Atıksu Arıtımında Pakistan Biyoremediasyon Modeli Altında İSEDAK Üyeleri Arasında Kapasite Geliştirme Projesi Oğuzhan AYDIN * Lale GÜNDOĞAN * * Ziraat Yük. Müh. Çevre Yük. Müh. * TAGEM Tokat Orta Karadeniz Geçit Kuşağı Tarımsal Araştırma İstasyonu Müdürlüğü **TAGEM Toprak ve Su Kaynakları Araştırmaları Daire Başkanlığı
SUNU PLANI Görevin tanımı Proje destekçisi kuruluşun kısa tanıtımı Görevli gidilen ülkenin kısa tanıtımı Projenin tanıtımı Proje ile ilgili TAGEM çalışmaları Değerlendirme 2
GİDİLEN GÖREVİN TANITIMI İSEDAK I. Proje Döngüsü Yönetimi projesi olan ve ortakları arasında Türkiye, Afganistan, BAE ve Bangladeş in yer aldığı ve liderliğini Pakistan Ulusal Biyoremediasyon Enstitüsünün yaptığı Atıksu Arıtımında Pakistan Biyoremidasyon Modeli Altında İSEDAK Üyeleri Arasında Kapasite Geliştirme Projesi kapsamında proje çalışmalarını yerinde görmek ve kapanış çalıştayına katılmak. 3
GİDİLEN GÖREVİN TANITIMI Görevli Gidilen Ülke ve Yer : PAKİSTAN-İslamabadad Görevin Tarihi : 9-12 Aralık 2014 NARC (Pakistan Ulusal Tarımsal Araştırma Merkezi) Katılınılan Etkinlikler : Proje arazi uygulamaları Proje kapanış çalıştayı 4
İSEDAK İslam İşbirliği Teşkilatı Ekonomik ve Ticari İşbirliği Daimi Komitesi (İSEDAK), İslam dünyasının çok taraflı ekonomik ve ticari işbirliğine yönelik ana platformudur. İSEDAK, İslam ümmetinin ortak kalkınma sorunlarını belirlemek ve çözümler üretmek üzere merkezi bir Forum olarak hizmet verir. İİT'nin dört daimi komitesinden biri olan İSEDAK, 1981 yılında Mekke/Taif'te düzenlenen 3. İslam Zirve Konferansı tarafından kurulmuştur. 1984 yılında Kazablanka'da gerçekleştirilen 4. İslam Zirve Konferansı'nda Türkiye Cumhuriyeti Cumhurbaşkanının İSEDAK Daimi Başkanlığını üstlenmesiyle operasyonel hale gelmiştir ve aynı yıl Bakanlar düzeyindeki ilk toplantısını gerçekleştirmiştir. İSEDAK, dört kıtaya yayılmış 57 üye ülke ve 5 gözlemci ülkeye sahiptir. 5
Görevli Gidilen Ülke : PAKİSTAN Pakistan, resmî adıyla Pakistan İslam Cumhuriyeti. Güney Asya'da bir ülkedir. Umman Denizi'ne 1046 km kıyısı vardır. Yüzölçümü 796.095 km² dir. Batısında Afganistan ve İran, kuzeyinde Çin, doğusunda Hindistan vardır. Nüfus bakımından dünyada 6.'dır (186 milyon). 1947'de İngiliz sömürgesindeki Hindistan'dan, yaşanan kanlı bir mücadele sonrası ayrılarak 14 Ağustos 1947'de kurulmuştur. Daha sonrasında yine bir bölünme yaşayıp, batısı bugünkü Pakistan doğusu da Bangladeş olmuştur. Pakistan'da Pencap, Sind, Kuzeybatı Sınır Eyaleti ve Belucistan olmak üzere 4 eyalet vardır. Federal başkent İslamabad'dır. 6
Görevli Gidilen Ülke : PAKİSTAN Pakistan dünyanın, nominal Gayrisafi Yurtiçi Hasıla (GSYİH) bakımından kırkyedinci, alım gücü esaslı GSYİH açısından ise yirmisekizinci büyük ekonomisidir. Ülkede ekonomi, temel olarak tarım ve tekstil sektörüne dayanmaktadır. GSYİH nın sektörel dağılımı %21,8 tarım, %23,6 sanayi, %54,6 hizmet sektörü şeklindedir. Gerek tarım, gerek sınaî üretim, ülkeyi kuzey-güney ekseninde geçen İndus nehrinin etrafında bulunan verimli ovalarda yoğunlaşmıştır. Ülkenin finans ve ticaret merkezi Sindh Eyaleti nin başkenti Karaçi dir. GSYİH nın %59 u ise tarım ve hizmet sektörlerinde başı çeken Pencap Eyaleti nde üretilmektedir. 7
Görevli Gidilen Ülke : PAKİSTAN Pakistan ın temel ihraç ürünleri, pamuk, deri, pirinç ve tekstil malzemeleri olup, ABD, BAE, Afganistan, İngiltere, ÇHC ve Almanya ihracat yaptığı başlıca ülkelerdir. Ağırlıklı olarak petrol ürünleri, makineler ve telekomünikasyon cihazları ithal eden Pakistan ın ithalat gerçekleştirdiği öncelikle ülkeler arasında ise Suudi Arabistan, ÇHC, BAE ve Kuveyt yer almaktadır. Gayrisafi Milli Hasıla ; 236,6 milyar USD ve Kişi Başı Milli Geliri ise 1.299 USD dir. 8
PROJE KONUSU :BİYOREMEDİASYON (BIO-REMEDIATION) Tehlikeli maddeleri, zararsız (su ve karbondioksit) veya daha az zararlı maddelere parçalamak için mikroorganizmaların kullanıldığı uzun süreçli arıtım proseslerine; biyoremediasyon adı verilir. 9
PAKİSTAN BİYOREMEDİASYON MODELİ Pakistan Biyoremisasyon Modeli; evsel atıksulara septik tankda (fosseptikde) bakteri ilave edilmesi ve bu ilaveden sonra atıksuların oluşturulan farklı büyüklükteki yüzey üstü yapay sulakalan havuzlarında yüzücü yâda batık sucul bitkiler kullanarak arıtımı ilkesine dayanmaktadır. 10
PAKİSTAN BİYOREMEDİASYON MODELİ 11
PAKİSTAN BİYOREMEDİASYON MODELİ 12
PAKİSTAN BİYOREMEDİASYON MODELİNDE KULLANILAN BAKTERİLER Bu yöntemin ilk aşaması olan atıksuya bakteri ilavesinde kullanılan bakteriler; Bacillus sublis, Bifidobacterium animalis, Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium longum, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus buchneri, Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus casei, Lactobacillus delbrueckii, Lactobacillus fermentum, Lactobacillus plantarum, Lactococcus diacetylacs, Lactococcus lacs, Rhodopseudomonas palustris, Rhodopseumonas sphaeroides, Saccharomyces cerevisiae, and Streptococcus thermophiles dir. 13
PAKİSTAN BİYOREMEDİASYON MODELİNDE KULLANILAN SUCUL BİTKİLER Pennywort Water Lettuce -Su Marulu 14
PAKİSTAN BİYOREMEDİASYON MODELİNDE KULLANILAN SUCUL BİTKİLER Su Sümbülü (Water Hyacinth) Duckweed 15
PAKİSTAN BİYOREMEDİASYON MODELİNDE KULLANILAN SUCUL BİTKİLER Typha Latifolia Vetiveria Zizanioides 16
PAKİSTAN BİYOREMEDİASYON MODELİNDE KULLANILAN YAPAY SULAKALAN (Serbest Su Yüzeyli) Pre-treated influent Free water body Effluent Soil layer impermeable barrier Receiving water 17
PAKİSTAN BİYOREMEDİASYON MODELİ 18
PAKİSTAN BİYOREMEDİASYON MODELİ 19
PAKİSTAN BİYOREMEDİASYON MODELİ 20
PAKİSTAN BİYOREMEDİASYON MODELİ 21
PAKİSTAN BİYOREMEDİASYON MODELİ 22
PAKİSTAN BİYOREMEDİASYON MODELİ Parameters Unit NEQs Limits Untreated Treated Color - - Blackish Colorless Odor - - Objectionable Not-Objectionable EC dsm -1 <1.5 0.85 0.53 ph - 6.5-8.5 7.84 7.19 Turbidity - 5 45 15 Na + mg/kg - 38 1 TDS ppm <1000 1780 389 BOD 5 mg/l 80 289 72 COD mg/l 150 756 123 TSS mg/l 200 479 190 23
PAKİSTAN BİYOREMEDİASYON MODELİ Plant Spp. BOD Removed COD Removed TSS Reduction TDS Reduction Heavy Metals HRT Water Lettuce P. stratiotes) Duck Weed (L. minor) Vetiveria (C. zizanioides) Cat tail (T. latifolia) Common Reed P. australis) 17% 19.57% 7% 4.93% 5.3% 1 day 7% 9.8% 6.07% 10% 5.2% 1 day 8.84% 5.51% 11.68% 9.1% 8.94% 1 day 13.1% 9.42% 13.7% 7.6% 7.5% 1 day 9.8% 6.7% 11.7% 10.2% 12.8% 1 day 24
PAKİSTAN BİYOREMEDİASYON MODELİ Projenin Ekonomik Ömrü : 25 yıl Projenin Maliyeti : 0.22 $/galon 25
TÜRKİYE DE TAGEM ARAŞTIRMA ENSTİTÜ/İSTASYONLARI TARAFINDAN YÜRÜTÜLEN YAPAY SULAKALAN ÇALIŞMALARI I. Yüzeyaltı Yatay Akışlı Yapay Sulakalan Sistemlerinde Farklı Bitki Türlerinin Arıtım Kapasitesine Etkileri (Tokat, Samsun and İzmir Araştırma Enstitü/İstasyonu ) II. Yüzeyaltı Yatay Akışlı Yapay Sulakalan Sistemlerinde Farklı Hidrolik Yükleme Oran (HLR) ve Hidrolik Alıkonma Sürelerinin (HRT) Arıtım Kapasitesine Etkileri (Kırklareli) III. Farklı Filtre Materyallerinin Yüzeyaltı Yatay Akışlı Yapay Sulakalan Sistemlerinde Arıtım Kapasitesine Etkileri ( Tokat, Kırklareli) 26
inlet zone Ülkemizde UygulananYapay Sulakalan (Yüzeyaltı Yatay Akışlı) rooted, emergent vegetation Bed surface Effluent Soil substrate(gravel, sand, etc.) impermeable barrier 27
Tokat 28
Tokat 29
Samsun 30
Samsun 31
Kırklareli 32
Kırklareli 33
İzmir 34
İzmir 35
Türkiye de yürütülen projelerin özeti WETLAND PLANTS Arıtım Kapasitesi (%) Phragmites australis Cortaderia sellona BOD5 (mg/l) COD (mg/l) Total suspended solids Nitrogen total (mg/l) Phosphorus total (mg/l) 63 58 83 33 28 67 66 60 33 37 Juncus acutus 65 64 56 49 39 Vetiveria zizanioides 64 58 82 34 30 Typha latifolia 43 41 81 25 15 36
Yapay sulakalan inşa maliyetleri Arıtım Sistemi MALİYETLER ($) İnşaat Makina Elektrik TOPLAM BIOFILTER 394 000 86 000 130 000 610 000 BIODISKS 175 000 214 000 10 000 399 000 AKTİF ÇAMUR 267 000 55 000 143 000 465 000 STB. HAVUZ. 299 000 66 300 ---------- 365 300 YS 7 500 --------- --------- 7 500 * 5000 KİŞİLİK BİR TESİS İÇİN (khgm.gov.tr) 37
Serbest Su Yüzeyli ve Yüzeyaltı Yapay Sulakalan Sistemlerinin Karşılaştırılması Serbest Su Yüzeyli + Düşük inşa maliyeti Düşük işletme maliyeti Doğal hayata ve vahşi yaşama olanak sağlaması Çok düşük arıtım kapasitesi (daha fazla alan isteği) Soğuğa duyarlılık (sıcak iklimler için uygunluk) - Koku ve sinek problemi Atık suyun insanlarla temas riski Yüksek buharlaşma (artan kirletici yoğunluğu) 38
Serbest Su Yüzeyli ve Yüzeyaltı Yapay Sulakalan Sistemlerinin Karşılaştırılması Yüzeyaltı + Alan başına yüksek arıtım kapasitesi (daha az alan isteği) Yüksek soğuk toleransı Yok yada çok az sinek-koku problemi - Daha fazla inşa maliyeti (filtre malzemesi kaynaklı) Daha fazla işletim maliyeti Askıda katı madde kaynaklı tıkanmalara çok duyarlı 39
DEĞERLENDİRME Pakistan Biyoremidasyon Modeli atık suya bakteri ilavesi gibi uzmanlık isteyen bir aşamayı içermesi yüzünden kırsal alanlarda değil de daha çok yerel yönetimlerin uygulayabileceği bir modeldir. Bizim çalışmalarımızda yalnızca bitki ve kullanılan dolgu materyalinin arıtımı söz konusu olduğundan, kuruluş aşamasından itibaren teknik bilgiye ihtiyaç duymamaktadır. Bu avantajda kırsal alanlarda bu yöntemin kullanımını kolaylaştırmaktadır. 40
DEĞERLENDİRME Pakistan Biyoremidasyon Modelinde kullanılan bakteriler sayesinde atık sudan E.coli ve Total/Fekal Koliform bakteriler bertaraf edilmektedir. Ülkemizdeki çalışmalar bu soruna yanıt verir nitelikte değildir. Bu yüzden de sistemlerden arıtılarak çıkan suyun daha çok yeşil alan, park-bahçe sulamalarında kullanımı önerilmektedir. 41
DEĞERLENDİRME Pakistan Biyoremidasyon Modeli, tamamen serbest su yüzeyli sistemleri barındırdığından koku ve sinek problemlerine açıktır. Ülkemizde kullandığımız yapay sulakalan sistemleri ise yüzey altı olduğundan herhangi bir koku ve sinek problemi bulunmamaktadır. Pakistan Biyoremidasyon Modelinin ekonomik ömrü; havuzların altına sızdırmazlığı sağlayan materyalinin ömrü ile doğru orantılıdır. Projede kullanılan naylon ömrünün 25 yıl olduğu belirtilmiştir. Pakistan Biyoremidasyon Modelinde tıkanma sorunu yaşanmamaktadır. Ülkemizdeki sistemlerde ise ekonomik ömür çok daha fazla iken sistem yüzey altı olduğundan tıkanma sorunu en önemli dezavantajdır. 42
DEĞERLENDİRME Pakistan Biyoremidasyon Modelinde atıksu dolgu materyalinin üzerinden aktığından burada bir arıtım gerçekleşmez. Arıtımı salt kullanılan bitkiler yaptığından arıtım oranı daha düşüktür. Sistemin bu açığı septik tanklarda bakteri ilavesi ile giderilmiştir. Ülkemizdeki sistemlerde atık su dolgu materyalinin arasından/içinden geçerken de temizlenme sağladığından yalnızca bitki değil dolgu materyali de arıtım sağlar. Bu olanak arıtım kapasitesini artırmaktadır. Ülkemizdeki sistemler soğuk havalarda, kışın da azalan oranda arıtım sağlamaktadır. Pakistan Biyoremidasyon Modeli yüzey akışlı olduğundan soğuk iklimlerde çalışma kapasitesi son derece düşüktür. 43
TEŞEKKÜRLER Arz ederiz. www.gsb.gov.tr