Municipal Wastewater Recovery by Aerobic Membrane Bioreactor (AMBR): Antalya Case Study Aerobik Membran Biyoreaktör (AMBR) ile Atıksu Geri Kazanımı: Antalya Örneği Yılmaz F 1., Otuzaltı M. M 2 1 Akdeniz Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Çevre Mühendisliği Bölümü, Kampüs Antalya 2 Antalya Su ve Atıksu İdaresi Genel Müdürlüğü (ASAT), Antalya
İçindekiler Giriş Su Geri Kazanımının Önemi Su Geri Kazanımında AMBR Teknolojisi Materyal ve Metot Bulgular Tartışma ve Sonuç
Giriş 2050 yılında dünya nüfusunun 2,5 milyar kişi artması beklenmektedir (Godfrey vd. 2010). Son yüzyılda insan nüfusu 3 kat artarken suya ulan ihtiyaç 7 kat artmıştır (Türkiye nin Su Riskleri Raporu). Küresel ısınmaya bağlı iklim değişikliğinin, kuraklık, su kıtlığı, tarımsal verim kaybı, orman yangınları ve turizm kaybı gibi etkileri vardır. Son 25 yılda Akdeniz havzasında yağışlar %20 oranında azalmıştır (Türkiye nin Su Riskleri Raporu).
Su Geri Kazanımının Önemi Tatlı su kaynaklarının yaklaşık %70 i tarımda kullanılmaktadır. Artan nüfusun yanı sıra gelir ve tüketim düzeyinin yükselmesi ve gıda ürünlerine yönelik taleplerin artması da su kaynakları üzerinde ilave baskı yaratmaktadır. Uzmanlara göre bu talep artışını karşılayabilmek için, tarımsal sulamada kullanılan su miktarının 2050 yılına kadar iki katına çıkması gerekebilir (Faures ve diğerleri, 2007). * TÜRKİYE NİN SU RİSKLERİ RAPORU (2014) Tablo: Tatlı su kaynaklarının sektörel olarak (%) kullanımı (Muslu, 2015) Su Kullanım Sektörü İçme ve Kullanma Dünya Ortalamaları Gelişmiş Ülkeler Gelişmekte Olan Ülkeler Az Gelişmiş Ülkeler Avrupa Türkiye 8 10 15 10 7 16 15 16 Tarım 67 70 39 52 86 33 72 75 Sanayi 22 23 46 38 7 51 10 12
Su Geri Kazanımında AMBR Teknolojisi Aerobik Membran Biyoreaktör (AMBR) biyolojik reaktörler ile membran teknolojisinin kombine edilmesiyle ortaya çıkmış bir teknolojidir. Biyolojik arıtmadan sonra, çöktürme havuzu yerine ultrafiltrasyon (UF) veya mikrofiltrasyon (MF) membranları kullanılarak, ayırma işlemi gerçekleştirilmektedir. Atıksu Aktif Çamur Reaktörü I Aktif Çamur Reaktörü II Çökeltim Tankı Kum Filtre Dezenfeksiyon Çıkış Suyu Membran
AMBR ın Avantajları Modüler olması Düşük ayakizi Çöktürme probleminin olması İlave dezenfeksiyona ihtiyaç duymaması Kapasite artırımına uygun olması Yüksek kalitede çıkış suyu Mevcut aktif çamur sistemlerine uygulanabilmesi Düşük çamur oluşumu Düşük alan ihtiyacı Su geri kazanımına imkan vermesi
AMBR ın Dezavantajları Membran yüzeyinin kirlenmesi Membran kanallarında tıkanma Yüksek işletme maliyetleri Yüksek ilk yatırım maliyeti Prosesin kompleks olması Kalifiye eleman ihtiyacı
Amaç ve Motivasyon Antalya 2 milyonun üzerindeki nüfusuyla Türkiye nin 5. büyük ilidir. Antalya sınırları içerisinde ASAT tarafından işletilen 32 adet AAT bulunmaktadır ve her gün 903.000 m 3 /gün atıksu arıtılarak Antalya körfezine deşarj edilmektedir. Yaz-kış nüfusu arasındaki büyük farklar atıksu miktarına doğrudan yansımakta ve atıksu arıtma tesislerine gelen yükü önemli ölçüde değiştirmektedir ve mevcut atıksu arıtma tesislerinin işletilmesinde problemlere neden olmaktadır. Bunun yanında Antalya nın 650 km lik sahil şeridi ile geniş bir yerleşim alanına sahip olması küçük yerleşim alanlarında atıksu arıtma teknolojilerinin uygulanmasını zorlaştırmaktadır. Bu doğrultuda yapılan çalışmada AMBR prosesinin küçük yerleşim alanlarında ve su geri kazanımının önemli olduğu bölgelerde uygulanması ve gelecekte karşılaşılması muhtemel su kıtlığı problemlerinin önüne geçilmesi amaçlanmıştır.
Materyal ve Metot HURMA AMBR AAT Bilgileri Kapasite: 400 m 3 /gün Membran modülü: Koch Puron Hollow Fiber Membranes Gözenek çapı:0,03 μm Membran alanı: 660 m 2 Ortalama Tasarım Akısı: 25 LMH Proses akış: Tambur elek-mbr tankı
Bulgular Hurma AAT Tesis Verileri 11.09.2017 tarihinden itibaren elde edilen ortalama debi: 375 m 3 /gün Ortalama akı değeri: 24 LMH
Bulgular Hurma AAT Tesis Verileri KOİ Giriş (mg/l) 518 Çıkış (mg/l) 21 Giderim (%) 96 AKM Giriş (mg/l) 253 Çıkış (mg/l) 6 Giderim (%) 97,6
Bulgular Hurma AAT Tesis Verileri Bulanıklık Giriş (mg/l) 170 Çıkış (mg/l) 2 Giderim (%) 98,8 AMBR Ortalama MLSS konsantrasyonu: 12597 (mg/l)
Bulgular Tablo: Elmalı A 2 O tip AAT ve Hurma AMBR tip AAT lerinin çıkış suyu kalitelerinin Kentsel Atıksu Arıtımı Yönetmeliği ne göre karşılaştırılması Parametre Birim Deşarj Limiti Hurma AMBR AAT BOİ mg/l 25 5 KOİ mg/l 125 21 AKM mg/l 35 6 TN mg/l 15* 60 TP mg/l 2* 4,7 Çıkış suyu değerleri incelendiğinde BOİ, KOİ ve AKM açısından deşarj limitleri sağlanmaktadır. TN ve TP değerlerinde ise nütrient gideriminin olmamasına bağlı olarak limitler sağlanamamaktadır.
Bulgular Tablo: AMBR çıkış suyunun sulama suyu kalitesi açısından incelenmesi Ek 7.1 Sulamada geri kullanılacak arıtılmış atıksuların sınıflandırılması Parametre Birim AMBR Standart Sınıf A a Bulanıklık NTU 2 <2 NTU Koliform BOD Sınıf B b Bulanıklık Fekal Koliform BOİ AKM adet/100 ml mg/l NTU adet/100 ml mg/l mg/l 10 6 0 <20 <2 NTU <200 <30 <30 Ek 7.2 Sulama suyunun kimyasal kalitesinin değerlendirilmesi için geliştirilmiş tablo Sınıf A: Ticari olarak işlenmeyen gıda ürünler ve kentsel alanların sulanması Sınıf I: Kullanım zararı yok Sınıg II: Kullanımı az-orta zararlı *Damlatmalı sulama için uygun Toplam Çözünmüş Madde İletkenlik mg/l µs/cm - 1680 <500 (Sınıf I) 500-2000 (Sınıf II) <700 (Sınıf I) 700-3000 (Sınıf II) Sodyum* mg/l 208 <70 mg/l (Sınıf I c ) >70 mg/l (Sınıf II d ) SAR 3,4 3-6 ise EC>1,2 (Sınıf I a ) Klorür* 258,7 <100 mg/l (Sınıf I c ) >100 mg/l (Sınıf II d ) Bor µg/l 179,1 <0,7 mg/l (Sınıf I c ) >100 mg/l (Sınıf II d )
Bulgular Tablo: AMBR çıkış suyunun sulama suyu kalitesi açısından incelenmesi Ek 7.7 Sulama sularında izin verilebilen maksimum ağır metal ve toksik elementlerin konsantrasyonları Ek 7.9 Geri kazanılmış atıksuda olabilecek nütrient seviyeleri Parametre Birim AMBR Standart Lityum mg/l 0.025 2.5 mg/l Bor µg/l 179.1 0.001 mg/l Aluminyum µg/l <4.3 5 mg/l Arsenik µg/l 9.7 0.1 mg/l Kadmiyum µg/l 3.5 0.01 mg/l Krom µg/l 4.7 0.1 mg/l Kobalt µg/l 4 0.05 mg/l Bakır µg/l 9 0.2 mg/l Florür mg/l 0.19 1 mg/l Demir µg/l 51.7 5 mg/l Kurşun µg/l <17 5 mg/l Mangan µg/l 5 0.2 mg/l Nikel µg/l <3.4 0.2 mg/l Çinko µg/l 88.7 2 mg/l Molibden µg/l - 0.01 mg/l Vanadyum µg/l - 0.1 mg/l Selenium µg/l - 0.02 mg/l Berilium µg/l - 0.1 mg/l Toplam Azot mg/l 60 7-18 Toplam Fosfor mg/l 4.7 0.3-5
Sonuçlar Denitrifikasyon kademesinin ilavesi ile AMBR prosesi sulama suyu standartlarını tümüyle sağlayabilir. AMBR prosesi atıksu içerisindeki nütrientlerin kullanımını mümkün kılmaktadır. AMBR prosesinin modülerliği, kapasite artırımına müsaade etmesi ve yüksek çıkış suyu kalitesi sağlaması gibi özellikleri AMBR prosesini özellikle küçük yerleşim alanları için uygun bir su geri kazanım teknolojisi haline getirmektedir. Bu çalışma atıksuyun su döngüsüne kazandırılması ile Antalya da sürdürülebilir atıksu yönetimi için kalıcı bir çözüm olabilir. Önümüzdeki süreçte küçük yerleşim alanlarındaki atıksu arıtımı problemlerinin AMBR uygulamaları ile çözülmesi beklenmektedir.
Teşekkürler