Atıksu Miktar ve Özellikleri

Transkript

1 Atıksu Miktar ve Özellikleri Tasarım Debi ve Yükleri 1 Atıksu Miktarını Belirleyen Faktörler Proje nüfusu Sızma Yağış şiddeti, yer altı suyu seviyesi Sanayi debileri ve değişimi 2 Atıksu debisinin belirlenmesi Kişi başına su kullanımından gidilerek: Sanayi hariç bütün su tüketimleri evlerde tüketilene dahil edilerek hesaplama yapılır. Türkiye de genellikle bu yöntem kullanılır. Servislere bölme yöntemiyle: Tesisler için ayrı debi tahmini Meskenler, kurum ve kuruluşlar, ticari faaliyetler Turistik tesislerden gelen debiler ayrı ayrı hesaplanır. Daha çok özel yerlerde bu yaklaşım uygulanır. Çeşitli kuruluşlardan kaynaklanan atıksular için geniş bilgi MUSLU (1996) ve Metcalf&Eddy (2003) de bulunabilir. ABD de su tüketiminin Türkiye nin biraz üzerinde olduğuna dikkat edilmelidir. Debi ölçümü ve verilerin değerlendirilmesi suretiyle Pik faktörleri kabulü ile 3 1

2 ATIKSULARIN MİKTARI ve DEBİ HESABI Atıksu miktarı: Kişi başına su tüketimi: toplam l/n.gün arasında verilir (iller Bankası ve diğer (İSKİ v.b) proje şartnameleri) İTÜ Çevre Mühendisliği Bölümünün son araştırmaları, Türkiye genelinde şebekelere verilen su miktarının l/n.gün arasında değiştiğini göstermektedir. Şebekeye verilen bu suyun tamamı tüketiciye ulaşmaz. Aynı araştırma, şebekede meydana gelen kayıplar Türkiye genelinde %20-%60 arasında değiştiğini göstermiştir. Evlerden kaynaklanan atıksuya ilaveten kurumlar ve ticari faaliyetlerden kaynaklanan ve sızmadan ileri gelen (sanayi hariç) atıksu miktarı l/n. Gün arasında değişmektedir. Projelerde bu fiili değerlerin bir emniyet payıyla kullanılması tavsiye edilir. 4 Atıksu miktarı Atıksu miktarları şehir ve kasabaların durumuna ve içme suyu kaynaklarına bağlı olarak değişmektedir. Kişi başına su ihtiyaçları lt/n.g arasında seçilmektedir. Bir tasfiye tesisinin boyutlandırılması için debilerin bilinmesi gerekmektedir. Bir kasaba veya şehrin atıksu tasfiye tesisine gelen debi, evsel, sanayii ve sızma debilerinin toplamı olarak bulunabilir. 5 Evsel debi hesabı için yerleşme merkezinin gelecekteki nüfus bilinmelidir. Bir bölgenin gelecekteki nüfusunu tahmin etmek için kullanılan hesap usulleri; Aritmetik Artış, Geometrik Artış, İller Bankası, Benzer Şehir, Lojistik Eğri, Azalan Hızlı Artış Metodları olarak sayılabilir. 6 2

3 Ülkemizde gelecekteki nüfusun tahmininde İller Bankası Yönetmeliği kullanılmaktadır. Bu metot aslında sınırlandırılmış geometrik artış usulüdür. Gelecekteki nüfus N g; N g = N s (1+p/100) (30+t) ifadesiyle bulunabilir. Burada; t : Son nüfus yılı ile projenin yapıldığı yıl arasındaki sene farkıdır. p: Nüfus artış hızı olup 7 p: Nüfus artış hızı olup p = ( a N 5 / N ı 1 ) * 100 ifadesiyle hesaplanabilir. Burada; N s : Son nüfus sayım neticesi N i : İlk nüfus sayım neticesi a : İki sayım arasındaki senelerin farkıdır. Şayet hesap neticesinde; p 3 ise p = 3; p < 1 ise p = 1; 1 p 3 ise aynen alınır. 8 Atıksu Debilerinin Hesabı Atıksu tasfiye tesislerine gelen atıksu debilerinin hesabında evsel, sanayii ve sızma debileri toplamı dikkate alınmaktadır. Yani günlük toplam debi; Q = Qev + Qsanayi + Qsızma olarak hesaplanmaktadır. 9 3

4 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 90 arasındaki belirli bir kesri kanallara intikal etmektedir. 10 Bu yüzden 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. 11 Buna göre debiler : Qh = max Qev /n1 + Qsanayi/n2 + Qsızma / 24 Q24 = ( max Qev + Q sanayi + Qsızma) / 24 Qmin = ort Qev /n3 + Qsanayi /n4 + Qsızma /24 bağıntılarıyla bulunabilir. Burada; Qh : Hesap debisi, m3/saat Q24 : Ortalama debi, m3/saat Qmin : Minimum debi, m3/saat n1,n2,n3 ve n4 sabitleri göstermektedir 12 4

5 n 1 sabiti gün içindeki salınımları temsil eder ve nüfusa bağlı olarak değişmektedir. n 1 sabitinin değerleri nüfusa bağlı olarak Tablo 2.5. de gösterilmiştir. Görüldüğü üzere n 1 sabiti 10 ila 20 arasında bir değerdir. n 1 değerini göstermek üzere mesela n 1 = 14 için hesap debisi Q 14 işaretiyle de gösterilmektedir. 13 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 sanayii debisi dikkate alınmaz. Üç vardiya çalışan tesislerde ise n 4 =24 alınabilir. 14 Özet Minimum debi : Q min = (24/37)*Q 24 Ortalama debi : Q 24 Hesap debisi : Q h = (24/14-18)*Q 24 Maksimum debi (kurak): Q max,k =(24/12)*Q 24 Maksimum debi (yağışlı): Q max,y = 1.5*Q max,k (alınabilir) 15 5

6 Maksimum Debi için Bazı formüller (ABD de kullanılır) Q Q Q Q Q max avg max avg max P 5 P wh ere P Population 3.2 Q avg 5 6 in Thousands 16 Pik faktörü grafiği (ABD) 17 Özet (ABD uygulamaları) Saatlik pik :Günlük ortalama Kurak hava: Yağışlı hava: Saatlik pik : Günlük maksimum Yağışlı hava:

7 The Volumes of WW Fig 1: Influent to Tuelso wastewater treatment plant (Denmark, July 10-11, 1980) 19 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). 20 Fig 4: Influent to Sjaelso wastewater treatment plant, Birkerod, Denmark 21 7

8 22 Influent Ejby Molle wastewater treatment plant, Odense, Denmark, data for dry-weather 24 hour periods

9 Sanayi Yükünün Bulunması Sanayiden gelen yük ve debinin bulunması için çeşitli usuller vardır: a.eşdeğer nüfus hesaplanıp, evlerden gelen atıksular içinde düşünülebilir. Neşd=(Qsan*CBOİ)/BOİ5 yükü (g/kişi.g) b. Üretim türü ve miktarına göre, anketlerle su tüketimi belirlenerek, literatür bilgileri ile her bir sanayi için ayrı ayrı yük hesaplanır. C. Debinin zamanla değişimi bilfiil ölçülmek suretiyle elde edilebilir. d. Sanayi bölgelerinde hektar başına debi alınmak suretiyle hesaplanabilir. Mesela ( lt/sn. ha ) gibi. 26 Table 1.3: Industrial wastewater. Specific production and and concentration. 1kg BOD7 coressponds approx kg BOD (BOD5) 27 9

10 Table 1.3: Industrial wastewater. Specific production and and concentration. 1kg BOD7 coressponds approx kg BOD (BOD5)

11 Population Equivalent (PE) 31 Sızma Debisi Tahmini Sızma debisinin bulunması için çeşitli usuller vardır: a. Evlerden gelen debinin belli bir yüzdesi olarak kabul edilir. Mesela ortalama günlük debinin % 50 - % 100 ü gibi. b. Kanalların hizmet ettiği alana bağlı olarak bulunabilir. Yani su toplama havzasının alanından hesaplanabilir (lt/sn.ha) gibi. c. Kanal uzunluğuna göre bulunabilir. Mesela 0.80 (lt/sn.km) gibi. 32 Düzce,

12 d. Kanal uzunluğuna ve çapına bağlı olarak tahmin edilebilir. Mesela 0.5 ila 5.0 (m3/gün. km. cm) gibi Ortalama bir değer olarak 2.5 alınabilir. Ayrıca muayene bacalarından atıksu mecrasına giren debi de bu miktara ilave edilmelidir.0.4 (m3/gün/baca sayısı) gibi değerler alınabilir. Yukarda verilen değerler atıksu kanallarının inşa kalitesi, zemin durumu gibi pek çok faktörlere bağlıdır. Bu değerlerin mertebe hakkında fikir vermek açısından verildiği hatırda tutulmalıdır. 34 Kirlilik Yükleri Kirlilik yükleri Kişi başına kirlilik yükü kabulleri ile Konsantrasyon kabulleri ile Arıtılacak atıksuyun yeterli süre ile ve yeterli sayıda nümune alınarak katakterize edilmesi Suretiyle belirlenir. 35 Kirlilik Yükleri BOİ5: toplumum beslenme alışkınlıklarına v.s. bağlı olup g BOİ 5 /N.G. aralığında değişmektedir. Ancak bu değer ülkemizde g/n.gün arasında değişmekte, projelerde 54 ila 60 g/n.g. arasında seçilmektedir. Toplam Kjeldahl Azotu (15) g/n.g, Toplam Fosfor 3-6 (4) g/n.g alınabilir

13 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 (*): Öztürk ve diğ.,1992 ye atıf yapılmaktadır. 37 Domestic Wastewater/Municipal Wastewater 38 Ratios in domestic wastewater 39 13

14 Kişi başına günlük su sarfiyatı lt. arasında değişmektedir. Su sarfiyatının 150 lt. olarak kabul edilmesi halinde atıksu içinde bulunabilecek askıda ve katı madde Tablo 2.3. de verilmiştir. 40 Atıksularda AKM dışında, azot, fosfor, klorür, yağlar v.s. de bulunmaktadır. Bu ve benzeri parametrelerin konsantrasyonları Tablo 2.4.'de verilmiştir. 41 ATV-131 (2000) 42 14

15 Proje debisi ve yükünün seçimi Atıksu miktar ve özellikleri değişkendir. Şehirden şehire değişir. Aynı şehirde zaman içinde değişir. Mevsimlik Günlük Saatlik değişimler olur. Arıtma tesisi bu değişimlere, en ekonomik şekilde cevap verebilmelidir. 43 Proje debisi ve yükünün seçimi Debi ve yük değişiminin etkisi birimden birime değişir. Çeşitli birimler için farklı debi ve yükler gözönüne alınır. Değişim, genel olarak pik faktörleri ile karakterize edilir. Ancak, önemli projelerde ölçüm yapılması ve ölçümlerin yorumlanması faydalıdır. İstatistiki değerlendirme yapılır. Çevre faktörleri ve çevresel etkiler her durumda çok dinamiktir. Mühendisler, bu dinamik faktör veya etkileri yorumlamak için mutlaka istatistik kullanırlar. İstatistiği iyi bilmelidirler. Metcalf&Eddy Bölüm 3 okunacak 44 Boyutlandırmada kullanılan tipik debiler Debi Faktörü Uygulama alanı Saatlik pik Pompalar ve kanallar (borular), ızgara, kum tutucu, çöktürme havuzları, filtreler, klor temas havuzu Maks. günlük Çamur pompaları >1-günlük maks.izgara atıkları ve kum için depolama ihtiyacı Maks. haftalık Kayıt ve raporlama Maks aylık Kayıt ve raporlama, kimyasal madde depolama tesisi Min. saatlik Pompaların durdurulma süresi, debi ölçerlerin en düşük ölçme aralığının tayini Min. günlük Giriş kanallarında katı madde çökelmesi kontrolu Min. Aylık Düşük akım dönemlerinde devrede tutulacak birim ayısı 45 15

16 Boyutlandırmada kullanılan tipik yükler Yük faktörü Uygulama Maks. günlük Biyolojik proses üniteleri > 1-gün max. Çamur yoğunlaştırma ve susuzlaştırma sistemleri Süreli pik Çamur arıtma birimleri Maks. aylık Çamur depolama tesisi Min. günlükdamlatmalı filtre geri devir oranı

17

18