JFIZIKSEL ARITIM. Çevre Y, Müh, Perihan EKİCİ Ç.İL Müh. Mim, Fak, Çevre Müh.Böl. Balcalı / ADANA

Transkript

1 JFIZIKSEL ARITIM Çevre Y, Müh, Perihan EKİCİ Ç.İL Müh. Mim, Fak, Çevre Müh.Böl. Balcalı / ADANA Atıksu antma tesislerinde üç grup temel işlem ve süreç vardır. Bunlar : _ Fiziksel işlemler Kimyasal süreçler _ Biyolojik süreçlerdir. Şekil I de bîr atıksu antma tesisinde fiziksel işlemlerin riıuhtemel yeri görülmektedir Başlıca fiziksel temel işlemler : Jtzgaradan geçirme _ Öğütme _ Kum tutma _ Dengeleme _ Karıştırma _ Yumaklaştırma _ Çökeltme _ Yüzdürme Başlıca fiziksel işlemler sırasıyla ele alınacaktır. 1

2

3 ]. İZGARADAN GEÇİRME 1.1. Genel Su ve kullanılmış sulann arıtılmasında ızgaralar başlıca şu amaçlar için kullanılırlar; a) suların ve atıksuların içerisinde bulunan katı maddelerin pompa vb. tesisata zarar vermemesi için bu maddeleri sudan ayırmak, b) böylece diğer arıtma ünitelerine gelecek yükü hafifletmek, c) yüzücü maddeleri sudan ayırmak suretiyle yüzeysel suların görünüşünün bozulmasına meydan vermemek ve böylece suların dezenfekte edilmesi halinde dezenfeksiyon işlerinin verimini artırmak ( kullanılan dezenfektan maddenin bir kısmı aksi halde bu kaîı ve yüzücü maddeler tarafından tüketilir ). İzgaralar "Elle Temizlemeli" ve "Mekanik Temizlemeli" olarak iki grupta incelenebilir. Bu iki tip ızgaranın bazı özellikleri aşağıdaki tabloda verilmiştir,

4 Elle temizlemeli ızgaralar genellikle küçük boyutlu arıtma tesislerinde kullanılır. Ancak son yıllarda küçük tesislerde dahi mekanik temizlemeli ızgaralar tercih edilmektedir. Böylece iş gücünden tasarruf edildiği gibi, tıkanma dolayısıyla taşma gibi sorunlarda önlenmektedir, İzgaranın alüminyum ve paslanmaz çelik malzemeden yapılması gerekir, 1.5. Mekanik temizlemeli ızgaralar: Şekil 2 mekanik temizlemeli ızgaraları örneklendirmektedir; Şeh/J.SL-Mekanik Temizlemeli Izgara Mekanik temizlemeli ızgara satın.alınabilecek bir ekipmandır. Ancak, tasarım mühendisi aşağıdaki bilgileri hazırlamalıdır: - ızgara kanalının boyutları - kanalda su seviyesi değişkenliği - çubuklar arasındaki aralık ızgaranın hangi yöntemle kontrol edileceği. Tutulan maddelerin ızgara eleği üzerinde birikmesi zamanla koku ve sinek oluşumuna sebep olabilir. Bu gibi durumlarda bunların ızgarayı izleyen bir öğütücüde parçalanarak, çökeltim havuzundaki çamurla birlikte çökelmesi sağlanır Tutulan maddelerin uzaklaştırılması Izgarada tutulan maddeler aşağıdaki yöntemlerle uzaklaştırılabilir: a) çöpe karıştırılarak b) toprağa gömülerek c) yakılarak d) ızgara çubukları arasından geçecek şekilde parçalandıktan sonra tekrar ızgara önündeki suya iade edilmek üzere arıtma tesisinde işleme tabi tutularak, Izgaralardaki tutulan madde mîktan kullanılan ızgara, kanalizasyon sistemi ve coğrafi bölgeye bağlıdır. 4

5 11. ÖĞÜTME Öüütme işleminde kullanılan öğütücü makinalar, tutulan maddeleri su içinde parçalayarak suya geri vermede kullanılır. İletilen debinin büyüklüğüne göre öğütücü makinalar çeşitli tiplerde imal edilirler. Proje mühendisi kendi amacına göre bunlardan birini seçer, 5

6 III. KUM TUTMA III.l. Genel Atıksu arıtma tesislerinde kum tutma olarak belirtilen işlem, kum ve çakıl gibi atıl maddeleri sudan ayırmak ve bunların arıtma tesisinin diğer ünitelerine geçmesini önlemek amacıyla uygulanır.kum tutucular sayesinde çeşitli arıtma ünitelerinde toplanan çamurun zararsız hale getirilmesi işlemleri de kolay olur. Çünkü kum daha önce ayrılmış olduğundan buralarda artık sadece organik maddeler toplanacaktır. Başlıca kum tutucu tipleri yatay akışlı ve havalandırmalı olmak üzere iki grup halinde incelenebilir. Yatay akış tipinde akış kanal şeklindeki kum tutucu boyunca yatay yöndedir ve akışın doğrusal hızını ünitenin boyutları veya çıkıştaki özel savağın boyutları belirler. Havalandırmalı kum tutucuda helezoni akışlı bir havalandırma tankı mevcuttur ve helezoni akış ünitenin boyutları ve tanka verilen hava miktarı ile kontrol alımda tutulur. 1J] # 2. Yatay akışlı kum tutucular * Yatay akışlı kum tutucular 0.2 mm çaplı, 2.65 özgül ağırlığı olan parçacıkları çökeltmek üzere tasarlanmıştır. Bu tip kum tutucularda yatay akış hızını 0.3 m/sn civarında tutmak çok önemlidir Bu değerin %25 üzerine çıkıdığı takdirde, bir miktar kum çökelmeye tabi olmadan atıksu ile sürüklenir. Bu değerin %25 altında kalındığı takdirde, hedef alınmayan organik parçacıklar da çökelebilir. Belirli bir değerden daha küçük çaplı taneleri, suyun yatay sürükleme kuvveti sayesinde tabana çkelmesîne engel olmak için, kum tutucularda yatay hızın mümkün mertebe sabit kalması istenir Bu amaçla kum tutucunun çıkış tarafma çeşitli akım kontrol yapılan konur ( Şekil 1 ).

7 III.3. Havalandırmalı kum tutucular Yatay akışlı kum tutucularda kum yıkama ekipmanlarına gerek duvulmasıve kum taşıma ekıpmanlanndaki aşırı aşınma, özellikle büyük arıtma tesislerinde.havalandırmalı kum tutucuların tercih edilmesine neden olmuştur Havalandırmalı kum tutucuların diüer bir faydası da, istenmeyen gazların atıksudan sıyrılması ve havalandırma sayesinde atıksuyun aerobik duruma getirilmesi ve arıtımının kûlaylaştmlmasıdır. Sıkıştırılmış hav enjeksiyonu ile yaratılan türbülans hafif oroanik katı partikülleri askıda tutarken, daha ağır olan kum dibe çöker. Bu tip kum tutucuda yatay hız değil, karıştırma hızı tayin edicidir. Bu hız çok yüksekse kum havuzdan dışarı taşınır : çok düşükse organik katı maddeler de kumla birlikte çokelebıjır. Fakat hava miktarıyla oynamak suretiyle bu hız rahatça ayarlanabilir Havalandırmalı kum tutucuların boyutlandınlmasına ait tipik tasarım parametreleri Tablo 1 de verilmiştir. Tablo 1- Havalandırması Kum Tutucular için Tipik Tasarım Verileri Tanım Aralık Tipik Boyutlar Derinlik, m Uzunluk, m Genişlik, m Genişük-derinnk oranı Pik Debide Tutma zamanı, dk. Hava miktar» m 3 / dk. m uzunluk Kum ve Çamur miktarı Kum, m 3 /10 3 m :1-5: , :

8 Şekil 2 de havalandırmalı bir kum tutucu örneklendirilmektedir. 8

9 IV. DENGELEME IV.L Genel Atıksu arıtma tesislerinde atıksu debileri genellikle sabit değildir. Debi dengeleme işleminin amacı değişikliklerden meydana gelebilecek düzensizlikleri önleyerek düzenli ve kararlı bir akış sağlamaktır, Debi dengeleme havuzu debideki değişkenlikleri bünyesinde berterafeden bir depolama tankıdır.bu havuz hat üzerine veya hat dışına yerleştirilebilir. Genel olarak dengeleme ızgaradan geçirme ve kum tutma işlemlerinden sonra yapılmalıdır. Dengeleme havuzları toprak beton veya çelikten inşa edilebilir. Toprak havuzların maliyeti daha düşüktür. Şekil 1 tipik bir toprak dengeleme havuzu kesitini göstermektedir. Gerek hat üstü gertk hat dışı dengeleme havuzlarında karıştırma ve havalandırmaya ihtiyaç duyulmaktadır. Karıştırma fîcipmanları tank muhtevasını karıştırır ve katıların çökelmesini önler. Karıştırma gereksinimini azaltmak için, kum tutma üniteleri dengeleme havuzlarından önce yerleştirilmiş olmalıdır yerleştirilmiş olmalıdır. 220 m g/l İlk AKM li bir atıksu için, karıştırma gereksinimi kw/m 3 dür. Atıksuyum septik hale gelmesini havalandırma engeller. Karıştırma ve havalandırma aynı zamanda mekanik aeratör kullanarak sağlanır. 9

10 V, KARIŞTIRMA Y\l. Genel Karıştırma temel işlemi, birden fazla maddenin birbiriyle karışması için uygulanan bir işlemdir. Karıştırılan maddeler birden fazla sıvı olabileceği gibi, sıvıların içinde katıların askıda tutulması, katılar veya gazların eritilmesi de söz konusu olabilir. Su ve atıksu arıtma tesislerinde karıştırma İşlemine sık rastlanır. Bazı örnekler, - Kimyasalann atıksuya ilavesi - Biyolojik arıtma süreçlerinde, organizmalara gerekli havanın temini için havanın aktif çamurla karıştın İması - Flokülasyon işlemi için, alüminyum veya demir sülfat gibi yumaklaştırıcı veya kireç ve polielektrolit gibi yardımcı maddelerin suya ilave edilerek floklaşmanm sağlanması - Muhtelif kimyasal maddelerin dozlama için hazırlanması Şekil 1 çeşitli karıştırıcı tiplerini göstermektedir.

11 \\2. Karıştırıcı Tipleri Anima tesislerinde en yayum rastlanan karıştırıcı tipleri ; _ paddle _ türbin _ gemici pervanesi dir. Paddle kanşîıncılann sıvıyla temas eden geniş bir yüzey alanı olduğundan, bunlar yavaş olarak döndürülür. Bu tür karıştırıcılar özellikle floklaştırma ve yumaklaşîırma işlemlerinde alum, kireç, polielektrolil gibi maddelerin atıksu veya çamurla karıştırılması için kullanılır. Türbin tipi karıştırıcılar genel amaçlı olup, özellikle sıvıların birbirleriyle karışımı, çamur karıştırma gibi uygulamalarda başarılıdır, Gemici pervaneler ise kuvvetli eksene! akımlar yaratırlar ; katıların askıda tutulması, gazların sıvılarla karıştırılması uygulamalarında başarılıdırlar. 11

12 VLYUMAKLAŞT1RMA Tanelerin birbiriyle çarpışarak daha büyük kümeler halinde birleşmesine yumaklaşma ( flokülasyon ) adı verilir. Yumaklaştırma hızı, birim hacim içinde, birim zamanda, taneler arasındaki temas sayısının bir fonksiyonudur. Tanelerin birbirleriyle çarpışması, çökelme hıklarının farklı olmasından meydana geleceği gibi, çeşitli noktalarda SIM hızının değişik olmasındanda kaynaklanabilir. Su ve atıksulann arıtılması işleminin suya kimyasal madde ilave edilip, meydana gelen yumaklaşmayı hızlandırmak için mekanik sistemle sıvı kitlesi harekete getirilir. Bu amaçla Şekil 1 de görülen yavaşdönme ile suyu karıştıran kanatlar kullanılır. Böylece suya bir enerji verilerek hızgradyanı oluşturulur. Bu esnada hızın fazla olması olumsuz yönde etki ederek oluşan yumaklan parçalar. Bu nedenle G hız gradyanının belli sınırlar arasında kalması istenir, Yumaklaştıncî imal eden firmalar ve işletmeler tarafından kanat büyüklüğü, kanat aralığı ve kanat hızı ile ilgili olarak sayısız deneyler yapılmıştır. Bu deneylere göre kanatların dış kenarına hızın 0 a 6 m/s ile 0.9 m/s arasında olması halinde, yumaklar parçalanmadan yeterli bir türbülansın meydana geldiği anlaşılmaktadır.

13 VII, ÇÖKELTME VIL 1. Genel Çökeltme işlemi katı parliküllerin dibe çökerek sıvı fazdan ayrılması esasına dayanır. Çökeltme işleminin bazı uygulamaları : - kum ayırma - birincil çöktürme havuzlarında partikü! madde ayırma - aktif çamur sürecinde biyolojik flok çökelmesi - kimyasal yumakîaşma sürecinde kimyasal flok çökelmesi - çamur kalınlaştıncılarda katıların kalınlaştınlma işlemi VIL 2. Çökelme Türleri Parçacıkların çökelmesi sırasında dört tür çökelme mekanizmasına rastlanır. Bunlar : - 1. Tip - Ayrık parçacık - 2. Tip - Yumaklı Tip - Engelli - 4, Tip - Basınçlı Ï. Tip Çökelme : Ayrık parçacık Süspânsiton halinde parçacıklar kendi başlarına ( ayrık olarak ) hareket ederek komşu parçacıklarla herhangi bir girişimde bulunmadan münferit olarak çökelme eğilimindedir Örnek olarak atıksudaki kum, çakıl gibi maddeler ayrık olarak çökelirler 2, Tıp Çökelme : Yumaklı Çökelme Eğer bir süspansiyon çeşitli büyüklüte tanelerden meydana geliyorsa, çapı ve çökelme hızı küçük olan tanelen daha büyük ve daha fazla yoğunluğa sahip olanlar tarafından geçilir ve bu esnada ianeler çarpışarak kümeler ( yumakîaşma ) meydana getirir. Böylece kitleleri artar ve daha hzln çökelirler. 3* Tip Çökelme : Engelli Çökelme Eğer bîr süspansiyon aynı büyüklükte tanelerden meydana gelirse, bu taneler bir bütün olrak harekete geçerler ve süspansiyon ile berrak su arasında gayet net bir arakesit bırakarak çökelirler. Konıpresyon olayı üstteki sıvı fazdan sürekli çökelmekte olan parçacıkların ağırlığı eykisiyle.meydana gelmektedir, 4. Tıp Çökelme : Konıpresyon Çökelme Bir noktadan sonra parçacıklar o kadar yogunlaşırki yapısal bir kütle oluşur ve artık çökelme bu kütlenin kompresyonu ile gerçekleşir Kompresyon olayı üstteki sıvı fazdan sürekli çökelmekte olan parçacıkların ağırlığı etkisiyle meydana gelmektedir. 13

14 VIII. YÜZDÜRME MILL Genel Katı veya sıvı - sıvı ayırımı ilkesine dayanan, yukarıya doğru gerçekleşen yüzdürme olayı, sudaki bulunan hafif batmayan ince veya kaba askıda katı maddelerin, ve atık sudaki bulunan askıda organik veya inorganik bileşiklerin ve yağ cinsi maddelerin., mikroskobik gaz kabarcıkları aracılığıyla yüzeye getirilip, tabaka halinde bırakılmasıdır. Daha sonra/sıyıncılar aracılığıyla, yüzen tabaka, alttaki su tabakasından ayrılmaktadır, VITI.2. Kullanım Alanları Suların ve atıksuların arıtımında, lifler, algler, yağ, gres, çeşitli askıda ince mineraller gideriminde ; aynı zamanda biyolojik çamur, kimyasal olarak yumaklaştınlmış çamurun koyulaştırıimasında kullanılmaktadır, VIIÏ.2. Pratik uygulama sahaları Evsel atıksu arıtımında, aynı zamanda, petrokimya, konserve, gıda, maden ocakları, çamaşırhane atıksulannın arıtımında uygulanmaktadır. Çeşitli yüzdürme yönyemleri, farklı ekipmanlarla ve ünitelerde yapılmaktadır. ( Şekil 1 ). Şekil L- Çeşitli Yüzdürme Sistemleri 14