, kum tutucu gibi birimler ile dengeleme havuzu, debi ölçümü gibi ek birimlerin oluşturduğu kısım Birincil arıtma Askıda madde ve organik maddelerin bir kısmının giderildiği, genellikle ön çöktürme havuzundan meydana gelen kısım Gelişmiş birincil arıtma Askıda ve organik maddelerin daha ileri seviyede giderilmesi. Kimyasal medde ilave çöktürme veya filtrasyon ile sağlanır.

25 Arıtma Seviyeleri İkincil arıtma Ayrışabilir, karbon esaslı organik maddelerin ve askıda maddelerin giderildiği arıtma kademesi. Genellikle biyolojik arıtma (aktif çamur, biyofilm sistemleri, lagün sistemleri, doğal arıtma ) prosesleri kullanılır. Dezenfeksiyon, ikincil arıtmanın bir parçası olarak kabul edilir. Besi maddesi (nutrient) gideren ikincil arıtma Ayrışabilir organik madde ve askıda maddenin yanısıra besi maddelerinin de (azot ve fosfor)giderildiğiarıtma seviyesi

26 Arıtma Seviyeleri Üçüncül arıtma İkincil arıtma ile giderilemeyen askıda ve organik maddelerin daha ileri seviyede giderilmesi. Mikroelek veya filtrasyon ile sağlanır. Dezenfeksiyon ve besi maddesi giderimi de çoğunlukla üçüncül arıtma olarak tanımlanır. İleri arıtma Normal biyolojik arıtma ile giderilemeyen askıda ve organik maddelerin, suyun geri kazanılması maksadıyla daha ileri seviyede giderilmesi.

27 Aktif Çamur Prosesi

28 Atıksu Arıtma Tesisi Tasarım Faaliyetleri Ön Etüd Raporu Fizibilite Raporu Kavramsal Tasarım Raporu (Avan Proje) Uygulama Projesi İş Sonu (As-Built) Projeleri

29 Tasarım Faaliyetleri Ön Etüd Raporu Proje fikri ya da fikirlerinin kapsamlı bir fizibilite etüdü gerektirip gerektirmediği, Hangi konuların (Örneğin teknoloji, deşarj standartları, yatırım maliyetleri vb.) daha dikkatli bir araştırma ve inceleme gerektirdiği, Arıtma tesisine bağlı nüfus/eşdeğer nüfus ve debinin yaklaşık değerleri, Arıtma alternatifleri ve proses akım şemaları ve parametrik değerlendirme/mukayese tablosu, Takribi alan ihtiyacı ve muhtemel yer alternatifleri, muhtemel yer, teknoloji ve maliyetlerle ilgili takribi görüş ve tahminler

30 Tasarım Faaliyetleri Fizibilite Raporu Fizibilite raporu kesin veya avan projenin hazırlanmasından önce yapılan teknik, ekonomik ve mali etütlerdir.

31 Tasarım Faaliyetleri Fizibilite Raporu Mevcut durum tespiti Ekonomik durum ve maddi kaynaklar Finansman imkan ve kaynakları: Öz kaynak, hibe, kredi Kurumsal yapı: örgütlenme ve eleman kalitesi Atıksu arıtma sistemi alternatiflerinin belirlenmesi Deşarj ve/veya yeniden kullanım seçenekleri Arıtma tesisi için proses/teknoloji alternatifleri Arıtma ihtiyaçları (her parametre için) Proses alternatiflerinin kavramsal tasarımı ve maliyet mukayesesi En uygun sistemin seçimi Seçilen sistemin kavramsal tasarımı ve maliyet tahmini

32 Tasarım Faaliyetleri Fizibilite Raporu Bu kapsamda arıtma tesisi kavramsal tasarım projesinin yapılması ile coğrafi konum ve bilgiler, enerji temini, ulaşım durumu, taşkın riski, inşa maliyeti, arazi/zemin ıslah maliyeti, gelecekte tesisin genişletilebilme imkânları vb. hususların belirlenmesi Detaylı maliyet analizi (ilk yatırım ve işletme/bakım maliyetlerinin ±%20-30 yaklaşımla tahmini) Finans kaynakları ve en uygun finansman seçeneğinin belirlenmesi (Öz kaynaklar, Dünya Bankası, Avrupa Yatırım Bankası, İller Bankası kredisi, Dünya Bankası, Avrupa Yatırım Bankası, İslam Kalınma Bankası, AB Fonları, Uluslararası/Ulusal hibeler, vb) Tarife önerisi (halkın ödeme kapasitesi ve istekliliği de dikkate alınarak uygun tarife önerisi sunulması)

33 Tasarım Faaliyetleri Fizibilite Raporu içeriği Yönetici Özeti Rapordaki terimler, kısaltmalar Tablo, Şekil, Çizim ve Ekler Listesi Çalışmanın amacını anlatan bir giriş Tasarım kriter ve ihtiyaçları Proses teknolojisi/proses seçenekleri Teknik, mali ve ekonomik analizler Sonuçlar ve alınan kararlar Nihai çözümle ilgili tavsiyeler Faydalanılan kaynaklar Ekler (varsa)

34 Tasarım Faaliyetleri Kavramsal Tasarım (veya bazı hallerde Avan Proje) Fizibilite çalışması sonucunda karar verilen arıtma prosesi için kavramsal tasarım projesi hazırlanır. Kavramsal tasarım, Fizibilite Raporu nda seçilen en uygun prosesin Teknik Raporu ile avan proje veya prensip projesini içermelidir. Kavramsal proje veya prensip projesi genelde, tesis yerleşim planı, borulama planı, hidrolik profil, P&I Diyagramı ile bazı yapı ve ünitelerin 1/100~1/200 ölçekli prensip çizimlerini içerir. Ancak bazı durumlarda kavramsal proje yerine, avan proje detayında proses ve mimari çizimleri (betonarme hariç) de istenebilmektedir.

35 Tasarım Faaliyetleri Kavramsal Tasarım (veya bazı hallerde Avan Proje) Teknik Rapor Mühendislik Hesapları Proses Hesapları Hidrolik Hesaplar İlk Yatırım ve İşletme Maliyeti Atıksu Arıtma Tesisi Skada ve Otomasyon Bilgileri Kullanılacak Mekanik Ekipman Bilgileri İşletme ve Bakım Talimatları Planlama Dokümanları Çevre Düzeni, Havza Koruma veya (varsa) Nehir Havzası Yönetim Planları Atıksu arıtma tesisi yerinin vaziyet planı Atıksu arıtma tesisinin yerleşim planı Hidrolik profil P&I Diyagramı Tesis birimlerinin plan ve kesitleri

36 Tasarım Faaliyetleri Uygulama Projesi Kavramsal tasarım (veya avan proje) projesinin onaylanmasının ardından, uygulama projesi yapılır. İdareler, uygulama projesini kendileri hazırlayarak veya hazırlatarak inşaat ihalesine bu uygulama projesi ile çıkabilirler. Bir diğer alternatif ise işin kavramsal tasarım projesi üzerinden ihale edilmesi ve inşaat işini alan firmanın uygulama projesini gerçekleştirmesidir. Uygulama projesinde, proses hesapları ve çizimlere ilave olarak, elektrik, otomasyon, mekanik ve betonarme hesap ve çizimleri de bulunmalıdır.

37 Tasarım Faaliyetleri Uygulama Projesi Açıklama Raporu Ek Dökümanlar Keşif, Metraj ve İhale Dosyaları

38 Tasarım Faaliyetleri Uygulama Projesi Açıklama Raporu Bu raporda, arıtma tesisini oluşturan her bir ünitenin boyutlandırılma ve projelendirilme esasları, bu sırada yapılan kabuller, kabullerin dayandırıldığı kaynaklar ve işletilme şartları ve hizmet gerekçeleri açıklanmalıdır. Betonarme ve elektrik - mekanik hesaplamalar da ayrıca verilmelidir.

39 Tasarım Faaliyetleri Uygulama Projesi Ek Dökümanları Bölgesel konum planları Genel yerleşim planı Borulama planı Hidrolik profil P&I diyagramı Tesisin ve her bir ünitenin mimari plan ve kesitleri : 1/100 veya 1/50 ölçekli Üniteleri yeteri derecede tanımlayacak mimari detaylar: 1/20, 1/5, veya 1/1 ölçekli Tesis yerinin tesviye edilmiş tesviye eğrili haritası ve buna dayalı kazı ve dolgu planları ve kesitleri: 1:500 veya 1:100 ölçekli Arıtma tesisi yeri ve ünitelerinin yeraltı suyu ve temel (zemin) drenaj planları ve bunların tahliye ayakları plan ve kesitleri (Drenaj Projesi): 1/50 ölçekli

40 Tasarım Faaliyetleri Uygulama Projesi Ek Dökümanları Kalıp ve donatı planları: 1/100 veya 1/50 ölçekli, inşaatın projesine uygun yapılabilmesi için kâfi miktarda ve sayıda noktasal detay resimleri 1)Perde, kolon, köşe donatısı detayları (1:50-1:25 ölçekli), 2)Çatı döşemesi donatı detayları (1:50-1:25 ölçekli), 3)Temel donatı planı ve kesitleri (1:50 ölçekli), 4)Perde betonu donatı detayları (1:25), 5)Kiriş ve delik donatı detayı (1:25), 6) Donatı metraj listesinden oluşabilir. Mekanik donanım planları: 1/25 ölçekli kullanılan bütün ekipmana ait plan ve detaylar Arıtma Tesisi yardımcı ünitelerinin ve gerekirse çevreyi kapsayan elektrik ve aydınlatma projeleri Zemin sondaj kuyularının röperli haritaları ve logları İdarece gerekli görülen diğer plan, kesit, görünüş, detay, hesap ve bilgiler (içme suyu, atıksu, yağmursuyu şebekeleri v.b.)

41 a) Metraj Tasarım Faaliyetleri Keşif, Metraj ve İhale Dosyaları Projede yer alan farklı yapıların her birisi için ayrı ayrı metraj listeleri hazırlanacaktır. Metraj listelerinde, işin tamamlanması için gereken iş kalemleri birim fiyat poz no.larına göre sıralanmalıdır.

42 Tasarım Faaliyetleri Keşif, Metraj ve İhale Dosyaları b) Keşif Analize esas rayiçler, projenin idare ye verildiği yıla ait olacaktır. Çevre ve Şehircilik Bakanlığı ve ilgili idarece geçerli kabul edilen diğer kuruluşların rayiç, analiz ve birim fiyatları kullanılacaktır. Birim fiyatları bulunmayan iş cinsleri için % 25 oranında yüklenici kârı ve genel masraf karşılığı düşünülerek gerekli pozların analizi yapılacaktır. Hesap sonuçları yuvarlatılır. Keşif cetvelleri metrajlar esas alınarak hazırlanır. Keşif cetvellerinde poz.nosu, kısaca işin tanımı, ölçü birimi, miktarı, birim fiyatı, tutarı gösterilir. Keşif cetvellerine, gerekirse belgelendirilmiş kamulaştırma bedelleri ilave edilir. Ayrıca keşif özeti verilir. Fiyat farklarının verilip verilmeyeceği, verilecek ise verilme şartları açıklanmalıdır.

43 Tasarım Faaliyetleri Keşif, Metraj ve İhale Dosyaları c) İhale Dosyaları İnşaat ihalesine esas teklif alma şartnamesi, sözleşme gibi standart dokümanlar idare ce yükleniciye verilir. Yüklenici (müteahhit veya proje birimi), özel teknik şartnameleri, standartları, malzeme listelerini v.b. dokümanları hazırlayacaktır.

44 Tasarım Faaliyetleri İş Sonu (As-Built) Projeleri Uygulama projeleri, idareye onaylattırıldıktan sonra uygulamaya aktarılır. Uygulama sırasında projede yapılan zorunlu değişiklikler projeye işlenmelidir. Uygulama sırasındaki değişikliklerin işlendiği nihai projelere, İş sonu (As- Built) projeleri adı verilir.

45 Atıksu Arıtma Tesisi Tasarım Adımları Yer seçimi ve arıtılmış suyun deşarj noktasının belirlenmesi Nüfus ve debi hesabı Sistem seçimi Proses hesapları Vaziyet planı Borulama planı Hidrolik hesaplamalar ve hidrolik profil P&I diyagramı

46 AMBARLI

47 PARİS AAT

48

49

50 Tipik proje süreleri Tesis Proje süresi, yıl Kanalizasyon 20~40 Terfi merkezleri Yapılar 20~40 Pompa ve ekipman 10~25 Arıtma tesisleri Arıtma yapıları 20~40 Ekipman 10~20 Boru ve kanallar 20~40

51 SISTEM SEÇIMI 51

52 Kanalizasyon Sistemi Bulunan Yerlerde Uygulanacak Teknik Esaslar Nüfusun <2000 Arasında Olduğu Yerlerde Uygulanacak Teknik Esaslar 52 Kişi başına 8-15 m 2 Mevcut alan Kişi başına 1 m 2 den az r Kişi başına 2-5 m 2 Basit arıtma Karışık sistemler: -Stabilizasyon havuzları -Havasız reaktör + biyodisk -Havasız reaktör + yapay sulak alanlar -Havasız reaktör + stabilizasyon havuzları -Biyodisk + stabilizasyon havuzları -Havalandırmalı lagün + stabilizasyon havuzu -Yapay sulak alanlar Teknoloji yoğun arıtma + ileri arıtma (gerekli ise) Geçirimli zemin Evet Sızdırma veya kum filtreler Hayır Stabilizasyon havuzları veya yapay sulak alanlar

53 Kanalizasyon Sistemi Bulunan Yerlerde Uygulanacak Teknik Esaslar Nüfusun Arasında Olduğu Yerlerde Uygulanacak Teknik Esaslar Kentsel atıksuların arıtılması yönetmeliğine göre, nüfusun arasındaki toplama alanlarında atıksuyun tatlı sulara ve haliçlere deşarj edilebilmesi için ikincil arıtma ya da eşdeğer bir arıtmaya tabi tutulması gerekmektedir. Bu nüfus aralığında uygulanacak arıtma teknikleri, küçük atıksu arıtma teknikleri sınıfına girmektedir nüfus aralığında, nüfus aralığında belirtilen arıtma yöntemleri kullanılabilir. Yer probleminin olduğu durumlarda, konvansiyonel aktif çamur sistemleri ve modifikasyonları, arazinin yeterli olduğu yerlerde ise doğal arıtma tercih edilebilir. 53

54 54 Kanalizasyon Sistemi Bulunan Yerlerde Uygulanacak Teknik Esaslar Nüfusun Arasında Olduğu Yerlerde Uygulanacak Teknik Esaslar Bu şekilde, uygun verimde organik karbon giderimi ve/veya nitrifikasyon sağlanabilmektedir. Karbonlu organik maddelerin % oranında giderimi mümkün olurken, nütrient giderme verimleri, % aralığında değişmektedir. Evsel atıksulardan organik karbon giderimi ile birlikte nitrifikasyon (amonyum azotu oksidasyonu), havalı (oksijenli) ortamda eş zamanlı olarak sağlanabilir. Öncelikle tasarım aşamasında, nitrifikasyon için emniyetli havalı çamur yaşı seçimi ile amonyum azotu oksitlenmiş azot formlarına dönüştürülür.

55 55 Kanalizasyon Sistemi Bulunan Yerlerde Uygulanacak Teknik Esaslar Nüfusun Arasında Olduğu Yerlerde Uygulanacak Teknik Esaslar Nitrifikasyon prosesi ile birlikte aynı koşullarda organik karbon giderimi de sağlanmaktadır. Çamur yaşının belirli seviyede seçilmesi ile (θc 10 gün) sadece organik karbon giderimi de sağlanabilir. MBR sistemleri de, bu nüfus aralığında kullanılabilecek arıtma alternatifleri arasındadır.

56 56 Kanalizasyon Sistemi Bulunan Yerlerde Uygulanacak Teknik Esaslar Nüfusun Arasında Olduğu Yerlerde Uygulanacak Teknik Esaslar

57 Kanalizasyon Sistemi Bulunan Yerlerde Uygulanacak Teknik Esaslar Nüfusun Arasında Olduğu Yerlerde Uygulanacak Teknik Esaslar 57

58 Kanalizasyon Sistemi Bulunan Yerlerde Uygulanacak Teknik Esaslar Nüfusun den Büyük Olduğu Yerlerde Uygulanacak Teknik Esaslar Nüfusun den fazla olduğu yerlerde, bölgenin az hassas, normal veya hassas alan olması durumlarına göre uygulanabilecek arıtma alternatifleri farklıdır. Kentsel atıksuların arıtılması yönetmeliğine göre, nüfusun den fazla olan toplama alanlarından yapılan bütün deşarjlar için ikincil arıtma ya da eşdeğer bir arıtma gerekmektedir. Az hassas alanlarda, kapsamlı araştırmalar neticesinde derin deniz deşarjlarının çevreyi olumsuz yönde etkilemeyeceğinin kanıtlanması durumunda, mekanik (ilk) birincil arıtımdan daha düşük olmamak şartıyla (ızgara ve havalandırmalı kum tutucu) derin deniz deşarjı yapılabilir. Nüfusun nin üzerine çıktığı yerlerde, birincil arıtmaya kimyasal takviyeli ön çöktürme havuzu ilave edilebilir. 58

59 Kanalizasyon Sistemi Bulunan Yerlerde Uygulanacak Teknik Esaslar Nüfusun den Büyük Olduğu Yerlerde Uygulanacak Teknik Esaslar Normal alanlarda, nüfusun den büyük olduğu yerlerde, hassas alan sınırları içinde yer almasalar dahi ileride hassas alan sınırları içinde kalabilecekleri göz önünde bulundurularak, arıtma tesisleri biyolojik azot ve/veya fosfor giderimini içerecek şekilde tasarlanmalıdır nüfus aralığında önerilen arıtma sistemleri normal alanlarda kullanılabilir. Ayrıca, ve üzerinde nüfusa sahip yerleşim alanlarından normal su alanlarına yapılacak deşarjlarda, ikincil arıtmaya aşağıda teknik özellikleri belirtilen azot giderimi yöntemleri de ilave edilmelidir. Ayrıca, yapılacak analiz ve teknik çalışmalar neticesinde gerekli görülen yerlerde, fosfor giderimi de istenebilir. 59

60 Kanalizasyon Sistemi Bulunan Yerlerde Uygulanacak Teknik Esaslar 60 Nüfusun den Büyük Olduğu Yerlerde Uygulanacak Teknik Esaslar Hassas alanlarda, karbon giderimine ilave olarak azot ve fosfor giderim birimlerinin de ilave edilmesi gerekmektedir.

61 61 KARBON VE AZOT GIDERIMI

62 62

63 63 KARBON, AZOT VE FOSFOR GIDERIMI

64 64

65 65

66 Fosfor giderimi içim kimyasal madde uygulamaları 66

67 Farklı evsel atıksu karakterizasyonları için önerilen biyolojik nütrient gideren aktif çamur sistemleri aşağıdaki Tablo da özetlenmiştir. Tabloda P, atıksu arıtma tesisi girişindeki toplam fosfor ile çıkışındaki çözünmüş fosfor arasındaki farkı ifade etmektedir. Proses BOİ5/ P KOİ/ P mg BOİ5/mg P mg KOİ/mg P VIP*, UCT** A2O*** AO**** Bardenpho >25 >43 * Virginia Initiative plant * University of Cape Town ** Anaerobik-Anoksik-Aerobik *** Anoksik-Aerobik

68 Evsel atıksularda biyolojik azot giderim verimi biyolojik arıtmaya giriş atıksuyundaki KOİ/TKN oranına bağlıdır. KOİ/TKN<10 olması durumunda ön denitrifikasyon sistemleri etkin olarak kullanılabilir. Oranın (KOİ/TKN) 10 dan büyük olması durumunda ise sonda denitrifikasyon sistemleri avantajlıdır. Bu durumda birden fazla anoksik reaktöre sahip; önde ve sonda denitrifikasyon sistemlerinin avantajlarının birleştiği Bardenpho tipi aktif çamur sistemi kullanılabilir. Eş zamanlı nitrifikasyon-denitrifikasyon prosesi aynı reaktör içindeki farklı bölgelerde anoksik ve havalı koşulların oluşturulması (oksidasyon havuzları vb.) ve/veya aynı reaktör içinde oksijenin düşük seviyelerde kontrolü ile de sağlanabilmektedir

69 Kanalizasyon Sistemi Bulunan Yerlerde Uygulanacak Teknik Esaslar İklim Şartlarına Göre Uygulanacak Teknik Esaslar Biyolojik arıtmada, bakterilerin yaşaması için en uygun sıcaklık aralığı, oc arasıdır. Sıcaklık 50oC nin üzerine çıktığında, havalı çürütme ve nitrifikasyon durmaktadır. 15 oc ye düştüğünde ise, metan üreten mikroorganizmalar işlevlerini kaybetmekte ve 5 oc de ototrofik nitrifikasyon bakterileri faaliyetini durdurmaktadır. 2 oc de karbonlu organik maddeleri kullanan kemoheterotrofik bakteriler faaliyetlerini yavaşlatmaktadır. Soğuk iklimlerde, biyolojik arıtmada uygulanan havalandırma tipi büyük önem taşımaktadır. Uygulanacak havalandırıcı, havalandırma havuzunu soğutmaktan ziyade, ısıtıcı vazife görmelidir. Mekanik havalandırıcılar, dışarıdaki havanın çok soğuk olması halinde, yüzeydeki havayı suya karıştırdıkları için reaktörü soğutucu etki gösterebilir. Bundan dolayı, soğuk iklimlerde, difüzörlü havalandırıcılar kullanılmalıdır. Ayrıca, tesislerin üzerinin kapatılması veya ilave ek bir ısıtıcının kurulması da alternatifler arasındadır. 69

70 Kanalizasyon Sistemi Bulunan Yerlerde Uygulanacak Teknik Esaslar İklim Şartlarına Göre Uygulanacak Teknik Esaslar Biyolojik arıtmada çamur yaşı, sıcak iklimlerde daha düşük, soğuk iklimlerde ise daha yüksek seçilmelidir. Soğuk iklimlerde dikkat edilmesi gereken bir diğer husus, biyolojik arıtmadaki çöktürme havuzunun bekletme süresinin ayarlanmasıdır. Sıcaklık düştükçe bekletme süresi artırılmalıdır. 10 oc deki bekletme süresi, 20 oc ye göre 1.38 kat daha fazla olmalıdır. Havalandırmalı lagünlerde, düşük sıcaklıklarda bakterilerin performansının azalması ve buz oluşumundan dolayı, sıcaklık etkisi dikkate alınmalıdır. Bu havuzlarda da yüzeysel havalandırıcı yerine difüzörlü sistemler tercih edilebilir. Buz oluşumu halinde, reaktör derinliği arttırılarak bu etki minimize edilebilir. Soğuk mevsimlerde lagünler seri halde, sıcak mevsimlerde ise paralel olarak çalıştırılabilirler. Seri halde çalıştırmada, birinci reaktöre havalandırıcı yerleştirilirken, ikinci reaktöre havalandırıcı yerleştirilmez ve buz oluşumuna müsaade edilir. Benzer işletme prensibi, yapay sulak alanlar ve stabilizasyon havuzları için de uygulanabilir. 70

71 ATıKSU MIKTAR VE ÖZELLIKLERI Tasarım Debi ve Yükleri

72 Metcalf and Eddy, 1991 Atıksu Miktarını Belirleyen Faktörler Proje nüfusu Sızma Yağış şiddeti, yer altı suyu seviyesi Sanayi debileri ve değişimi

73 Atıksu Debilerinin Hesabı Atıksu tasfiye tesislerine gelen atıksu debilerinin hesabında evsel, sanayi ve sızma debileri toplamı dikkate alınmaktadır. Yani günlük toplam debi; Q = Q ev + Q sanayi + Q sızma olarak hesaplanmaktadır.

74 Evsel Debinin Belirlenmesi Evsel debi, kişi başına günlük su sarfiyatının nüfusla çarpımından bulunabilir. Yıllık ortalama olarak kişi başına günlük su ihtiyacı ort q ile gösterilirse yaz aylarındaki su ihtiyacını temsil eden değer (max q), ortalama değerin 1.5 katı olarak kabul edilmektedir. Su ihtiyacının % 70 ila 100 arasındaki belirli bir kesri kanallara intikal etmektedir.

75 Evsel Debinin Belirlenmesi Evsel debi; max Q ev =. max q. N ifadesiyle bulunabilir. Burada; max Q ev : Yazlık evsel su sarfiyatı, m 3 /gün : kanala intikal yüzdesi max q : Kişi başına yazlık su ihtiyacı, m 3 /N/gün N : Kasabanın gelecekteki nüfusunu göstermektedir.

76 Atıksuların Miktarı ve Debi Hesabı

77 Atıksuların Miktarı ve Debi Hesabı Evsel debi hesabı için yerleşme merkezinin gelecekteki nüfus bilinmelidir. Bir bölgenin gelecekteki nüfusunu tahmin etmek için kullanılan hesap yöntemleri; Aritmetik artış Geometrik artış, İller Bankası, Benzer Şehir, Lojistik Eğri, Azalan hızlı artış olarak sayılabilir.

78 Sızma Debisinin Hesaplanması Yukarda verilen değerler atıksu kanallarının inşa kalitesi, zemin durumu gibi pek çok faktörlere bağlıdır. Bu değerlerin mertebe hakkında fikir vermek açısından verildiği hatırda tutulmalıdır.

79 Tasarım Debilerinin Hesabı

80 Tasarım Debilerinin Hesabı n 2 sabiti sanayi kuruluşunun vardiya sayısı ile alakalıdır. Tek vardiya çalışan tesislerde bu değer 5-6 arasında alınabilir. n 3 sabiti 37 ila 40 arasında bir değerdir. Bu da mesela 40 için Q 40 olarak gösterilmektedir. Bir veya iki vardiya çalışan tesislerde minimum debi hesabında sanayi debisi dikkate alınmaz. Üç vardiya çalışan tesislerde ise n 4 =24 alınabilir.

81 The Volumes of WW Influent to Tuelso wastewater treatment plant (Denmark, July 10-11, 1980)

82 Statistical Analysis Fig 2: Fractile diagram for the influent to Lundtofte wastewater treatment plant (Denmark). Here Qd,av is determined as the 60%-fractile (30400m3/d) and Qd,max as the %85-fractile (42500m3).

83 Kirlilik Yükleri Kirlilik yükleri Kişi başına kirlilik yükü kabulleri ile Konsantrasyon kabulleri ile Arıtılacak atıksuyun yeterli süre ile ve yeterli sayıda numune alınarak katakterize edilmesi suretiyle belirlenir.

84 Kirlilik Yükleri BOİ5: toplumum beslenme alışkınlıklarına bağlı olup g BOİ 5 /N.gün aralığında değişmektedir. Bu değer ülkemizde g/n.gün arasında değişmekte, projelerde g/n.gün arasında seçilmektedir. Toplam Kjeldahl Azotu g/n.gün Toplam Fosfor 1-3 g/n.gün alınabilir.

85 Bazı ülkeler için tipik kirlilik yükleri (Metcalf&Eddy,2003) g/kişi.g BOİ 5 AKM TKN NH 3 -N Top-P Türkiye Almanya ABD Japonya

86 ÖN ARıTMA SISTEMLERI

87 Mekanik ön arıtma birimleri (Birincil Arıtma) 87 Izgaralar Dengeleme Havuzu Kum tutucu Yağ ve gres tutucu Ön Çöktürme Havuzu

88 Izgara Atıksu içerisinde bulunan büyük parçaların pompa, boru ve teçhizata zarar vermemesi, diğer arıtma kısımlarına gelen yükün hafifletilmesi ve yüzücü maddelerin sudan ayrılması gibi amaçlarla ızgaralar kullanılır. Izgaralar, atıksu arıtma tesisi girişlerine yerleştirilmektedirler. Izgaraların seçiminde; Su derinliği, Çubuklar arasındaki açıklık, Tarama sıklığı, Müsaade edilen yük kaybı, Serbest akış alanı, Izgaraların önünde veya arasında çökelme ihtimali, Yaklaşım kanalının şekli, Izgara kanalının göz sayısı, Tutulacak çöp miktarı ve türü, Kapaklar önünde oluşacak su yükü, Izgaradan sonra uygulanacak proses rol oynamaktadır. 88

89 Izgaralar iki tiptir; Kaba ve ince ızgaralar Kaba Izgaralar: arıtma tesisinin en başında ve 40 mm den iri maddelerin mevcut mekanik ekipmanlara zarar vermemesi ve boru hatlarında tıkanıklık yaratmaması için kullanılırlar. Izgara aralığı mm dir. Üç değişik tipte inşaa edilirler. Bunlar, 89 sabit çubuk ızgaralar- pompaların ve terfi merkezlerinin önünde hareketli bant ızgaralar- çubuk ızgaraya göre daha küçük parçacıklar için Öğütücüler - kaba eleklerle birlikte kullanılırlar İnce ızgaralar: çubuk aralığı, 2 6 mm mertebesindedir. Bu tip ızgaralar mekanik temizleme mekanizmalarına sahip olup, ızgarada tutulan katı maddeler zaman zaman otomatik olarak temizlenerek katı madde konteynerlerinde depolanır ve daha sonra uygun alanlara dökülür. Elle temizlenenler 1.7 m boyundaki bir adamın boyuna göre, tırmığı rahat çekmesi göz önünde tutularak, yatayla 35 ile 45 o açı yapacak şekilde tertiplenmektedir. Mekanik ızgaralar ise 60 ile 80 o açı ile düzenlenmektedir. İnce ızgaralarda tırmık sıyırma hızı, m/sn alınabilir. Tırmığın çalışma devresi, ızgara boyuna bağlı olarak 2 ile 5 dakika arasında değişmektedir.

90 Genel halde, ızgara çubuklar arasındaki ortalama su hızı 0.75 m/sn, maksimum su hızı 1.25 m/sn olmalıdır. Yaklaşım kanalındaki hız ise çökelmeye meydan vermeyecek şekilde, maksimum debide, 1 m/sn değerini geçmemesi ve minimum debide 0.3 m/sn değerinden küçük olmaması gerekir. Izgara kanalının minimum genişliği, 60 cm olmalıdır. Izgaralar giriş-çıkış su seviyeleri arasındaki fark cm ulaştığı zaman temizlenmelidir. 90

91 IZGARALAR

92

93 IZGARA VE ELEKLERİN YAPISAL TASARIMI

94 (DIN 19554) 1 : Korkuluk 2 : En yakın duvar 3 : Dikey simetri düzlemi y 1 : En büyük ızgara çerçeve genişliği y 2 : Bölmeler arası mesafe y 3 : Yanal girintiler y 4 : Izgaranın en yakın duvara olan mesafesi z 1 : Taban eğimi b : Bölme genişliği l : Serbest ızgara uzunluğu e : Açıklık genişliği(ızgara aralığı) t : Bölme derinliği a : Atma yüksekliği (düşme yüksekliği) w max : Su derinliği x : Bölme açıklığı

95 b l e t a 0,6 den 2,4 e kadar 0,2 artarak; 2,4 den 4,8 e kadar 0,4 artarak 0,6 dan 2,8 ve üzerine 0,2 artarak 0,010; 0,015.; 0,02; 0,025; 0,04; 0,06; 0,1 0,8 den 2 ye kadar 0,2 artarak; 2 den 4,8 e kadar 0,4 artarak *Eğimli çubuk ızgara yapısı ana boyutlar (m olarak) (DIN 19554) 0,8; 1; 1,2; 1,6; 2; 2,4; 2,8

96 Mekanik temizleyici olmayanlarda Mekanik temizleyici olanlarda wmax ,8 2 2,2 2,4 *Eğimli çubuk ızgara yapısı için girintiler (m olarak) (DIN 19554) 1,6

97 1 : Izgara yolu dış sınırları a,t,w max,z 1,b,e,l,y 1,y 2,y 3,y 4 için şekil 5.7 ye bakınız. 2 : En yakın duvar α : Izgaraların eğim açısı 3 : Dikey simetri düzlemi z 2 : Girinti derinliği x 1,x 2,x 3 bölme açıklığı x 4 : Yarım girinti genişliği b l e t a 0,6 dan 4,8 e kadar 0,2 artarak 0,6 dan 1,2 ve üzerine 0,2 artarak 0,010. ; 0,015. ; 0,02; 0,025; 0,04; 0,06; 0,1 0,8 den 4,8 e kadar 0,2 artarak 0,8; 1; 1,2; 1,6; 2; 2,4; 2,8 (Dikey çubuk ızgara yapısı. Düşme için emniyetler ve taşıyıcılar gibi ızgara temizleyiciler de gösterilmemiştir. x 1, x 2, x 3, x 4, y 1,y 2,y 3,y 4, z 1, z 2, α üretici talimatlarına göre olacaktır.)

98 98 Kum tutucu Kum tutucular aşağıdaki amaçlar için kullanılır. Kum, çakıl gibi inorganik maddeleri atık sudan ayırmak, Arıtma tesislerindeki pompa ve benzeri teçhizatın aşınmasına ve çökeltim havuzlarında tıkanma tehlikesine engel olabilmek, Hareketli mekanik ekipmanın aşınmasını önlemek, Boru ve kanallarda birikintileri engellemek, Kum birikiminden dolayı çamur çürütücünün temizlenme periyodunu azaltmak Kum tutucularda sadece, inorganik malzemelerin çökelmesi istenir. Organik maddelerin çökelmesi istenmez. Özellikle, yoğunluğu 2650 kg/m3 ve tane çapları mm den daha büyük olan katı maddelerin tam olarak tutulmasını sağlamak için kullanılır.

99 99 Kum tutucu tipleri ve tasarım kriterleri Yatay akışlı dikdörtgen planlı, Yatay akışlı kum tutucularda, bekletme süresi 1 dak, yatay akış hızının 0.3 m/sn ve yüzey yükünün 24 m3/m2.st olması gerekmektedir Havalandırmalı Kum Tutucular saatlik pik debilerde, t= 2-5 dk. Havalandırma difüzörleri, kum tutucu havuz tabanının m yukarısına yerleştirilir. H= 2-5 m, L= m, B= m, hava debisi 3-10 m3/st.m arasında değişmektedir. Daire planlı ve Düşey akımlı kum tutucular (Vorteks tipi) Yüzey yükü olarak 24 m3/m2.st alınması tavsiye edilmektedir. Pik debide hidrolik bekletme süresi 30 sn alınabilir. Çapı, 1.5 ile 7 m aralığında, yüksekliği ise 3 m ile 4.5 m aralığında seçilebilir.

100 100 Kum Tutucuların kritik tasarım değerleri Yatay akış hızı= m/sn (ortalama 0.3 m/sn) ve kum tutucuların boyutlandırılmasında kullanılan en önemli parametredir. Bu akış hızı organik maddelerin kum tutuculardan dışarıya sürüklenmesini temin eder. Kum tutucuların boyutlandırılmasında kullanılan ikinci en önemli parametre, yüzey yüküdür. 0.1 mm ve daha büyük çaptaki daneciklerin çöktürülmesi için yüzey yükü, 24 m 3 /m 2.st değerinin altında olmalıdır.

101 KUM VE YAĞ TUTUCULARIN YAPISAL TASARIMI

102 a) Havalandırmasız Kum Tutucular b) Havalandırmalı Kum Tutucular 1 : Emme kanalı 9 : Yüzer madde sıyırıcısı 2 : Emme pompası 10 : Destek çubuğu 3 : Emme pompası ve basma hattı b 1 : Muhtemel toplama kanalı genişliği 4 : Geri akım oluğu b 2, b 3 : Emme kanalının merkez ekseninin havuz iç duvarlarına olan mesafesi 5 : Sıyırıcı ve emme köprüsü b 4 : Yüzer madde toplama bölgesindeki muhtemel genişlik 6 : Yürüme iskelesi c : Sıyırıcı güzergahı için havuz duvarının üst genişliği - Minimum muhtemel genişlik : 0.6 m - İzin verilen hareketli yük : 1.5 kn/m 2 7 : Havalandırma borusu m : Platform üzeri yolun zeminden yüksekliği (DIN da mevcut) 8 : Yavaşlatıcı levha t : Havuz derinliği

103 a) Havalandırmasız Kum Tutucular b) Havalandırmalı Kum Tutucular b1 b2, b3, b4 c min. t 0,8 den 2,6 ya kadar 0,2 artarak 2,8 den 6 ya kadar 0,4 yükselerek 7 den 16 ya kadar 1 artarak 0,4 den başlayıp 0,1 artarak 0,25 0,6 dan 4 e kadar 0,2 artarak, 4 den 6 ya kadar 0,4 artarak 0,3 *Havalandırmalı ve havalandırmasız emme tertibatlı dikdörtgen kum tutucular (DIN )

104 Şekil. Havalandırmalı ve Sıyırıcılı Dikdörtgen Kesitli Kum Tutucular 1: Vakum cihazı, pnömatik krikolu 2: Yürüme iskelesi - Minimum muhtemel genişlik: 0.6 m - İzin verilen hareketli yük: 1.5 kn/m2 3: Sıyırıcı köprüsü 4: Kum toplama kanalı 5: Yüzer madde sıyırıcı 6: Havalandırma cihazı 7: Yavaşlatıcı levha 8: Destek çubuğu a: Bakım onarım için kazıyıcı b1: Muhtemel toplama kanalı genişliği b2, b3: Kum toplama kanalının merkez ekseninin havuz iç duvarlarına olan mesafesi b4: Yüzer madde toplama bölgesindeki muhtemel genişlik b5, b6: Kanal genişliği m: Platform üzeri yolun zeminden yüksekliği (DIN da mevcut) T: Kanal derinliği t: Havuz derinliği c: Sıyırıcı güzergahı için havuz duvarının üst genişliği

105 Tablo. b 1 genişliğine bağlı olarak havalandırmalı ve sıyırıcılı tertibatlı dikdörtgen kum tutucular için boyutlar (m) b1 b2 b3 b4 t b5 b6 T Cmin 1,6 dan 2,6 ya kadar 0,2 artarak 2,8 den4,8 e kadar 0,4 artarak 5,2 den 7,2 ye kadar 0,4 artarak 1 den başlayıp 0,1 artarak 1,8 den başlayıp 0,2 artarak 0,4 den başlayıp 0,1 artarak 0,6 dan başlayıp 0,1 artarak 1,2 den başlayıp 0,2 artarak 1,6 dan 4 e kadar 0,1 artarak, 4 ten 6 ya kadar 0,4 artarak 0,3 0,4 0,3 0,4 0,6 0,5 0,5 1,0 0,8 Tablo. b 2 genişliğine bağlı olarak havalandırmasız ve sıyırıcı dikdörtgen kum tutucular için boyutlar (m) b1 b3 b5 b6 T c min t 0,25 0,8 den 1,8 e kadar 0,2 artarak 0,45 0,3 0,4 0,3 2,0 den 2,6 ya kadar 0,2 artarak 0,8 0,4 0,6 0,5 2,8 den 4 e kadar 0,4 artarak 1,0 0,5 1,0 0,8 0,25 0,6 dan 4,6 ya kadar 0,2 artarak

106

107

108 Tutulan Katı Maddeler

109 Ön Çöktürme Havuzu Ön çöktürme havuzları, ızgaralar ve kum tutuculardan sonra inşaa edilir. Ön çöktürme tanklarının üç ana fonksiyonu vardır. Bunlar; çöktürme ile sıvıdan katıları (çamur) ayırma, yüzdürme ile sıvıdan katıları (köpük, yağ, yüzen birikintiler) ayırma katıları yoğunlaştırmadır. Ön çöktürme havuzunun yapılıp yapılmayacağı, KOİ/TKN oranına bağlıdır. KOİ/TKN >7: ön çöktürme havuzu yapılmakta, KOİ/TKN <7: yapılması gerekmemektedir. Debi >3800 m3/gün: Ön çöktürme tankları atıksu arıtma tesislerinde kurulur. Damlatmalı filtre, döner biyolojik disk ve batmış biyolojik reaktör gibi ikinci kademe arıtma üniteleri mevcutsa ekipmanın zarar görmemesi için mutlaka sistemin önüne ön çöktürme tankı konulmalıdır. 109

110 Ön çöktürme tipleri ve özellikleri 110 yatay akışlı- dairesel ve dikdörtgen olabilirler. katı madde temaslı- dairesel veya dikdörtgen eğri yüzeyli olabilmektedir. Yatay akışlı havuzların avantajları, daha az yer kaplaması, birden fazla uniteler halinde olabilmesi, birden fazla unitelerde aynı duvar kullanılarak ekonomi sağlanması, koku kontrolünün daha kolay olması, daha uzun çökelme zamanı, giriş-çıkış yapılarındaki kayıpların az olması ve çamur toplama için daha az enerji harcanmasıdır. Yatay akışlı havuzların dezavantajları ise ölü bölgelerin oluşabilmesi, debi değişimlerine hassas olması, çamur toplama ekipmanı için genişliğin kısıtlayıcı faktör olması, savak yükünü azaltmak için birden fazla savak yapılması ve yüksek bakım masraflardır.

111 Genel Tasarım Kriterleri Ön çöktürme tanklarının boyutlandırtılmasında kullanılan en önemli parametre yüzey yüküdür. İyi bir performans elde etmek için bunun dışında tank derinliği, bekletme süresi, çamur sıyırıcı taşıma kapasitesi gibi parametrelerin de dikkate alınması gereklidir. Yüzey yükü ortalama debide, m 3 /m 2.gün ve pik debide ise m3/m 2.gün aralığında değişmektedir. Savak yük m 3 /m/gün aralığında değişmektedir. Ortalama tasarım debisinde bekleme süresi 2.5 saati geçmemelidir. Dairesel çöktürme havuzlarında derinlik = m (ortalama 3 m), çap= 3-60 m, taban eğimi= mm/m ve sıyırıcı devir sayısı ise devir/dak Çöktürme havuzundaki ortalama yük kaybı 0.4 m m Dikdötgen planlı ön çöktürme havuzlarının derinliği=3-4.5 m, uzunluk= m, genişlik= 3-24 m ve sıyırıcı hızı ise m/dak arasında değişmektedir. 111

112 Yatay Akışlı Ön Çöktürme Tankları 112

113 Tasarımda dikkat edilecek hususlar Giriş Yapısı Girişteki enerjinin kırılması gereklidir Genişlik: akımın eşit dağılımını sağlamak Sıcaklıktan ve yoğunluk farkından kaynaklanan kısa devreleri önlemek Yük kayıplarını azaltmak Giriş kanalında akım hızı: 0.3 m/sn

114 Tasarımda dikkat edilecek hususlar Çıkış Yapısı Uniform debi dağıtım sağlanmalıdır Çökelemeyen veya yüzen katı maddelerin savaktan kaçması engellenmelidir Yüzebilen maddeler toplanmalıdır Tipik savak yükleri Debi: 44 L/sn 124 m 3 /m gün > Debi: 44 L/sn 186 m 3 /m gün Düz ya da V-çentikli olarak tek ya da çift taraflı oluk Savaktan önce yüzen maddeleri tutmak için engeller konulmalıdır

115 Tasarımda dikkat edilecek hususlar Çamur Toplama Sistemi Tank Taban Eğimi: Çamur toplama haznesine çamuru kolaylıkla toplamak için yapılır. Dikdörtgensel tank: %1~%2; Dairesel tank: 40~100 mm/m Ekipmanlar Dairesel tanklar Çamur toplama haznesine çökelen çamuru itmek için sonsuz taşıyıcı zincire bağlı pedal sistemi ya da hareketli köprüye bağlı dip kazıyıcılar Emme-tipi çamur toplama sistemi

116 ÖN ÇÖKTÜRME HAVUZLARININ YAPISAL TASARIMI

117 Şekil. Dairesel planlı ve çamur sıyırıcılı çökeltim havuzu kesiti (DIN 19552) 1: Köprü d1 : Çökeltim havuzu çapı 2: Merdiven 1,2,3 no'lu yapıda : d3 = d1+c 3: Tahliye Köprüsü d3 :Döner sıyırıcı çapı 4: Platform 4 no lu yapıda : d3 = d1+2n+c 5: Çıkış yapısı e : Giriş yapısı mesnetleri (ayakları) ile çamur haznesi arasındaki açıklık 6: Çamur sıyırıcı l : Sıyırıcıların taban kısmı uzunluğu 7: Giriş yapısı d2 : Çamur toplama çukuru çapı 8: Giriş yapısı mesnetleri f : Hava payı w: Kenar su derinliği c : Çökeltim havuzu kenar duvar kalınlığı n :Çıkış kanalı genişliği

118 Tablo. Dairesel Planlı ve çamur sıyırıcılı Çökeltim Havuzu boyutları için öngörülen standart değerlerin havuz çapına göre değişimi (m) d1 cmin d2 e min f k1 maks l n w 15 15<d <d <d <d <d <d <d <d1 60 0,25 2;3 0,2 1-3;4 1 0,3 0,4 0,4 0,3 0,6 0,8 1 1, ,2 8 4;6 1,4 9 0,5 1,6 0, ,5 ;1 1,5;2 2 2 ve her kademede 0,2 artan

119 *Silindirik giriş yapısı,,platform ve ilgili yapı elemanları gösterilmiştir. Giriş bacası, vakumlu (emişli) tahliye yapısı ve yüzen maddelerin uzaklaştırılması şekil üzerinde gösterilmemiştir. 1 den 5 e kadar ve 7 için dairesel planlı çamur sıyırıcılı tip ile aynı boyutlar kullanılacaktır. d 2 : Orta yapı çapı c, d 1, d 3, f, n ve w için dairesel planlı çamur sıyırıcılı ile aynı boyutlar kullanılacaktır. Tablo. Dairesel planlı ve pompa ile çamur emme tertibatlı çökeltim havuzları ile ilgili boyutlar (m olarak) d1 emin d2 f k1max n w 15<d1 20 0,25 2, <d1 30 0,3 0,4; 0,6; 30<d1 40 0,4 3 0,8; 1; 1,2; 1,4; 1,6 1,5 1,5 40<d1 60 0, ve her aşamada 0,2 artan

120 a) A-A Kesiti (Hareketli köprüler, köpük sıyırma tertibatı, tahliye üniteleri, giriş ve çıkış Yapıları gösterilmektedir.) b) Hareketli Köprü Olmadan Görünüm (Çamur çukuru sayısı çökeltim havuzu genişliğine ve işletme şartlarına göre değişmektedir.) c) B-B Kesiti Şekil. Dikdörtgen planlı ve hareketli köprüye bağlı çamur sıyırıcılı çökeltim havuzları için öngörülen standart boyutlar ve havuz genişliğine bağlı olarak değişimleri b 1

121 1: Taban Tahliye Plakası a: Çamur çukuru uzunluğu 2: Köpük Kanalı b1: Çökeltim havuzu genişliği 3: Yüzen Madde Tahliye Ünitesi b2: Çökeltim havuzu taban genişliği 4: Platform (açıklık genişliği: 0,6 m, Yük: 1,5 kn/m2) b3: Çamur çukuru bölgesinin genişliği 5: Hareketli köprü c1: Çökeltim havuzu yüzeyindeki tahliye ünitesi genişliği 6: Savak duvarı ile savaklanma yapısı c2 : Çökeltim havuzu yüzeyindeki 2 komşu Tahliye ünitesi genişliği 7: Çıkış Yapısı e: Çökeltim havuzu giriş yapısı yolu 8: Çökeltim havuzu dikey simetri ekseni f: Hava payı m: Atıksu taşıma kanalı büyüklüğü k: Atıksuyun tabandan tahliye plakasına savaklanabilmesi p: Havuz tabanı köşe eğimi büyüklüğü için gerekli mesafe t: Havuz derinliği w: Su derinliği

122 Tablo. Dikdörtgen planlı ve hareketli köprüye bağlı çamur sıyırıcılı çökeltim havuzları için öngörülen standart boyutlar ve havuz genişliğine bağlı olarak değişimleri b 1 b1 b2 b3 b4 c1 c2 e f 4 3,3 1,6 0,45 5 4,3 2,1 0,7 6 5,3 2,6 0,95 7 6,3 3,1 1,2 8 7,3 3,6 1, ,3 2,6 1, ,3 3,6 1, ,3 3,1 1, ,3 3,6 1,45 0,25 0,7 3 0,3 0,9 3 0,4 0,6 0,8 1 1,2 Tablo. Dikdörtgen planlı ve hareketli köprüye bağlı çamur sıyırıcılı çökeltim havuzları için öngörülen standart boyutlar ve havuz derinliğine bağlı olarak değişimleri t a kmin pmin 2,4 2,45 1,1 0,8 2,6 2,6 0,95 0,85 2,8 2,75 0,8 0,9 3 2,9 0,7 0,95 3,2 3,05 0,55 1 3,4 3,2 0,4 1,05 3,6 3,35 0,25 1,1 3,8 3,5 0,15 1,15 4 3,65 0 1,2 Her aşamada 0,2 artış ile Üretici verilerine göre Üretici verilerine göre ölçüt a (b1 = 14 m ve b2 = 16 m değerleri için)

123 Şekil. Dikdörtgen kesitli çökeltim havuzu, Tahliye Köprüsü, Platform, Emme mekanizması, köpük kanalları, Giriş ve Çıkış yapıları şekildeki örnekte gösterilmektedir. 1: İşletim kontrol ünitesi (profilde gösterilmemekte) b1: Çökeltim havuzu açıklığı genişliği 2: Çökeltim havuzu dikey simetri ekseni b2: Tabandaki havuzu genişliği 3: Emme yapısı mekanizması c1: Çökeltim havuzu yüzeyindeki tahliye ünitesi arası genişliği 4: Köpük akış kanalı c2: Çökeltim havuzu yüzeyindeki 2 komşu tahliye ünitesi genişliği 5: Köpük tahliye yapısı f: Hava payı ( 0,4 m) 6: Tahliye köprüsü l: Çökeltim havuzu uzunluğu 7: Şaft dolabı t: Çökeltim havuzu derinliği 8: Platform w: Su derinliği (açıklık genişliği: 0,6 m, Yük: 1,5 kn/m2) 9: Savak duvarı ile savaklanma yapısı 10: Taban tabanı köşesi

124 Tablo. Dikdörtgen planlı pompa ile çamur emme tertibatlı havuzlara ait temel boyutlar (DIN ) b1 b2 b3max c1min c2min t 4 3,3 5 4,3 6 5,3 7 6,3 8 7,3 10 9, ,3 1 0,25 0,7 2,4 ve her aşamada 0,2 artarak 0,3 0,9 Seçilebilir değer havuz genişliği b1, havuz derinliği t ve su derinliği w

125 Tablo. Dikdörtgen planlı ve bantlı sıyırıclı havuzlara ait planlar 1: Bant sıyırıcı f: Hava payı ( 0,4 m) 2: Savak yapısı (DIN 19558) l: Çökeltim havuzu uzunluğu 3: Köpük kanalı t: Çökeltim havuzu derinliği 4:Çökeltim havuzu dikey simetri ekseni w: Su derinliği b1: Çökeltim havuzu açıklığı genişliği c3 : Havuz duvarı kalınlığı 0,25 m m: Tırabzanlar arasındaki atıksu taşıma kanalı büyüklüğü

126 Tablo. Dikdörtgen planlı ve bantlı sıyırıcı havuzlara ait büyüklükleri (m) DIN b1 f t w min 2;3;4;5;6;7;8;9;10;11;12 0,4; 0,6; 0,8; 1; 1,2 2 ve her aşamada 0,2 artan 1,6

127 Yüzücü Madde (Köpük) Toplama Yapıları; Şekil. Tipik bir çökeltim havuzu köpük toplama sistemi boyutları verilmiştir (DIN ).

128 Ön Çökeltim Havuzu Savak ve Dalgıç Perdesi; a) Savak b) Savak ve dalgıç perde boyutları 11: Havuz su seviyesi 12: Durgun su seviyesi 13: Savakların üst kenarı 14: Yatay düzlemin çapa çubuğunun toleransları ± 2 cm s: Dalgıç perde kalınlığı üreticinin seçimine göre

129 1: Durgun su seviyesi 2: Havuz su seviyesi a:dirsek kelepçelerin mesafesi üreticinin seçimine bağlı b: Taban genişliği = 5 cm h: Düşüm yüksekliği Şekil. Üçgen savak (Form A ve Form B) (boyutlar cm olarak) (DIN 19558)

130 Tablo. Savak ve dalgıç perde malzeme seçimi No. İsim Malzeme Not 1 Çapa çubuğu 2 Dişler 3 Sızdırmazlık bandı Sözleşmeye veya üreticinin seçimine göre Yerinde yerleştirilmeli ve monte edilmeli (tavsiye edilen duvar kalınlığı 4mm) 4 Dirsek kelepçe İnşa tarzı üreticinin seçimine bağlıdır 5 T kafalı cıvata Yiv numarası M10, Pos Nr1 ve 4 e Çelik yerleri A2a veya A4a uygun 6 Altıgen somun Yiv numarası M10 7 Şaşırtma duvarı Sözleşmeye veya üreticinin İnşa tarzı üreticinin seçimine 8 konsol seçimine göre bağlıdır 9 Altıgen cıvata DIN EN ISO 4017 ye göre M10 Çelik yerleri A2a veya A4a 10 Altıgen somun Yiv numarası M10 DIN EN ISO den DIN EN ISO e göre

131 131 Biyoloijk Arıtma Birimleri (org. madde) + O 2 + NH 3 + PO 4 (yeni hücreler) + CO 2 + H 2 O

132 132 Biyolojik Arıtmanın Amaçları Çözünmüş ve partiküler biyolojik olarak parçalanabilen bileşenleri (organik madde) kabul edilebilir son ürünlere dönüştürmek veya okside etmek (H2O, H2S, CO2, CH4) Askıda ve çökelemeyen kolloidal katıları biyolojik bir flok yada biofilm tarafından yakalanmasını veya bir araya gelmesini sağlamak. Azot ve fosfor gibi nütrientleri dönüştürmek ve uzaklaştırmak. Bazı durumlarda spesifik iz (eser) organik bileşenleri ve bileşikleri uzaklaştırmak.

133 Askıda Büyüyen sistemler 133 Biyoreaktörde biyokütle havalandırma ya da mekanik karıştırma ile askıda tutulur. Atıksu ile homojen karışım Karıştırma ekipmanları, Difüzörler veya yüzeysel En yaygın proses Aktif çamur prosesidir. Tam karışımlı veya piston akımlı reaktör olarak projelendirilebilen aktif çamur havuzlarında atıksu biyolojik üniteyi takiben son çöktürme havuzuna yönlendirilir. Son çöktürme tanklarında arıtılmış su biyokütleden ayrılarak sonraki arıtma ünitelerine (dezenfeksiyon, filtrasyon vb.) iletilir veya deşarj edilir. Yalnızca aerobik sistemlerin kullanıldığı arıtma Hassas Bölgeler için uygun değildir. Askıda çoğalan aktif çamur sistemleri oksidasyon ve nitrifikasyon çamur yaşına bağlıdır. Organik madde giderimi yapan heterotrofik bakteriler, Nitrifikasyonu sağlayan ototrofik bakteriler. Nitrifikasyon prosesinde 1 gram amonyum azotunun (NH4-N) oksitlenmesi sonucu 7.14 gram CaCO3 alkalinitesi tüketilmektedir.

134 Yüzeyde Büyüyen Sistemler Damlatmalı Filtreler Damlatmalı filtreler taş veya plastik dolgu malzemesinden oluşurlar. Taş dolgu malzemelerde filtre malzemesi derinliği= m, plastik madde= m. Damlatmalı filtrelerin boyutlandırılması yüzeysel hidrolik yük (m3/m2/gün), hacimsel organik yükleme (kg BOİ5/m3/gün) ve geri dönüş oranı esas alınarak yapılır. b) Biyodisk Biyodisk sistemleri, plastik (stropor gibi) malzemelerin diskler halinde, döner bir şaft üzerine yerleştirildiği veya içi dolgu malzemesi ile dolu tambur şeklindeki silindirik bir yapıdan oluşur. Bu silindirlerin genelde uygulanabilir çapları metredir. Şaftın her 1 metresine 2 cm aralıklarla adet disk yerleştirilebilir. Şaftın uzunluğu 6 m ye kadar olabilir. c) Dolgu Yataklı Reaktörler Dolgu yataklı reaktörler, mikroorganizmaların tutunması için bir dolgu maddesi içeren biyofilm sistemleridir. Tipik bir dolgu yataklı reaktörde hava alt kısmından havalandırıcılar yardımıyla verilir. 134

135 Biyolojik Azot Giderimi Denitrifikasyon Prosesler Heterotrofik bakteriler oksijensiz ortamda ayrışabilen organik maddeyi ve bağlı oksijeni (nitrat, nitrit vb.) kullanarak organik madde oksidasyonunu gerçekleştirmektedir. Denitrifikasyon prosesi yardımıyla anoksik koşullarda nitrat azot gazına dönüşür. Denitrifikasyon veriminin yüksek olması, proses stabilitesi ve proses kontrolünün kolaylığı açısından anoksik koşullar askıda çoğalan sistemlerde kolaylıkla sağlanmaktadır. Denitrifikasyon prosesinin verimi anoksik reaktöre giren organik madde miktarı, aerobik ünitelerden geri devrettirilen nitrat miktarı ve ortamdaki oksijen konsantrasyonuna bağlıdır. 135

136 Biyolojik fosfor giderimi 136 Heterotrofik bakteriler çoğalma sırasında nütrient ihtiyacı olarak fosforu bünyelerine almaktadır. Fosfor giderimi %10-30 Biyolojik aşırı fosfor gideriminde, fosfor depolayan mikroorganizmalar fosfatı ihtiyacından daha fazla depolayarak %85-95 verim Fosfor depolayan heterotrofik mikroorganizmalar nitrat ve çözünmüş oksijenin bulunmadığı anaerobik koşullarda atıksudaki uçucu yağ asitlerini depolar bünyesindeki fosforu hücre dışına salmaktadır. Bunu takibeden anoksik ve/veya aerobik koşullarda ise depolama ürünlerini hücre sentezinde kullanarak saldığı fosfordan daha fazlasını bünyesinde depolamaktadır.

137 137 Kimyasal İlavesi ile Fosfor Giderimi Demir Aluminyum : 2.7 kgfe/kg P : 1.3 kgfe/kg P Kireç : ph= 10 Aluminyum : ph= 6.3 Demir-III : ph= 5.3

138 138 Organik karbon giderimi Prosesi Org C + O 2 CO 2 + H 2 O Organik Karbon + Nitrifikasyon Giriş (Q in ) NH 4 + O 2 NO 3 Çıkış O 2 P x Org C + NO 3 N 2 +CO 2 +H 2 O İçsel Geri Devir, IR Ön-Denitrifikasyon Çıkış NH 4 + O 2 NO 3 Denitrifikasyon Prosesi P x

139 5. Organik Madde Giderimi ve Proses Tasarımı 139 Pg747-Metcalf & Eddy, 2003

140 Tasarım Yöntemleri Klasik Yöntem ATV A131 yöntemi

141 KOİ Fraksiyonları 141 <0.45 micron Toplam KOİ (C T ) >0.45 micron Çözünmüş KOİ (S T ) Partiküler KOİ (X T ) Çözünmüş İnert KOİ (S I ) Kolay Ayrışabilen KOİ (S s ) Yavaş Ayrışan KOİ (X s ) Partiküler İnert KOİ (X I )? BOİ 5 L=BOİu C S = S S +X S C S BOİ u

142 Hesap Yöntemlerinin Karşılaştırılması 142

143 Aktif Çamur Sistemleri Yapısal Tasarımı ve Genel Beklentiler (DIN , TSE ) Havalandırma havuzunun giriş çıkış yapıları, hidrolik akışı ve dağıtımı farklı debilerde sağlayacak vana, kapaklar, savaklar vb. ekipmanlarla donatılmalıdır. Giriş çıkış yapıları, sürekli sistemler için havalandırma havuzunda uygun su seviyesini sağlayacak şekilde konumlandırılmalıdır. Büyük kapasitelerde ekipmanların otomatik kontrolü sağlanmalıdır. Giriş çıkış yapılarının geri dönüş akımları ile birlikte ortalama, maksimum ve pik debi için yeterliliği tahkik edilmelidir. Giriş, çıkış yapıları ve özellikle boruların kendi kendini temizleyebilmesine imkân veren tasarım yapılmalıdır. Biyolojik reaktörlerdeki su seviyesi, sabit veya ayarlanabilir savaklarla kontrol edilmelidir. Havalandırma havuzu beton duvar kalınlıkları minimum 30 cm alınmalı, artan su derinliğine bağlı olarak duvar kalınlıkları da arttırılmalıdır. Havuzların en fazla 1 gün içinde boşaltımını sağlayacak havuz tahliye sistemi planlanmalıdır.

144 Hava Payları (ABD On Eyalet Standartları, 2004) Basınçlı hava ile havalandırılan havalandırma havuzlarında hava payı en az 50 cm olmalıdır. Mekanik havalandırma olması durumunda ise hava payı 100 cm olacak şekilde seçilmelidir. Yürüme yolları genişliği bir insanın kolaylıkla hareket edebileceği şekilde tasarlanmalıdır. Karıştırma İhtiyacı Sadece mekanik karıştırma için gerekli birim enerji ihtiyacı en az 5 W/m 3 olarak alınmalıdır (Mueller ve diğ., 2002). Difüzörlü sistemle karıştırılan aktif çamur sistemlerinde gerekli en az hava ihtiyacı 0,6 Nm 3 /m 3 reaktör hacmi/saat olarak alınmalıdır. Hava ihtiyacının azaldığı durumlarda reaktör içinde çökelme olmayacak şekilde karıştırma da sağlanmalıdır. Hem mekanik hem difüzörlü sistemler için gerekli karıştırma enerjisi, mekanik havalandırıcı tipi ve difüzör yerleşimi dikkate alınarak hesaplanmalıdır. Mikserlerle difüzör grupları arasında yeterli mesafe bırakılması gereklidir. Ekipman seçiminde, arıtılacak atıksuyun özellikleri ve istenen AKM konsantrasyonu dikkate alınmalıdır. Aynı kanaldaki birden fazla karıştırıcının birbirine olan uzaklıkları (D) en az pervane çapı kadar olmalıdır.

145 Şekil. Mekanik karıştırma ve difüzör grupları yerleşimi Çamur Geri Devri Normal işletme koşullarında çamur borusundaki hız 0,6 m/sn den daha az olmamalıdır. Çamur geri devir hatlarında boru çapı 150 mm den büyük alınmalıdır. Çamur geri devir debisini ölçmek için uygun ölçüm ekipmanına bağlı olarak çamur geri devir debisi işletmede ayarlanabilmelidir. Çamur geri devir pompaları maksimum debide çamurun son çökeltim havuzunda birikmesini önlemelidir. Çamur geri devir pompalarının emme ve basma ağız genişlikleri en az 80 mm olmalıdır. Çamur geri devir oranı aksi belirtilmedikçe ortalama debinin en az %50 si ve maksimum %150 olacak şekilde ayarlanmalıdır.

146 Son Çöktürme Havuzu Temel Tasarım Parametreleri Yüzeysel hidrolik yük: q A =Q/A Katı madde yükü: s L =Q(1+R)X T /A Bekletme süresi: t=v/q Savak yükü: q=q/toplam savak uzunluğu

147 Akı eğrisi üzerinde işletme noktası

148 X R =f(svi, t Th ) (A131) X R 10 SVI: Çamur hacim indeksi t Th : Çamur yoğunlaşma (bekleme) süresi Örnek: SVI= 125 ml/g t Th = 2 saat için 125 X R = 10 kg/m 3 bulunur

149 X R =10 kg/m 3 için G L =130 kg/m 3 -gün G L

150 (MLSS) X T =4 kg/m 3 için işletme noktası İşletme noktası

151 Uygulanan hidrolik yük: 80 kg/m 2 -gün/4 kg/m 3 = 20 m/gün Uygulanan hidrolik yük, q A

152 Uygulanabilir hidrolik yük:105 kg/m 2 -gün/4 kg/m 3 = 26,3 m/gün Gerekli yüzey alanını katı madde yükü belirliyor!! Uygulanabilir en büyük hidrolik yük Uygulanan hidrolik yük, q A

153 Derinlik

154 Derinlik

155 ATıKSU ARıTMA SISTEMLERI MALIYETLERININ 2010 YıLı VERILERI ILE DEĞERLENDIRILMESI (a) İlk Yatırım Maliyeti Türkiye de kurulmuş olan AAT ilk yatırım maliyetleri Kurulması planlanan AAT fizibilite çalışması sonucu ilk yatırım maliyeti Yunanistan Avusturya İsrail dikkate alınarak Türkiye şartları için maliyet fonksiyonu grafiği ve denklemleri elde edilmiştir.

156 Atıksu Arıtma İlk Yatırım Maliyeti Arıtma tesislerinin yatırım ve işletme maliyetleri, tesisin kapasitesi (Q veya N) nin bir fonksiyonu olarak M = a (Q veya N) b Şeklindeki üstel bir ifade ile verilmektedir. Burada M Q a,b = maliyet = debi = arıtma tesisi tipine bağlı katsayılar a,b katsayıları inşa edilmiş tesislerin gerçek maliyetleri kullanılarak belirlenmektedir.

157

158 Konvansiyonel (klasik) ve uzun havalandırmalı aktif çamur sistemleri için ilk yatırım maliyetinin nüfusa göre değişimi

159 Azot giderimli konvansiyonel ve uzun havalandırmalı aktif çamur sistemleri için ilk yatırım maliyetinin nüfusa göre değişimi

160 Azot ve fosfor giderimli konvansiyonel ve uzun havalandırmalı aktif çamur sistemleri için ilk yatırım maliyetinin nüfusa göre değişimi

161 Yapılan kabullerle elde edilen sonuçlar Avrupa ülkeleri ile karşılaştırılmıştır. Sonuçlar İsrail ile yakınlık göstermiştir. Konvansiyonel II. arıtma

162 Uzun havalandırmalı AÇ sistemi

163 Azot ve fosfor giderimli ileri arıtma sistemleri (aktif çamur) için ilk yatırım maliyetinin nüfusa göre değişimi (Kurulu tesisler ve değişik ülkeler ile karşılaştırma)

164 İlk yatırım maliyeti içerisindeki maliyet bileşenlerinin debi ile değişimi (Friedler ve Pisanty, 2006)

165 İŞLETME MALIYETI İşletme Maliyeti Personel Enerji Kimyasal madde Çamur uzaklaştırma Bakım /onarım Diğer İşletme maliyetinin toplam maliyet içerisindeki % AAT tipine bağlıdır.

166 İşletme Maliyeti içerisinde % 45 personel % 38 enerji KM, bakım/onarım ve diğerleri % 5

167 İşletme Maliyeti

168 Konvansiyonel aktif çamur arıtma sistemleri Çöktürme havuzu Yerçekimi ile çökelme

169 MBR Membran biyoreaktörler, klasik aktif çamur sistemlerinin geliştirilmiş şeklidir. Biyolojik reaktörler ile membran teknolojisinin birleştirilmiş halidir. Biyolojik arıtmadan sonra, çöktürme havuzu yerine ultrafiltrasyon (UF) veya mikrofiltrasyon (MF) membranları kullanılarak, ayırma işlemi gerçekleştirilmektedir.

170 MBR-AÇ karşılaştırması

171 MBR Artan tesis sayısı. >300,000 m 3 /gün gibi yüksek debili tesisler. Artık MBR prosesleri yeni bir teknoloji değil, konvansiyonel teknoloji sınıfına girmeye başlamıştır. Gıda, kimya, ilaç, tekstil, petrol ve ürünleri, metal, otomotiv, v gibi birçok endüstriyel atıksular için uygulamalar. Çok yüksek KOİ konsantrasyonlarına (>30,000 mg/l) ve birçok zenobiyotik mikrokirleticilere sahip çeşitli ilaç-kozmetik endüstrileri atıksuları. Sentetik organik kimyasallarla kirlenmiş yeraltı sularının arıtımı. İçme sularından organik madde ve azotlu bileşiklerin giderim MBR teknolojisi doygunluğa ulaşmak üzere? 171

172 MBR Tertip tarzları

173 MBR Batmış modül (submerged ) Karaume, M

174 Karaume, M MBR Ayrık modül (Side stream modül)

175 MBR Karaume, M

176 Tercih Edilme Nedenleri Yüksek MLSS (12,000-15,000 mg/l) => düşük HRT => düşük reaktör hacmi => düşük reaktör ilk yatırım maliyeti ve arazi gereksinimi => Tüm arıtım tek tank içinde! Biyokütle ayrımı çökelmeden bağımsız, çökeltim tankı Düşük alan ihtiyacı Çamur şişmesi Mikrofiltrasyon veya ultrafiltrasyon Hemen hemen tüm biyokütle tutulur (AKM<1 mg/l) ve (bulanıklık<0.5 NTU) Mikrofiltrasyon veya ultrafiltrasyondan dolayı mükemmel fiziksel dezenfeksiyon. Giderimler: 5-6 log bakteri log virüs Tüm patojen protozoalar (klora dayanıklı Cryptosporidium, Giardia, vs) 176

177 Tercih Edilme Nedenleri ÖNEMLİ mikrobiyolojik avantaj: Biyokütle kaçışı yok=> Zorunlu adaptasyon=> Özelleşmiş m.organizmalar + Geniş spektrumlu m.organizmalar. Otomatik işletim, minimum operatör ihtiyacı. Yüksek SRT den (15-25 gün) dolayı: nitrifikasyon ve şok toksik yüklemelerle ilgili daha az problem, daha az biyokütle => az atık çamur. Yüksek MLSS => yüksek organik yükleme. Problemsiz SRT kontrolü, çünkü AKM kaçışı yok. N & P giderimi sağlanabilir. Mükemmel çıkış suyu kalitesi. 177

178 Tercih Edilme Nedenleri Yerinde olmayan arıtma (decentalize) uygulamaları için çok uygundur. Mevcut aktif çamur sistemlerinin, up-grade edilmesine müsaade etmektedir. % 50 civarında daha az çamur oluşumu Üretilen çamur, iki defa daha fazla yoğunlaşmıştır. Kokusu daha azdır. MBR koku kontrolü gerektirmemektedir.

179 Yüksek MLSS Genellikle, MLSS konsantrasyonu, 10,000 ile 15,000 mg/litre arasında değişmektedir. Bunun bir takım avantajları vardır; Merit from High MLSS Activated Sludge (1) Tesis hacmi 1/3 ile 1/5 arasında değişmektedir. (2) Biyokütlenin, daha hızlı bir şekilde bozunması- Düşük çamur üretimi (3) Denitrifikasyona izin vermesi- Yüksek azot giderimi Merit from High MLSS Activated Sludge Small Aeration Tank 1/3 to 1/5 of Conventional Plant Low sludge Production Effective Nitrogen Removal

180 MBR ile Konvansiyonel arıtma GLASTONBURY (4.5 ha) Footprint for conventional treatment works and a MBR plant for comparative populations SWANAGE (0.7 ha) Marine Villas To Sea - 40 M

181 Membran Filtrasyonu Solids Virus Air Treated effluent Bacteria Membrane

182 Effective pore size Nominal pore size mm (log) Relative Particle Sizes Metal ions Virus Bacteria Aqueous salts Coal dust Beach sand Separation Process Ultrafiltration Cryptosporidia Giardia Microfiltration

183 MBR Ana elemanlar: Membran seçimi Biyoreaktör - Proses tasarımı Pretreatment

184 MBR sistemi akış diyagramı

185 MBR Membran ana elemanlar: Havalandırma havuzu Membranlar Vakum pompası Blower ve difüzörler

186 MBR Hava Arıtılmış su toplama borusu MBR sisteminin yandan görünümü Membran kasetleri Besleme hattı Kaynak:

187 Membranlar Düz levha modül Hollow fiber modül (silindirik)

188 Düz Levha MBR membranı modülü Manifold 集 合 管 Tube チューブ Lifting Plate 吊 板 膜 ケース Membrane Case Membrane Cartridge 膜 カートリッジ Diffuser Pipe 散 気 管 Fin フィン Shoe シュー 散 気 ケース Diffuser Case Membran Unitesi

189 Membran kartuşları Membran Kartuşu Lifting Hole ABS Plate İmalat Effluent Nozzle Felt Membrane

190 Yatay akışlı filtrasyon Cross Flow Filtration Bio-Mass Treated Water Upward Air Flow along the cartridge

191

192

193

194

195

196 Döner Tip MBR Membranı

197 Döner Tip MBR Membranı

198 Döner Tip MBR Membranı

199 Ayrık Modül