Fırat Üniv. Fen ve Müh. Bil. Dergisi Science and Eng. J of Fırat Univ. 19 (1), 53-60, 2007 19 (1), 53-60, 2007 Elazığ Kenti Atıksu Arıtma Tesisi Çamur İşleme Birimlerinin İşletiminin Değerlendirilmesi Ayhan ÜNLÜ ve M. Sara TUNÇ Fırat üniversitesi Mühendislik Fakültesi Çevre Mühendisliği Bölümü, Elazığ, 23279 aunlu@firat.edu.tr (Geliş/Received:11.04.2006; Kabul/Accepted:04.01.2007) Özet: Bu çalışmada Elazığ Kenti Atıksu Arıtma Tesisi nin çamur işleme birimleri incelenmiş ve işletimi değerlendirilmiştir. Birimlerin gerek inşası gerekse işletilmesi esnasında görülen aksaklıklar ve çözüm önerileri de sunulmuştur. Ön çökeltme çamurunda ph 6.21-8.08, alkalinite 499-773 mg CaCO 3 /l, BOİ 5 460-1400 mg/l, KOİ 720-4160 mg/l, yağ ve gres ise 110-540 mg/l aralığında bulunmuştur. Sıcaklık 12.8-22.7 o C aralığında olup mevsimlere göre değişmiştir. Katı madde ve uçucu katı madde sırasıyla % 0.121-0.675 ve % 49.7-70.5 aralığında değişmiştir. Tesiste ön çökeltme ve ikinci kademe çökeltme çamurları birlikte yoğunlaştırıcıya verilmektedir. Yoğunlaşmamış ve yoğunlaşmış çamurun katı madde yüzdesi sırasıyla % 0.22-0.69 ve % 0.41-1.07, uçucu katı maddesi ise %55.8-77.71 ve %23.29-72.97 aralığında değişmiştir. Çamurların katı madde içeriğinin literatürdeki ve projedeki değerlerden düşük olduğu gözlenmiştir. Aktif çamurun çamur hacim indeksi 101.5-316 ml/g aralığında ölçülmüştür. Aerobik çamur çürütme havuzunda ph 7.38-8.23, sıcaklık 7.7-23.1 o C ve çözünmüş oksijen 0.14-3.0 mg/l aralığında değişmiştir. Askıda katı madde ve uçucu askıda katı madde sırasıyla 1960-9320 mg/l ve 1220-6470 mg/l aralığında değişmiştir. Anahtar Kelimeler: Çamur arıtma, Atıksu, Yoğunlaştırma, Aerobik çürütme, Ön çamur. Evaluation of Operation of Sludge Processing Units of Elazığ City Wastewater Treatment Plant Abstract: In this study, sludge treatment units of Wastewater Treatment Plant of Elazığ were observed and evaluated. Some problems observed in both construction and operation of units and solution suggestions have also been given. ph and alkalinity in the primary sedimantation sludge varied in the range of 6.21-8.08 and 499-773 mg CaCO 3 /L, respectively. BOD 5, COD and grease and oil were found between 460-1400 mg/l, 720-4160 mg/l and 110-540 mg/l, respectively. Temperature varied in the range of 12.8-22.7 o C according to season. Total dry solids and volatie solids varied in the range of 0.121-0.675% and 49.7-70.5%, respectively. Total dry solids and volatile solids of unthickened and thickened sludge were found in the range of 0.22-0.69% and 0.41-1.07%, 55.8-77.71% and 23.29-72.97%, respectively. It was observed that solids content of sludges was low according to literature and project values. Sludge volume index of activated sludge was found between 101.5 and 316 ml/g. ph, temperature and dissolved oxygen in aerobic sludge digestion tank varied in the range of 7.38-8.23, 7.7-23.1 o C and 0.14-3.0 mg/l, respectively. Suspended solid and volatile suspended solid were found between 1960 and 9320 mg/l and between 1220 mg/l and 6470 mg/l, respectively. Keywords: Sludge treatment, Wastewater, Thickening, Aerobic digestion, Primary sludge. 1.Giriş Atıksu arıtımı sonucu oluşan, uygulanan arıtma işlemine bağlı olarak ağırlıkça %0.25 ile %12 katı madde içeren atıklar arıtma çamuru olarak isimlendirilmektedir [1]. Atıksu arıtma tesislerinde üretilen çamurun miktarı ve karakteristikleri atıksuyun bileşimine, kullanılan atıksu arıtımının tipine ve daha sonra çamura uygulanan arıtma tipine bağlıdır. Tesise giren atıksu bileşimindeki değişimlerden ve arıtma proseslerindeki değişimlerden dolayı üretilen çamurun karakteristikleri aynı tesis içinde bile yıllık, mevsimlik ve hatta günlük olarak değişebilmektedir [2]. Çamur, atıksu arıtma prosesinin farklı kademelerinde oluşmaktadır. Atıksu çamurları ilk çamur, ikincil çamur ve kimyasal çamur olarak sınıflandırılmaktadır. İlk çamur, birinci kademe atıksu arıtımıyla üretilmektedir. 513
A. Ünlü ve M. S. Tunç Çökeltme havuzlarının işletme verimlerine bağlı olarak %2-8 katı madde içermektedir. İkincil çamur, aktif çamur sistemleri ve bağlı büyüme sistemlerini içeren ikinci kademe biyolojik arıtma prosesi ile üretilmektedir. Düşük katı içerikli (%0.5-2) bu çamurların yoğunlaşması ve susuzlaşması ilk çamurdan daha zordur [3]. Elazığ Kentsel Atıksu Arıtma Tesisi aktif çamur metodu ile işletilmektedir. Aktif çamur prosesi, ham atıksuyun mikroorganizma içeren geri devir çamuruyla karıştığı askıda kültür sisteminde mikroorganizmalardan oluşan, önemli miktarda enerji gerektiren ve büyük miktarda organik çamur üreten biyolojik bir prosestir [4, 5]. Proses, çözünmüş ve askıda organik kirleticilerin arıtılmış sulardan ayrılabilen biyokütleye ve gazlara (CO 2, CH 4, N 2 ve SO 2 ) dönüşümünü içermektedir. Çamur biyokütlesi son çökeltme havuzlarında ayrılabilen karışık mikroorganizma karışımından oluşmaktadır [6]. Klasik aktif çamur prosesinden gelen fazla çamurun günlük üretimi 15-100 l/kg giderilen BOİ civarındadır. Son zamanlarda aktif çamur prosesinden fazla çamurun üretimi, aerobik atıksu arıtımında karşılaşılan en ciddi problemlerden biridir. Fazla çamurun arıtımı toplam tesis işletme maliyetinin %25-65 ini tutabilmektedir [7]. Mekanik, biyolojik ve kimyasal arıtma metotları esnasında ayrılan ham çamur arıtmadan geçirilmelidir. Çamuru arıtmanın amacı hacmini azaltmak, çamuru stabilize etmek, suyu gidermek ve patojen organizmaları öldürmektir. Çamur arıtımı için pek çok arıtma metodu vardır. Çamur; yoğunlaştırma, stabilizasyon, şartlandırma, susuzlaştırma ve uzaklaştırma gibi ardışık arıtmadan oluşan kademelerde işlenilmektedir Elazığ Kentsel Atıksu Arıtma Tesisi nde çamur ön çökeltme ve ikinci kademe arıtma birimlerinde oluşmaktadır. Oluşan ham çamurlar yoğunlaştırma (graviteli yoğunlaştırma), stabilizasyon (aerobik çürütme) ve susuzlaştırma (çamur kurutma yatakları) kademelerinde ardışık olarak işlenilmektedir. Atıksu arıtma tesisinde üretilen çamur fazla miktarda su içermektedir. Hacmini azaltmak ve sonraki arıtma kademelerinin maliyetini azaltmak için yoğunlaştırılmalıdır. İlk çamurlar için etkili olan graviteli yoğunlaştırma, kullanılan en yaygın yoğunlaştırma metotlardan biridir. İlk çamur %3-5 e kadar yoğunlaşmaktadır. Yüksek hidrolik yüklemeler fazla olan katının taşmasına sebep olabilmektedir. Aksine düşük hidrolik yüklemeler septik şartlara ve kokulara sebep olabilmekte ve yüzen çamur meydana gelebilmektedir [8]. Yoğunlaştırma havuzundan çamur çekimi arttıkça katı madde bekleme süresi düşmekte ve çekilen çamurdaki katı madde konsantrasyonu düşmektedir. Uzun katı madde bekleme süresi nedeniyle gaz oluşmakta, oluşan bu gaz katı maddelerin yüzmesine ve çıkış suyunda katı madde kaçaklarına neden olmaktadır [9]. Arıtma çamurları patojenleri azaltmak veya gidermek, istenmeyen kokuları gidermek, potansiyel organik bozunmayı azaltmak, engellemek veya bu riskten kurtulmak için stabilize edilirler [10, 11 ]. Çürütme, atıksu arıtma tesislerinde çamurların stabilizasyonu için yaygın bir şekilde kullanılan biyolojik bir prosestir. Çürütme ya aerobik ya da anaerobik olarak uygulanabilir [12]. Atıksu çamurunu aerobik olarak çürütme, aerobik mikroorganizmaların çamurun biyolojik olarak parçalanabilen organik bileşenini tükettiği bir stabilizasyon prosesidir. Çürütmenin son ürünü kolaylıkla satılabilen kokusuz humus benzeri biyolojik olarak kararlı bir malzemedir. Anaerobik çürütmeden farklı olarak enerji geri kazanımı yoktur ve sürekli havalandırmalı olan proses enerji masraflarından dolayı pahalı olma eğilimindedir. Anaerobik çürütücü ile karşılaştırıldığında; işletim olarak daha esnek, prosesin başarısız olma eğilimi daha az ve koku potansiyeli düşüktür. Daha az işletme zorluklarına sahip ve daha az kalifiye elemana ihtiyaç vardır [13]. Aerobik çürütücülerde biyolojik stabilizasyonun hız ve boyutunun; karıştırma hızı, havalandırma süresi, reaktör sıcaklığı, çamurun ortalama bekleme süresi ve oksijen tüketim hızı gibi işletme şartlarından önemli ölçüde etkilendiği belirlenmiştir [14]. Genellikle çürütücülerden gelen kokular fazla bekleme sürelerinin ve yoğunlaşmış çamuru düşük hızda pompalamanın sonucudur [15]. Çamur kurutma yatakları tipik olarak çürütülmüş çamuru susuzlaştırmak için kullanılmaktadır. Kurutmadan sonra katılar ya düzenli depolama alanında bertaraf edilmekte ya 54
Elazığ Kenti Atıksu Arıtma Tesisi Çamur İşleme Birimlerinin İşletiminin Değerlendirilmesi da toprak şartlandırıcısı olarak kullanılmaktadır. Toplanan sızıntı suyu arıtma tesisine geri döndürülmekte ve arıtılmaktadır. Temel avantajları düşük maliyet, seyrek bakım ihtiyacı ve kurumuş üründe yüksek katı içeriğidir. Temel dezavantajları büyük yer ihtiyacı, kurutma karakteristikleri üzerinde iklim değişimlerinin etkileri, böcekler ve potansiyel kokulardır [8]. Atıksu çamurunun optimum kuruma için çok iyi çürümüş olması gerekir. Kuruyan çamuru yağmurdan korumak, kokuları ve böcekleri kontrol etmek ve soğuk hava boyunca kuruma sürelerini azaltmak için cam veya başka malzeme ile kapatılabilir [16]. Bu çalışmada Elazığ Kenti Atıksu Arıtma Tesisi çamur işleme birimlerinin işletme parametrelerinin değerlendirilmesi, birimlerin gerek inşası gerekse işletilmesi esnasında görülen aksaklıkların belirlenmesi ve çözüm önerilerinin sunulması amaçlanmıştır. Kaba+ince Izgara Kum Tutucu Burgulu Ön Çökeltme Pompa Binası Havuzu Havalandırma Havuzu Son Çökeltme Deşarj Yaklaşım Kanalı Parshall Savağı Geri Devir Pompa Çamur Kurutma Çamur Yoğunlaştırma Havuzu Aerobik Çamur Çürütme Havuzu Şekil 1. Elazığ Kenti Atıksu Arıtma Tesisi Akım Şeması 2. Materyal ve Metot Bu çalışmanın gerçekleştirildiği Elazığ Kenti Atıksu Arıtma Tesisi 2020 yılı kapasitesine göre projelendirilmiş olup 2000 yılı kapasitesini karşılayabilecek kısmı 1994 yılı sonunda işletmeye alınmıştır. Tesis ön arıtma, biyolojik arıtma ve çamur giderme ünitelerinden oluşmaktadır. Çamur arıtma sistemi yoğunlaştırma (graviteli yoğunlaştırma), stabilizasyon (aerobik çürütme havuzları) ve susuzlaştırmayı (klasik çamur kurutma yatakları) içermektedir. Elazığ Kenti Atıksu Arıtma Tesisi nin akım şeması Şekil 1 de verilmiştir. Giriş yapısındaki sürgülü kapaklar vasıtasıyla atıksu ön arıtma ünitesine girmektedir. Yüzen ve iri maddeler ızgaralarda tutularak atıksu kum tutucuya gönderilmektedir. Kum tutucuda tutulamayan inorganik ve çökelebilen organik maddeler ön çökeltme havuzunda giderilmektedir. Havuz tabanına çöken çamurlar yoğunlaştırma havuzlarına pompalanmaktadır. Savaklanan sular aktif çamur havalandırma havuzuna alınmaktadır. Havalandırma havuzunu terk eden sular biyolojik yumakların çökelmesi için son çökeltme havuzuna alınmaktadır. Son çökeltme havuzlarının çamur haznesinde toplanan çamurların bir kısmı havalandırma havuzlarına geri döndürülmekte, diğer kısmı ise çamur yoğunlaştırma havuzuna gönderilmektedir. Yoğunlaşan çamurlar aerobik çamur çürütme havuzlarına verilmektedir. Çürüyen çamurlar çamur kurutma yataklarına basılmakta ve çamurlar açık havada kurumaya terk edilmektedir. Kuruyan çamurlar zaman zaman temizlenerek nihai toplama alanına verilmekte ve zirai alanlarda kullanılmaktadır. Arıtılmış sular deşarj kanalı ile Kehli Deresi ne deşarj edilmektedir. Kehli Deresi nin suları deşarjdan 3-4km sonra Keban Baraj Gölü ne dökülmektedir [17]. 55
A. Ünlü ve M. S. Tunç Çalışma Elazığ Kenti Atıksu Arıtma Tesisi nde Temmuz 2002 ve Şubat 2003 zaman aralığında yürütülmüştür. Ön çökeltme havuzu çamurları, çamur yoğunlaştırma ve aerobik çamur çürütme havuzu muhtevasından ayda bir kez, her saat başı alınan (toplam 8 saat) numuneler karıştırılarak kompozit numuneler hazırlanmış ve analiz edilmiştir. Katı madde, uçucu katı madde, yağ ve gres, alkalinite ve KOİ analizleri Standart Metotlara (1989) göre yapılmıştır. Çamur numunelerinin toplam katı içeriği 105 o C de örnekler kurutularak ve uçucu katı madde içeriği toplam katı örnekleri yakılarak ölçülmüştür. KOİ açık reflux metodu, alkalinite titrasyon metodu ve yağ ve gres soxhlet ekstraksiyon metodu ile analiz edilmiştir [18]. Çözünmüş oksijen, sıcaklık ve ph ölçümü anlık numuneler alınarak yerinde yapılmıştır. Farklı saatlerde yapılan çözünmüş oksijen, sıcaklık ve ph ölçümlerinin ortalaması alınmıştır. Çözünmüş oksijen ve sıcaklık WTW Oxi 330 çözünmüş oksijen metre, ph Orion SA 720 ph metre ve BOİ 5 ise Lovibond ET 612 cihazı ile ölçülmüştür. 3. Bulgular ve Tartışma Tablo 1 de ön çökeltme havuzu çamurunun analiz sonuçları verilmiştir. Ön çökeltme havuzu çamurunun katı madde (KM) muhtevası %0.121-0.675 ve uçucu katı madde (UKM) muhtevası %49.7-70.5 aralığında bulunmuştur. Literatürde bu değerler %5-9(tipik %5) ve %60-80(tipik %65) aralığında değişmektedir [8,9]. Katı maddenin literatürdeki değerlerden çok düşük ve uçucu katı maddenin genellikle belirtilen değerlerde olduğu görülmektedir. Projede hedeflenen katı madde %4 tür. Ön çökeltme çamurundaki % katı maddenin düşük olması, 3-4 saatte bir çalıştırılması gereken teleskopik vanaların ve pompaların sürekli çalıştırılmasından kaynaklanmıştır. Çok sulu olan bu çamur, çamur yoğunlaştırma havuzlarına verildiğinde daha fazla hacim kaplamasına ve çamurun havuzda daha kısa sürede kalmasına neden olmuştur. Tablo 2 de yoğunlaştırma havuzuna giren çamur miktarı ve havuzda bekleme süresi verilmiştir. Ön çökeltme havuzu çamurunun sıcaklığı 12-8-22.7 o C, ph sı 6.21-8.08, alkalinitesi 499-773 mg CaCO 3 /l aralığında bulunmuştur. Literatürde ph 5.0-8.0(tipik 6.0) ve alkalinite 56 500-1500 mg CaCO 3 /l (tipik 600) aralığında değişmekte[8] ve elde edilen değerlerin bu aralıkta olduğu görülmektedir. BOİ 5 ve KOİ sırasıyla 460-1400 ve 720-4160 mg/l olarak saptanmıştır. Yağ ve gres ise 110-540 mg/l aralığında bulunmuştur. Daha önce çamur yoğunlaştırma havuzlarından birinin tabanı çökmüş, havuzun ortasındaki redüktör dişlilerin parçalanmasına neden olmuş ve havuz yeniden inşa edilmiştir. İnşa esnasında yapılan hatalar ve eksiklikler, uygun ve yeterli malzeme kullanılmaması ya da zemin etüdünün iyi yapılmaması sonucu bu tür sorunlar yaşanmıştır. Yoğunlaştırma havuzlarının yüzeyinde duru su bulunması gerekirken araştırma döneminde yoğunlaştırma havuzlarının yüzeyi tamamen çamurla kaplanmıştı. Çamurlar, savakları aşıp suyun toplandığı çıkış kanalında birikmişti. Bazı aylarda ise çamur seviyesi sıyırıcıların bağlı olduğu köprülere ulaşmış, havuz ve çıkış kanalları, savaklar tamamen batmıştı. İlk çamur ve atık aktif çamur birlikte yoğunlaştırma havuzuna verilmektedir. Çamur hacim indeksi 101.5-316 ml/g aralığında değişen atık aktif çamurun iyi çökelebilirlik özelliğine sahip olmaması da çamurun yüzeyde toplanmasında etkili bir faktör olarak değerlendirilmektedir. İlk çamurlar iyi yoğunlaşma özelliklerine sahip oldukları için graviteli yoğunlaştırıcıların kullanımı uygundur. Oysa atık aktif çamurun bu yöntemle yoğunlaşması sınırlıdır, çoğunlukla mekanik olarak yoğunlaştırılmaktadır. Bu çamurların yoğunlaşabilirliliğini geliştirmek için koagulant maddeler kullanılmaktadır [19]. Mevcut tesiste ilk çamur ve atık aktif çamurun birlikte yoğunlaştırma havuzuna verilmesi çamurun yüzeyde toplanmasında etkili başka bir faktör olarak değerlendirilmektedir. Yere gömülü olarak inşa edilen havuzlardan çamurlar zaman zaman taşıp etrafa yayılmıştı. Havuzların dışına taşan bu çamurlar organik madde içerikleri yüksek olduğundan koku ve sinek sorunu oluşturmakta ve tesis işçilerinin sağlığı için tehlike arz etmektedir. Bu havuzların suları ve çamurları havuzun dışına taştığında zeminin ıslak kalmasına ve havuzun oturmasına yol açabileceği düşünülmektedir. Çamur yoğunlaştırma havuzu giriş çamurunun ph sı 6.04-7.93, sıcaklık 11.6-22.4 o C ve çözünmüş oksijen (Ç.O) 1.0-3.7 mg/l
Elazığ Kenti Atıksu Arıtma Tesisi Çamur İşleme Birimlerinin İşletiminin Değerlendirilmesi aralığında bulunmuştur. Yoğunlaşmamış ve yoğunlaşmış çamurun katı madde yüzdeleri Tablo 3 te verilmiştir. Yoğunlaşmamış çamurun katı madde ve uçucu katı madde muhtevası sırasıyla %0.22-0.69 ve %55.8-77.71 aralığında değişmiştir. Yoğunlaşmış çamurun katı madde ve uçucu katı madde muhtevası sırasıyla %0.41-1.07 ve %23.29-72.97 aralığında bulunmuştur. Literatürde karışık çamurun (ön çökeltme ve atık aktif çamur) katı konsantrasyonu yoğunlaşmamış çamur için %0.5-1.5 ve yoğunlaşmış çamur için %4-6 aralığındadır [8]. Tespit edilen değerlerin bunlardan oldukça düşük olduğu görülmektedir. Projede çamur yoğunlaştırıcıda çamur konsantrasyonunun %3-5 e çıkarılması hedeflenmiştir. Yoğunlaştırma havuzuna gelen çamurun katı madde yüzdesinin çok düşük olması fazla yer kaplamasına, hidrolik bekletme süresinin azalmasına ve çamurun kabarmasına yol açmakta, sonuçta çamur yeteri kadar yoğunlaşamamaktadır. Atık aktif çamurun iyi çökelebilirlik özelliğine sahip olmaması (aktif çamurun çamur hacim indeksi değeri 101.5-316 ml/g aralığında) da çamurun yüzeyde toplanmasındaki faktörlerden birisi olarak değerlendirilmektedir. İnceleme süresince zaman zaman çok fazla rahatsız edici kokular hissedilmiştir. Bu durum çamurun septik hale geldiğinin bir göstergesidir. Septikleşme sonucu çamurun yoğunlaşması azalmış, duru su fazındaki katı madde muhtevası aşırı derecede artmıştır. Fazla miktarda katı madde ihtiva eden supernatant tasfiye tesisinin giriş pompa haznesine verilmekte ve ön çökeltme havuzunun fazla yüklenmesine neden olmaktadır. Bu durum çamurun ön çökeltme havuzunda yüzeye yükselmesine sebep olmaktadır. Tablo 1. Ön Çökeltme Havuzu Çamurunun Analiz Sonuçları ph Sıcaklık ( o C) Ç.O KM (%) UKM * (%) Yağ ve Gres KOİ BOİ 5 Alkalinite (mg CaCO 3 /l) Temmuz 7.11 22.7 0.6 0.424 58.5 388 - - 536 Ağustos 7.60 22.5 1.2 0.396 49.7 370 4160 460 - Eylül 7.42 21.9 1.8 0.413 60.3 490 3320 780 773 Ekim 7.45 20.9 0.9 0.198 57.1 240 1000 680 589 Kasım 6.21 17.5 0.3 0.675 70.5 330 2150 1400 - Aralık 8.08 12.8 2.1 0.121 54.5 110 720 460 499 Ocak 7.81 13.9 1.0 0.182 58.2 130 1050 600 569 Şubat 7.51 13.1 1.0 0.372 63.4 540 3480 780 647 * UKM % si toplam katı maddenin yüzdesidir. Tablo 2. Yoğunlaştırma Havuzuna Giren Çamur Miktarı ve Havuzda Bekleme Süresi Ön Çök. Çam. (m 3 /gün) Atık Aktif Çamur (m 3 /gün) Yoğ.Hav.Giren Çam. (m 3 /gün) Temmuz 897.96 742 1639.96 17.65 Ağustos 1554.24 411 1965.24 14.73 Eylül 2181.60 418 2599.60 11.13 Ekim 2181.50 550 2731.55 10.59 Kasım 623.70 480 1103.70 26.22 Bekleme Süresi saat Şubat 93.05 824 917.07 31.56 Yoğunlaştırma havuzu toplam hacmi= 603x2 m 3 Projedeki bekleme süresi= 20.4 saat Tablo 3. Yoğunlaşmamış ve Yoğunlaşmış Çamurun Katı Madde ve Uçucu Katı Madde Değerleri Aylar Yoğunlaştırma Havuzu Girişi Yoğunlaştırma Havuzu Çıkışı KM (%) UKM * (%) KM (%) UKM * (%) Ağustos 0.65 55.80 - - Eylül 0.47 64.10 - - Ekim 0.23 59.23 0.49 65.50 Kasım 0.69 77.71 0.83 23.29 Ocak 0.27 67.55 0.41 72.97 Şubat 0.22 58.60 1.07 67.75 57
A. Ünlü ve M. S. Tunç Aerobik çamur çürütme havuzlarında organik kirlilik yükü çok yüksektir. Bu nedenle bu havuzlara yeteri kadar çözünmüş oksijen verilmelidir. Aerobik çamur çürütme havuzu karışımının analiz sonuçları Tablo 4 de verilmiştir. Havuzdaki çözünmüş oksijen konsantrasyonu 0.14 ile 3.0 mg/l aralığında değişmiştir. Çözünmüş oksijen konsantrasyonu düşük olduğu zaman anaerobik şartlar oluşmakta, koku ve sinek problemi ortaya çıkmakta, filamentli büyüme meydana gelmektedir. İyi bir işletme için havuzdaki çözünmüş oksijen konsantrasyonu her noktada 1 mg/l seviyesinde olmalıdır. Aerobik çamur çürütme havuzlarında ph ve sıcaklık değerleri sırasıyla 7.38 ila 8.23 ve 7.7 ila 23.1 o C aralığında değişmiştir. Yaz aylarında 21 o C ve üzerinde olan sıcaklık kış aylarında 9.7 ve altına düşmüştür. Sıcaklığın çok fazla düşük olması çamurun çürümesini geciktirir ve yaz aylarına göre daha uzun süreye ihtiyaç duyulur. Mevcut sistemde aerobik çamur çürütme havuzlarından alınan çamurların katı madde içeriği çok düşüktü. Bunun nedeni yoğunlaştırma havuzlarından iyice yoğunlaşmamış çamurun gelmesi ve aerobik çamur çürütme havuzlarında çürümüş çamurdaki duru suyu alacak bir sistemin mevcut olmamasıdır. Kurutma yataklarına gönderilen çürümüş çamur etrafa taşmış, yollar ve arazi çamur içinde kalmıştır. Bu çamurların çoğu rögarlara dolarak girişteki burgulu pompaya gelmekte ve arıtma kalitesinin düşmesine neden olmaktadır. Kurutma yataklarında biriken su uzun zaman göllendiğinden kışın don olayı kurutma yataklarının çevresindeki betonarme perdelerin aşınmasına, dağılmasına sebep olmuştur. Bazı kurutma yatakları yol kotu seviyesine gelmiştir. Bu tesiste kuruyan çamur kurutma yataklarından dozerle sıyrıldığı için hem drenaj boruları kırılıp tıkanmakta hem de fazla miktarda kum da alınıp götürülmektedir. Bu işlem sırasında kum ve çakıl tabakası karışmış, çamurla birlikte alınan kumun yerine tekrar kum serilmemiş ve bu şekilde tekrar çamur verilmiştir. Bu durum kurutma yatağının işlevini istenilen sürede ve şekilde yerine getirmesine engel olmuştur. Gelen çamurun su muhtevasının yüksek olması ve kum yatağının uygun olmaması nedeniyle mevcut 58 drenaj borularıyla bu suyun uzaklaştırılması çok uzun zaman almaktadır. Tablo 4. Aerobik Çamur Çürütme Havuzu Karışımı Analiz Sonuçları Sıcaklık ( o C) ph Ç.O TKM UKM Mayıs 21.0 7.39 0.14 4494 2559 Haziran 21.2 7.85 1.4 4274 2461 Temmuz 23.1 7.52 0.3 - - Ağustos 21.3 7.79 1.4 6410 3800 Eylül 20.4 7.56 1.9 8520 5200 Ekim 18.6 7.69 0.2 5570 3430 Kasım 13.2 7.38 0.3 4940 3460 Aralık 7.7 8.23 3.0 1960 1220 Ocak 8.3 7.77 1.1 3630 2490 Şubat 9.7 7.71 0.6 9320 6470 4. Sonuç ve Öneriler Ham ön çökeltme çamurunun alkalinite, BOİ 5, KOİ ve yağ ve gres değerleri sırasıyla 499-773 mg CaCO 3 /l, 460-1400 mg/l, 720-4160 mg/l ve 110-540 mg/l aralığında değişmiştir. Tesiste ön çökeltme ve ikinci kademe çökeltme çamurları (atık aktif çamur) karıştırılıp birlikte yoğunlaştırıcıya verilmektedir. Ham ön çökeltme çamuru ve yoğunlaşmamış karışık çamurun (ön çökeltme çamuru+atık aktif çamur) katı madde içeriği sırasıyla %0.121-0.675 ve %0.22-0.69 aralığında bulunmuştur. Bu değerlerin, literatürdeki değerlerden ( sırasıyla %5-9 ve %0.5-1.5) ve projede hedeflenen değerden (%4) düşük olduğu gözlenmiştir. Projede çamur yoğunlaştırıcıda çamur konsantrasyonunun %3-5 e çıkarılması hedeflenmiş olmasına rağmen tesiste %0.41-1.07 aralığında kalmıştır. Ham ön çökeltme çamuru, yoğunlaşmamış karışık çamur ve yoğunlaşmış çamurun uçucu katı madde muhtevası sırasıyla %49.7-70.5, %55.8-77.71 ve %23.29-72.97 aralığında bulunmuştur. Ölçülen çamur hacim indeksine (101.5-316 ml/g aralığında) göre aktif çamurun iyi çökelme özelliğine sahip olmadığı görülmüştür. Ön çökeltme çamuru, yoğunlaşmamış karışık çamur ve aerobik çamur çürütme havuzu çamurunun ph değerleri sırasıyla 6.21-8.08, 6.04-7.93 ve 7.38-8.23 aralığında değişmiştir. Sıcaklık değerlerinin ise sırasıyla 12.8-22.7, 11.6-22.4 ve 7.7-23.1 o C aralığında olduğu gözlenmiştir. Çamur
Elazığ Kenti Atıksu Arıtma Tesisi Çamur İşleme Birimlerinin İşletiminin Değerlendirilmesi sıcaklıkları hava şartlarına doğrudan bağlı olduğu için sıcaklıklar hava şartları ile değişmiştir. ph, alkalinite ve uçucu katı madde içeriğinin genelde uygun olduğu gözlenmiştir. Aerobik çamur çürütücülerde zaman zaman çözünmüş oksijen değerinin (0.14-3.0 mg/l) düşük olduğu gözlenmiştir. Bu çalışma sonucu atıksu çamuru arıtma birimlerinde işletme sorunlarının çözümü için gerekli önlemler ve öneriler aşağıda sunulmuştur. 1. Çamur yoğunlaştırma havuzlarındaki çökmelerin en önemli nedeni inşa aşamasında zemin etütlerinin çok iyi yapılmaması ve yeraltı su seviyesi yüksek ya da çürük zeminlere göre gerekli tedbirlerin alınmamasıdır. Tesisin ikinci etabının inşaatında bu konuya önem verilmelidir. 2. Ön çökeltme havuzlarının çamurunu almak için teleskopik vanalar sürekli çalıştırıldığı için ön çökeltme çamurlarının katı madde içeriği çok düşüktür. Daha yoğun çamur elde etmek için ön çökeltme teleskopik çamur hattından 3-4 saatte bir veya bu süreden daha kısa zaman aralıklarında vanalar çalıştırılıp çamur çekimi yapılmalıdır. Halbuki tesiste teleskopik vanalar ve pompalar sürekli çalıştırılarak çamur alınmaktadır. Çamur hattındaki tıkanmaları önlemek için bu birime kum girişi önlenmeli, basınçlı su enjeksiyonu yapılarak gevşeme temin edilmeli, boru hatları basınçlı su ile geri yıkanmalı, tıkanmış hatlar tam olarak açılarak çamurların fazla beklemesine müsaade edilmemeli, çamurlar sık sık alınmalıdır. Ayda en az 2 defa emme veya deşarj boruları basınçlı su ile temizlenmeli, pompanın tıkanıp tıkanmadığı kontrol edilmelidir. Çamur uzaklaştırma işlemine başlamadan bir saat evvel sıyırıcılar çalıştırılmalıdır. 3. Çamur yoğunlaştırıcılarda savaklar batmış duruma getirilmemelidir. Çamurların havuz dışına taşmasına izin verilmemelidir. Havuzların dış betonarme kısımları aşınmıştır, bunlar onarılmalıdır. Katı madde yüzdesi yüksek ön çökeltme çamurlarının (tesisin projesinde %4, mevcut hali %0.12-0.68 aralığında) yoğunlaştırıcıya ulaşması sağlanmalıdır. Tesisteki SVI değerleri 101.5-316 ml/g aralığında bulunmuştur. İyi çökelme özelliğine sahip aktif çamurun (SVI değeri 100-150 ml/g arasında) havuza ulaşması sağlanmalıdır. Yoğunlaştırma havuzundaki sıyırıcılar vasıtasıyla çamurlar sürekli karıştırılarak çamurdaki suyun yukarı çıkması ve ağırlıkları dolayısıyla katıların çökelmesi temin edilmelidir. Havuzdaki çamurlar septik şartlar oluşmayacak ve çamur yoğunlaşacak şekilde bekletilmelidir. Çamur yoğunlaştırma havuzu karıştırıcısı ve sıyırıcısının çalışması kontrol edilmelidir. 4. Aerobik çamur çürütücülerin ph, sıcaklık ve çözünmüş oksijen değerleri her gün ölçülmelidir. Aerobik çamur çürütme havuzlarında çözünmüş oksijen konsantrasyonu 0.14-3.0 mg/l aralığında bulunmuştur. Bu değer en az 1 mg/l seviyesinde tutulmalıdır. Yeterli oksijenin sağlanması için yüzeyden havalandırma yerine batmış havalandırıcılar kullanılması faydalı olabilir. Kış aylarında prosesin gecikmesini önlemek ve ısı kayıplarını minimuma indirgemek için havuz duvarlarına izolasyon yapılabilir, tankların üzeri kapatılabilir. 5. Kurutma yataklarının betonarme perdeleri yeniden inşa edilmelidir. Çamur kurutma yataklarına çamurlar boşaltıldığında taşırılmamalıdır. Çamur kurutma yataklarındaki kurumuş çamur üzerine ıslak çamur verilmemeli, çünkü böyle bir uygulama çamurun suyunu vermesini güçleştirir ve ancak buharlaşma ile çamur kurur. Devrede olmayan kurutma yataklarının bakım ve onarımı yapılarak yeniden devreye sokulmalıdır. Çamur kuruduktan sonra belli periyotlarda yaklaşık olarak (20 cm olduğu zaman) elle bu iş için yapılmış özel sıyırıcılarla kurutma yatakları temizlenmelidir. Drenaj sistemine zarar verdiği, kum çakıl tabakası karıştığı için temizlemede dozer gibi ağır makinalar kullanılmamalıdır. Çamurun sıyrılışı sırasında bir miktar kum gideceği için zaman zaman yatağa kum serilmelidir. Kum ve çakıl tabakasının birbirine karışmamasına dikkat edilmelidir. Çamur uygulanmadan önce sıkışmış olan kum tabakası gevşetilmeli ve bu durumda kum-çakıl tabakası karıştırılmamalıdır. 6. Klasik kurutma yatakları genellikle küçük ve orta büyüklükteki yerleşimler için kullanılmaktadır. Çok nüfuslu yerleşim yerleri ve soğuk iklimli bölgeler için çamur kurutma yatakları pek ekonomik değildir. Ayrıca tesislerde çok fazla yer kaplamaktadır. Bunların yerine ekonomik ve işletilmesi kolay ve çamuru iyi susuzlaştırılan alternatif sistemler düşünülmelidir. 59
A. Ünlü ve M. S. Tunç Teşekkür Bu çalışma, Elazığ Kenti Atıksu Arıtma Tesisi İşletme Parametrelerinin Değerlendirilmesi adı altında 621 nolu proje ola- rak Fırat Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi (FÜBAP) tarafından desteklenmiştir. 5. Kaynaklar 1. Küçükhemek, M. ve Berktay, A. (2005). Uzun havalandırmalı aktif çamur prosesinde oluşan çamurların stabilizasyonu ve karakterizasyonu, I.Ulusal Arıtma Çamurları Sempozyumu- AÇS2005, İzmir, 153-160. 2. Yurtsever, D. (2005). Use of treatment plant sludges as biosolid, Master Thesis, Graduate School of Natural and Applied Science of Dokuz Eylül University, İzmir. 3. Berkin, S. (2002). Determination of physical and chemical properties of treatment plant sludges, Master Thesis, Graduate School of Natural and Applied Science of Dokuz Eylül University, İzmir. 4. Boo, O.C. and Aguilar, A.S. (1998). A knowledge base for wastewater treatment plants: The case of on activated-sludge facility, Expert Systems with Applications, 14, 53-61. 5. Álvarez, E. A., Mochón, M. C., Sánchez, J. C. J. and Rodríguez, M. T. (2002). Heavy metal extractable forms in sludge from wastewater treatment plants, Chemosphere 47, 765-775. 6. Oviedo, M.D.C., Lāpez-Ramirez, J.A., Mārquez, D.S. and Alonso, J.M.Q. (2003). Evaluation of on activated sludge system under starvation conditions, Chemical Engineering Journal 94, 139-146. 7. Liu, Y. and Tay, J.H. (2001). Strategy for minimization of excess sludge production from the activated sludge process, Biotechnology Advances, 19, 97-107. 8. Metcalf and Eddy (2003). Wastewater Engineering, Treatment and Reuse, 4 edition, Mc Graw-Hill New York. 9. Filibeli, A. (2005). Arıtma Çamurlarının İşlenmesi, D.E.Ü. Mühendislik Fakültesi Yayınları No:255, İzmir, 254s. 10. Akyarlı, A.ve Şahin, H. (2005). Arıtma çamurlarının bertarafında kireç kullanımı, I.Ulusal Arıtma Çamurları Sempozyumu- AÇS2005, İzmir, 191-200. 11. Yurtsever, D., Kıpkıp, L. ve Alpaslan, M.N. (2005). Atıksu arıtma çamurlarının biyokatı olarak kullanılması, I.Ulusal Arıtma Çamurları Sempozyumu-AÇS2005, İzmir, 425-434. 12. Novak, J.T., Sadler, M.E. and Murthy, S.N. (2003). Mechanisms of floc destruction during anaerobic and aerobic digestion and the effect on conditioning and dewatering of biosolids, Water Research, 37(13), 3136-3144. 13. Bernard, S. ve Gray, N.F. (2000). Aerobic digestion of pharmaceutical and domestic wastewater sludges at ambient temperature, Water Research, 34(3), 725-734. 14. Khalili, N.R., Chaib, E., Parulekar S.J. and Nykiel, D. (2000). Performance enhancement of batch aerobic digesters via addition of digested sludge, Journal of Hazardous Materials, 76, 91-102. 15. Lue-Hing, C., Zenz, D.R. and Kuchenrither, R. (1992). Municipal Sewage Sludge Management: Processing, Utilization and Disposal. 16. Eckenfelder, W.W. and Santhanam, C.J. (1981). Sludge Treatment, Marcel Dekker, New York. 17. Tunç, M.S. (2003). Elazığ Kenti Atıksu Arıtma Tesisi işletme parametrelerinin değerlendirilmesi, Yüksek Lisans Tezi, Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 95s. 18. APHA, AWWA, WPCF (1989). Standart Methods for Examination of Water and Wastewater, American Public Health Association, USA. 19. Bogner, R. (2005). Mechanical sluge treatment and drying methods as process steps for sewage sludge disposal-overview, I.Ulusal Arıtma Çamurları Sempozyumu-AÇS2005, İzmir, 299-310. 60