BÎYOLOJ 3tK ^\RXTMÂ TES :E SLER dc NDK GtRÎS İSLETME SORUNLARI ÇEVRE MÜH. HALİL GEZER ÖZGÜN ÇEVRE LTD. ŞTİ - İZMİR Biyolojik arıtma tesisi deyince hemen EVSEL ATIKSU arıtma tesisleri akla gelir. Çünkü Dünyanın her yerinde oidufu gibi yurdumuzda da evsel kaynaklı atık sular BİYOLOJİK yöntemlerle arıtılır.kimyasal yöntemler bu sularda ekonomik olmıyacafı w için kullanılmazlar, Dolayısıyla Biyolojik Arıtma tesislerinin işletme sorunlarını değinirken özellikle evsel atıksu arıtma tesisleri ve ağırlıkla da AKTİF ÇAMUR SİSTEMLERİ üzerinde duracağız.çünkü yurdumuzda en yaygın olarak uygulanan ve en çok isletme sorunu yaşanan tesisler de bunlardır. Biyolojik arıtma,kısa ve öz olarak ; atıksuda bulunan çözünmüş veya çözünmemi organik kirleticilerin, mikroorganizmalar tarafından besi maddesi olarak kullanılarak karbondioksit, su ve yeni mikroorganizmalara dönüştürülmesi olarak tanımlanabilir. BÎYOLOJ±KL ARITMA Biyolojik Arıtma; AEROBİK ve ANAERÛBÎK, yani HAVALI ve HAVASIZ olmak üzere iki ana işlem ile gerçekleştirilir.bunların kademeli olarak birlikte uygulamalarıda mevcuttur, Yıliardanberi ve malesef hala çofuyerde kullanılan FOSEPTtK, ilkel bir anaerobik arıtma sistemidir. Foseptiklerde arıtma kontrolsüz olarak.tabii şartlarda olmakta ve verimi çok dü^ük seviyede kalmaktadır. Bu sistemler arıtma amacından çok biriktirmek veya sızdırmak amacıyla yapıldığından önlenmeli ve mutlaka sızdırmasın olarak yapılması, toplanan suların da düzenli olarak merkezi arıtma tesislerine taşınması sağlanmalıdır. Anaerobik arıtma,teknolojik anlamda- yüksek kirlilik içeren endüstriyel tesislerde ve çamur işleme sistemlerinde, yüksek verimliliği ve ekonomikliği nedeniyle önemli uygulama olanağı bulmaktadır.arıtım sonucu ortaya çıkan metan gazından enerji kazanımı sağlanabilmektedir. 1
Bu tür tesislerin işletilmesi teknoloji» bilgi ve eğitimli eleman gerektirir,örneğin ph kontrol sisteminde oluşacak arıza nedeniyle sisteme kontrolsüz olarak girebilecek değişik ph ve sıcaklıkta şok yükler,tüm sistemin kısa bir sürede bozulmasına neden olabilir. Aerobik arıtmanın en yaygın uygulamaları Aktif Çamur Sistemleri, Damlatmalı filtre ve biyodisk sistemleridir. Arıtmayı yapacak olan mikroorganizmalar aktif çamur sistemlerinde askıda, yani suda karışım halindedir.damlatmalı filtre ve biyodiskte ise bir yüzeye yapışık, sabit haldedir, Biyodisk sistemlerinde tesisin en önemli kısmini disk malzemesi ve tahrik mekanizması oluşturmaktadır,bu sistemler yurdumuzda henüz ^ yaygın bir kullanım olanağı bulamamıştır.dışarıdan* (ithal) getirilmiş sistemler ve yerli uygulayıcıların kurduğu az sayıdaki biyodisk sistemlerinin çoğu da öseliikle DİSK MALZEMESîNîN deformasyonu sonucu kullanım dışı kalmış durumdadır. Bilindiği kadarıyla da Yurdumuzda yaygın olarak BÎYÖDÎSK UYGULAYICISI bir firma yoktur. Ancak Biyodiskin gerekli teknolojik düzeyde yapılması durumunda, özellikle küçük yerlerde uygun bir sistem olabileceğini de belirtmek gerekir» Damlatmalı filtreler özellikle yüksek kapasiteli kentsel âtıksuların arıtılmasında uygulanan bir yöntemdir.îller Bankası tarafından yaptırılan Akhisar,Manisa atıksu arıtma tesisleri hâlen çalışmakta olan iki büyük örnektir.alaşehir, Balıkesir, Lüleburgaz ve Develi (Yozgat) Atıksu Arıtma tesisleri de yine îller Bankası tarafından Damlatmalı filtre olarak yaptırılacak olan yerlerdir, Damlatmalı filtrelerde karşılaşılan en önemli isletme sorunu dolgu malzemesinin tıkanmasıdır,bu durumda su dağıtımının üniformlugu, yeterli havalanma sağlanamaz ve sistem bozulur. Aktif çamur sistemleri, Yurdumuzda ve dünyada en çok uygulama alanı bulmuş evsel atıksu arıtma yöntemidir.dolayısıyla teknolojisi en çok geliştirilen ve en çok uygulayıcısı olan sistemde budur.yurdumuzda en küçüğünden en büyüfüne kadar bir çok kentsel atıksu arıtma tesisleri de bu sistemle yapılmış ve yapılmaktadır. Çevre Mühendisliği hizmeti veren, Atıksu Arıtma Tesisi yapıyorum diyen tüm firmalar aktif çamur sisteminin değişik uygulamalarını yapmış fve yapmaktadır. <2
ÎŞLETME BİYOLOJİK. EVSEL ATIKSU ARITMA TESİSLERİNDE yaşanan İŞLETME SORUNLARININ çoğu insan kaynaklıdır,mekanik kaynaklı olanlar ela genelde bakım ve isletme hatasından oluştuğu için insan kaynaklı sorun olarak değerlendirilebilir, özellikle küçük tesislerde bilinçli bir işletmecilik yok denilecek gibidir.tesiskendi haline terk edilmiştir.motorlar çalışır ama işlev yapıp yapmadığını kontrol eden, anlıyan bir işletmeci yoktur.tesisten bir motor sesinin gelmesi veya atıksuyun tesise giriş çıkış yapması bazı tesis sahipleri aççısından tesisin çalıştığının bir kanıtı olarak iddia edilir, Her tesiste 24 saat işletmecilik yapacak personel gerekmese bile, en küçük ve en teknolojik tesise bile günlük ilgi gerekir,her tesiste peryodik işleri yapacak; ızgarayı temizliyecek, blowerlerin çalışmasını, dinliyecek, havalandırma havuzundaki karışımı, çıkış suyunun durumunu gösetliyecek ve değişimleri işletme defterine kaydedecek biri mutlaka olmalıdır. Ayrıca tüm tesislerin, proses kontrolü açısından mutlaka bir ÎSLETMECİCEVRE MÜHENDİSİ nîn peryodik kontrol ve bakxmi altında olmasında, yanibir İSLETME DANIŞMANLIĞI hizmeti alınmasında büyük fayda vardır. Böylesi bilinçli işletmecilikle olası mekanik ve proses arızalarının önüne geçilir. Meydana gelen arıza kısa sürede giderilir ve tesisin verimi ve ekonomik ömrü uzatılır. Tipik bir evsel atıksu arıtma tesisi başlıca; Izgara, kum tutucu, ön çöleltme,havalandırma, durultma, klorlama» çamur çürütme ve çamur susuşlaıtırma sistemlerinden oluşur. Şekil ı. deki proses akım şemasında da görüldüğü gibi Bu ünitelerin hemen hemen tümü büyük kapasiteli kentsel atıksu arıtma tesislerinde mevcuttur. Son uygulamalarda iller bankası klorlama sistemini yaptırmamaktadır. Çamur kurutma yatakları yerine de belt-press gibi teknolojik çamur susuzlastırma üniteleri tercih edilmeye başlanmıştır. En yaygın akilde uygulanan küçük yerleşim birimleri için yapılan tesislerde ise genelde ızgara, havalandırma, durultma (son çökeltme) ve klorlama üniteleri mevcuttur. Bunun yanında, bazı küçük tesislerde atıksular bir dengeleme havuzunda toplandıktan sonra havalandırma havuzuna alınmakta ve artık ^ çamur içinde çamur çürütme-depolama üniteleri yapılmaktadır. 3
İSLETME Klasik bir AKTİF ÇAMUR SİSTEMİNDE karşılaşılan başlıca işletme sorunları şöyle özetlenebilir: Izgara ve kumtutucular: Büyük tesislerde kaba ve ince ızgara sistemi mutlaka vardır. Kaba ızgara elle temizlemeli, ince ızgara da genelde mekanik temizlemeli bir sistemdir. Kaba ızgarada karşılaşılan en büyük sorun, ızgaranın düzenli temizlenmemesinden kaynaklanır, înce ızgarada da yine istenmiyen maddelerin yarattığı tıkanma veye başka mekanik arızalar sorun yaratır. Kum tutucularda yaşanan en önemli sorun da pompanın tıkanmasıdır. Tüm bu sorunların yaşanmasının m önemli bir nedeni toplumumuzdakiçevre kültürünün ve alt yapının yetersizliğidir.örneğin çöpe atılması gereken permatik, poşet, teneke kutular kanalizasyonda olursa, sistemler ayrık olarak projelendirildiği halde bir yafmur sonrasında kanalizasyona sel şeklinde su geliyorsa bunların getireceği işletme sorunları da süpriz olmamalıdır. Bu sistemlerin genelde büyük tesislerde olduğunu belirtmiştik.bunların işletilmesinden sorumlu bir oparatör mutlaka olmalıdır. Kaba ızgara düzenli olarak temizlenmelidir'. Ayrıca sistemin otomasyonunun iyi yapılması ve çalışması sağlanmalıdır* Kum tutucularda mutlaka açık ve vortex fanlı pompa kullanılmalıdır,izgara temizleme ve kum toplama sisteminin çalışma süre ve zamanlarının ayarlanmasıiçin İSLETME TECRÜBELERİ dikkate alınmalıdır, ön Çökeltme Havuzu; ön çökeltme havuzları da genelde büyük» kentsel tesislerde bulunur.damlatmalı filtre ve Biyodisk sistemlerinde ise mutlaka bulunması.gerekir,çökebilen organik ve inorganikler ile yüzebilen yag ve köpüğü uzaklaştırmak için kullanılır. Yaşanılan en büyük işletme problemi çamur uzaklaştırma sistemlerinde yaşanır,çamur hattı tıkanır, pompa fanı tıkanır» pompaj hattı tıkanır. Bunun da en büyük nedeni bu üniteye gelmemesi gereken, maddelerin gelmesi ve çamur atma işleminin g '-ektiği gibi yapılamamasındandır. 4
Bunun için öncelikle ızgaralar ve kum tutucu gereken verimlilikte çelıştırılmalıdır. İşletmeci sisteme giren ve çökelen madde miktarını deneylerle tesbit etmeli ve bu çökeltiyi sistemden mutlaka uzaklaştırmalıdır, Bu i lem; Çökeltme havuzuna çamur hattından atılan gerçeklestirilir. Bununda yapılan çökelme deneyine süresini ayarlamaktır. giren cökelebilen katı madde ile katı maddenin dengelennıesiyle en pratik yolu giriç; suyundan göre çamur pompasının çalışına örneğin giriş debisi 100 ms/saat, bir saatte 25 ml/lt çökelti oluşuyor» çamur pompasının kapasitesi 15 m3/saat, çamur hattındaki katı madde ortalama 500 ml/lt ise; çamur pompasının bir saatlik süre içerisinde en as çalışma süresi: T çalışma = 25 It/nı3 x 100 m3/h x 1 saat 15 m3/h x 500 It/m3 T çalışma = 0,33 saat, yaklaşık 20 dakika olmalıdır. Tabi ki bu sürekli incelenmeli ve pompanın çalışma peryot ve süreleri isletme tecrübelerine göre ayarlanmalıdır. Havalandırma Havuzu : Biyolojik arıtma tesislerinin en önemli ünitesi Havalandırma havuzudur,biyolojik arıtma bu ünitedeki mikroorganizmalar (aktif çamur) tarafından yapılır. Bu mikroorganizmaların konforu iyi ayarlanmalıdır. Bunların en önemli konforu ise oksijen ihtiyacıdır,0nun için havuzlar iyi havalandırılmalıdır.havuzun her yerinde çözünmüş oksijen konsantrasyonu 0.5 mg/lt nin altına düşmemelidir. Fazla olmasının bir zararı olmaz ancak gereksiz enerji tüketimi demektir, Onun için havalandırıcı seçimi ve işletilmesi Önemlidir, Büyük kapasiteli tesislerde yüzeysel havalandırıcılar» küçük tesislerde de genellikle blover kullanılır, Bu havuzlarda görülen en büyük işletme sorunu yetersiz çözünmüş oksijen miktarı ve yüksek çamur konsantrasyonu ve şişkin çamur oluşumudur, 5
Yetersiz oksijenin nedeni ya sisteme fasla organik yük girişinden ya da havalandırma sistemindeki arızalardan dır, Küçük tesislerde en çok karşılaşılan neden enerji tasarrufu sağlamak için ya da gürültüden rahatsız olunduğu için blowerin uzun süreler kapalı tutulmasıdır, Tesiste diffizör sistemi var ise havalandırma göz ile sürekli kontrol edilmeli ve diffizörlerde oluşacak tıkanma veya başka arızalar giderilmelidir. Çamur konsantrasyonun mümkünse proje değeri dolaylarında ya da sisteme hakim bir Çevre Mühendisinin tesbit edeceği düzeyde korunması tesisteki verimliliği yüksek seviyede tutacaktır. Bu denge F/M oranı dediğimiz, tesisin organik yükü ile mikroorganizma konsantrasyonu arasındaki dengenin korunması sonucu oluşacaktır. Bazı endüstriyel atık sularda azot veya fosfor eksikliği olabilir. Dolayısıyla istenilen çamur konsantrasyonuna ulaşılamaz ve gerekli arıtma yapılamaz,bu durumlarda tesise azot veya fosfor katkısı yapılmalıdır. Havalandırma havuzunda karşılaşılan bazı görsel değişiklerden koyu kahve veya gri (siyahlaşma) renk havuzun yeterince havalanmadığını ye anaerobik koşulların oluştuğunu gösterir.bu esnada zaten çürük yumurta kokusu " da hissedilmeye başlanır. Bu durumda havalandırma sistemi gözden geçirilmelidir. Ayrıca çamur geri devir oranı ve giriş suyunun organik yükü de kontrol edilmeli ve yorumlanmalıdır. Tesisten yeterince çamur atıiamıyor olabilir. Havuzda kirli köpük görülmeye başlar ise,özellikle tesislerin ilk devreye alındığı günlerdekine benzer, geri devirin ve giriş suyu debisinin kontrol edilmesi gerekir.havalandırma havuzundaki mikroorganizma konsantrasyonu azalmış olabilir. Bu tesise şok debilerin geldiğinden ve geridevir oranının yüksekliğinden kaynaklanabilir, " Aktif çamur sistemlerinde bulunan başlıca mikroorganizmalar şekil 2 de gösterilmiştir.havalandırma havuzundan alınacak numuneler de yapılacak mikroskobik incelemelerle tesisteki hakim mikroorganizmalar düzenli olarak takip edilmelidir. Aktif çamurun kalitesini kontrol için yapılan en önemli bir denemede Çamur Hacim İndeksi (SVI - Sludge Volune inden)dır. Çamurun çökeltme özelliği bu veriler ile kontrol edilebilir. SVI : 30 dakikalık sürede çökelbilen bir gram katı maddenin işgal ettiği hacimin mililitre olarak tesbitidir. 6
Çökeltmesi iyi olan, kaliteli bir aktif çamur sisteminde SVI 40-150 arasındadır,bu değer 200 ü aşar ise çamurun kalitesi bozulmuş flementli organizmalar sistemi hakim olmaya başlamış demektir. Durultueu (Son Çökeltme Havuzu}- Bu ünitede arıtılmışsu ile aktif çamur fiziksel olarak ayrıştırılır. Çamur dibe çökerken arıtılomışsu çevre savafından taşirilir.burada görülen en önemli işletme sorunu havuz yüzeyinin zaman saman yüzen çamurlarla kaplanması ve flok kaçaklarıdır.bu da çökeltme ve çamur toplama sistemindeki yetersizlikten, yüksek hidrolik yüklemeden ve çamurun çökelme özelliğini kaybetmesi.gibi nedenlerden oluşur. özellikle yüksek organik yükü olan endüstriyel tesislerde de şişkin çamur (Sludge Bilking) sorunu yaşanır.bu, sistemde flementli organizmaların hakim olmasının sonucudur. Çamur çökelme özelliğini kaybeder ve yüksek hacim işgal eder.bu durumdan geri devir çamurunu şok klorlama yaparak kurtulunabilir,sorun çözülmüyor ise Havalandırma havuzunu boşaltıp sistemde yeniden çamur üretimine gidilmelidir. Durultucunun yüzeyine çıkan koyu renkli, çürümüşçamur kütleleri, bu ünitedeki hidrolik bekleme süresinin istenilenden uzun olduğunun, sistemde çözünmüş oksijenin kalmadığının ve denitrifikasyon oluştuğunun bir göstergesidir.sorunun çözümü için yapılacak en kolay is havalandırma havuzuna yapılan geri devir miktarını ve havalandırma havuzundaki çözünmüş oksijen miktarım artırmaktır. Geri devir miktarı genellikle giriş debisi ile orantılı olarak ifade edilir,bu miktar giriş debisini % 15 inden az olmamalıdır.en pratik sağlıklı geri devir ayarı öyle yapılabilir: Havalandırma havuzundan bir It'lik numune dereceli kap içinde 30 dakikalık bir sürede çökelmeye bırakılır.çamur hacmi su hacmine bölünerek geri devir oranı bulunur, örneğin; giriş debisi 80 m3/h olsun.havalandırma havuzundan alman 1 It'lik numunede 30 dakikalık bekleme sonunda 150 mi çamur oluşur ise geri devir miktarı: 7
Çökelen Çamur Hacmi Q{geri devir) = Q (giri$)x ---------- - -- --- Durulan su hacmi 150 mi = 80 m3/h x -------- 850 mi -14 m3/h Saatte ortalama 14 m3 olmalıdır, KÜOOK ARITMA TESİSLERİ: Yurdumuzda otel, motel,' tatil köyü, sahil siteleri gibi küçük yerleşim birimlerinde oldukça yaygın aktif çamur sistemleri mevcuttur.paket tesis diye adlandırılan çelik imalat tesislerin kullanımı da oldukça çoktur. Genelde bu sistemlerin bahçıvan veya bekçi tarafından işletilmesi arzu edildiğinden ve o kişilerin de bu işi yapmak istemediğinden tesisler verimli çalışamamaktadır. Proses itibariyle yaşanan sorunların başında ise genellikle artık çamurun yeterli ve düzenli olarak atılamamasından kaynaklanan sorunlar vardır. Bu tip- yerlerde genelde arıtma tesisi başta planlanmadığı, sonradan yapıldığı için alan sorunu yaşanır.tesisler üstü kapalı olarak yapılır.rutubet ve servis olanaksızlıklarından kaynaklanan mekanik sorunlar gündeme gelir. SONUÇ Yurdumuzdaki Arıtma Tesislerinde yaşanan isletme sorunlarının en ana nedeni İŞLETMEMEK veya îgletememek tir. Bir sanayici işletmesindeki bir üretim aracına gösterdiği özeni arıtma tesisi için göstermez.kalifiye eleman va teknik gereçleri temin etmekten kaçınır. 8
Büyük kentsel arıtma tesislerinde de Belediyeler, kadro eksikliği, enerjinin pahalılığı gibi gerekçelerle malesef sağlıklı bir işletmecilik yapmıyorlar. Bu gün arıtma tesisleri çalışmıyor diye bir kanı varsa, ya da ülke bir arıtma tesisi mezarlığına dönüşüyor deniliyorsa bunun birinci ve önemli nedeni açıklanmaya çalışıldığı gibi BİLİMSEL İŞLETMECİLİK yapılmayıgındandır. Teknik eksiklik ve proses hatalarından kaynaklanan sorunlar sanıldığından çok daha azdır.böyle tesisler İSLETMECİ ÇEVRE MÜHENDİSLERİNE teslim edildiğinde ve gerekli igletme personel» araç ve gereçleri tamın edildiğinde proses kontrol altına alınacak ve verimlilik artacaktır, 9