Kanalizasyon Şebekesine Verilecek Endüstriyel Atık Suların Ön Arıtımı ve Evsel Atık Suların Arıtımında Kullanılan Prosesler/Teknolojiler ile Bu Proseslerin Seçim Kriterleri Denizli ve Adana Organize Sanayi Bölgesi Merkezi Atık Su Arıtma Tesisi Örnekleri Doç. Dr. Göksel N. Demirer ODTÜ, Çevre Mühendisliği Bölümü Endüstriyel Atık Su İzleme ve Kontrolü Eğitim Semineri GAP İdaresi, KfW-MUWIT-MMO 21-22 Mart 2005, Ankara 1
ÖN ARITIM - GENEL BİLGİ Kanalizasyon sistemine bağlı endüstrilerin atık sularının, kanalizasyona verilmeden önce, ön arıtım ile, içerdikleri toksik, korozif ya da evsel atık su arıtma tesisine zarar verebilecek diğer kirleticilerin azaltılması gerekmektedir. Ön arıtım yapılmadığı koşulda, evsel atık su arıtma tesislerine ulaşan bu kirleticiler, önemli işletim ve performans sorunlarına yol açabilirler. Ön arıtım, atık suyun deşarjından önce veya deşarj sırasında kirletici miktarlarının azaltılması, kirleticilerin giderilmesi yada kirletici niteliklerinin daha kolay arıtılabilirliklerinin sağlanması amacıyla değiştirilmesi için gerçekleştirilir. 2
Endüstriyel atıksularının kanalizasyon sistemine ön arıtım yapılmaksızın verilmesi aşağıdaki nedenlerden ötürü önlenmelidir: Endüstriyel kirleticilerin evsel arıtma tesisinde yer alan ve arıtma çamurlarının işlenmesi de dahil olmak üzere varolan tüm prosesler üzerinde yaratacağı olası zararların engellenmesi Evsel atık su arıtma tesisleri endüstriyel kirleticiler için tasarlanmadığından, bu kirleticilerin arıtma tesisinden arıtılmadan geçerek alıcı ortamlara ulaşması ve ilgili deşarj limitlerinin aşılmasına yol açması Arıtılmış suların verildiği alıcı sularda olumsuz etkilerin ortaya çıkmasına neden olması Kanalizasyon ve arıtma tesisi işletim, bakım, vb. işlerde çalışan görevlilerin sağlığını ve çalışma güvenliğini tehdit etmesi, halk sağlığı üzerinde risk oluşturması, kanalizasyon sistemi ve artıma tesisinde yangın, patlama, vb. sorunlara yol açabilmesi. 3
1. Biyolojik İşlemler: ÖN ARITIM TÜRLERİ Mikroorganizmalar yardımıyla organik atıkların karbondiyoksit, su, metan gazı, basit organik asitler ve yeni mikroorganizmalara çevirmesi ile gerçekleştirilen arıtım yöntemidir. Aerobik mikroorganizmalar metabolik faaliyetlerini gerçekleştirmek için oksijene ihtiyaç duyarlar. Anaerobik mikroorganizmalar ise çözünür oksijenin bulunmadığı ortamlarda yaşarlar. Evsel atıksuların arıtlıması için hem aerobik hem de anaerobik biyolojik yöntemler kullanılır. 4
2. Kimyasal İşlemler: Bu yöntemler, atıkların bileşenlerinin kimyasal yapısını değiştirerek deşarjından önce atıksulardan uzaklaştırılmalarını sağlar. Buna en iyi örnek ise ph ayarlanması ile ağır metallerin çökeltilmesidir. 3. Fiziksel İşlemler: Atık bileşenlerinin kimyasal yapısını değiştirmeden yapılan arıtım yöntemleridir. Örnek olarak çözünmüş flotasyon (yüzdürme) ve filtrasyon verilebilir. 5
4. Termal/Isıl İşlemler: Atıkların hacmini azaltmak ve toksik bileşenlerin parçalanarak basit toksik biçimlere dönüştürülmesini sağlamak için yüksek ısıları kullanan yöntemlerdir. Genel olarak, sağlanması gereken yüksek enerjilerden dolayı işletilmesi pahalı yöntemlerdir. Ancak belirli kirleticiler üzerinde çok etkililerdir. 6
Atıksu Ön Arıtım Sistemlerinde Kullanılan Önemli Prosesler 1. Aerobik veya Anaerobik Ön Arıtım: Aerobik veya anaerobik bakterileri kullanarak atık sudaki organik atıkları azaltmak amacı ile yapılan ön arıtım türüdür. Organik atıkların miktarı genellikle Biyolojik Oksijen İhtiyacı (BOİ) ve Kimyasal Oksijen İhtiyacı (KOİ) olarak ölçülür. Aerobik ön arıtımının gerçekleşebilmesi için bir oksijen kaynağına ihtiyacı vardır. Bu nedenle sisteme yüzey havalandırıcılar, difüzörler, vd. ile hava verilir. 7
Oksijen gerektirmediği ve daha yüksek organik yükleme hızlarında çalışabildiği için, yüksek miktarda organik madde içeren atıkların anaerobik yöntemlerle ön arıtımı daha düşük maliyetler ile gerçekleştirilebilir. Ağır metaller gibi bir çok inorganik kirletici, arıtım sırasında oluşan biyo-katıların (arıtma çamuru) üzerine emilebilir/adsorplanabilir. Ancak bu tür kirleticiler belli dozların üzerinde, bakterileri inhibe ederler. Bakterilerin koşullardaki ani değişikliklere karşı hassaslığından dolayı, bakterileri korumak için, öncelikle fiziksel veya kimyasal işlemler ile arıtımı gerekebilir. 8
2. Dezenfeksiyon (kimyasal, termal/ısıl veya UV sterilizasyonu): Atıksudaki bakteriyel ve viral aktiviteyi azaltmak ya da yok etmek için kullanılır. Kimyasal metodlar, genellikle hipoklorit (beyazlatıcı), permanganat ve peroksit gibi oksitleyicilerin kullanımını içerir. Bazı prosesler - iyon değişimi ve membran filtrasyonu gibi- bu oksitleyiciler tarafından olumsuz olarak etkilenebilir. Termal dezenfeksiyon oldukça etkilidir. Ancak ekonomik açıdan düşünülecek olursa büyük debiler için uygun değildir. 9
UV sterilizasyonu özellikle küçük debiler için ekonomik ve yararlıdır ama kistler ve sporlar üzerinde pek etkili olamayabilir. Ön arıtma teknolojisine bağlı olarak, dezenfeksiyon cıva arıtımından sonra uygulanabilir. Bazı sistemlerde, oksitleyicilerle yapılan dezenfeksiyon iki farklı amaca hizmet edebilir: emici/adsorbent ortamdaki biyolojik üremenin engellenmesi ve civa türlerinin oksitlenerek, iyon formunda kolayca arıtılabilmesi. 10
3. Ön çökeltme: Atıksulardan çökebilen katı maddeleri ayırmakta kullanılır. Bazen, bu cazibe ile gerçekleşen işlem, polimerler eklenerek, kimyasal olarak hızlandırılabilir. Bu polimerler katı maddelerin yumaklaşmasını (birleşmesini) sağlayıp daha hızlı ve verimli bir şekilde çökmelerini sağlar. 11
4. Basit Filtrasyon: Genelde, 5 mikrondan büyük olan partikülleri atıksudan ayırmada kullanılır. Torba ve kartuş tipi filtreler ile dereceli kum ve diatomlu toprak filtreler basit filtre sistemlerine örnek olarak gösterilebilir. Filtrasyon, genel olarak, ileri temel işlemlere zarar gelmemesi için, partikül miktarı fazla olan atıksularda kullanılır. 12
5. Membran Filtrasyonu (mikro veya nano): Basit filtrasyonda tutulamayan daha küçük boyutlu partiküllerin arıtmada kullanılır. Bu sistemlerde organik (selüloz bazlı) veya sentetik membranlar kullanılabilir. Organik membranlar, organik çözücülerden, klordan ve diğer oksitleyicilerden olumsuz olarak etkilenebilir. Çökmüş metallerin ve serbest yağın arıtımında başarıyla uygulanmaktadır. 13
6. Ters Osmoz: Mikron altı (sub-micron) partiküllerin ve yüksek molekül ağırlığındaki iyonların giderilmesinde kullanılır. Bu işlem özellikle hastanelerde musluk sularının tuzluluğunun giderilmesinde kullanılır (genelde iyon değişimi ile beraber). Atık su ön arıtımında, ters osmoz membranları yağ ve gresten ya da askıdaki katı maddelerden dolayı bozulabilir. 14
7. İyon Değişimi: Çözünmüş organik bileşiklerin arıtımında kullanılır. İyonik formdaki istenilmeyen kirleticilerin, başka iyonlar ile yer değiştirmesi prensibine dayanır. İyon değişimi resinlerinin düzgün işlemesi için gerekli ph aralığını tutturmak şarttır. Ayrıca iyon değişimi oldukça pahalı bir işlemdir, sürekli yenilenmesi gerekir ve askıdaki katı maddeler, yağ ve gres, diğer organik bileşikler ve kimyasal oksitleyiciler tarafından olumsuz olarak etkilenir. 15
8. Çözünmüş Havalı Yüzdürme (Flotasyon): Tankın içine küçük hava kabarcıkları vererek, hafif partiküllerin atıksudan ayrılmasında kullanılır. Hava kabarcıkları partiküllere eklenerek onları atıksuyun yüzeyine doğru kaldırır ve oradan da sıyırıcılarla toplanır. Bu yöntem genelde yağ ve gresin giderimi için kullanılır. 16
9. Adsorpsiyon/Emilim: Bu işlemde aktif karbon gibi aktif-yüzeyli bir malzeme kullanılır. Genellikle, uçucu ve uçucu olmayan (non volatile) organik kirleticilerin (çözücüler, pestisitler, PCB ve fenoller) düşük konsantrasyonlarının ve inorganik kirleticilerin (cıva ve diğer ağır metaller gibi) arıtımında kullanılır. Çok etkin olmakla birlikte, yüksek debiler için maliyetli bir prosestir. 17
10. Kimyasal Çöktürme : Çözünmüş haldeki kirleticilerin, çökebilen bileşiklere dönüştürülmesini sağlar. Metal kaplama atık suyundaki ağır metallerin hidroksit ile çöktürülmesi bu tepkimeye örnek olarak verilebilir. Bu tepkimeleri, oluşan katı parçacıkları atık sudan ayrılmak için genellikle, cazibe ile çökeltme ve filtsasyon gibi, bir ayırma işlemi takip eder. 11. Nötralizasyon: Atıksuyun ph ını, asit veya alkali ekleyerek, nötre yakın (ph 7) veya deşarja uygun bir aralığa ayarlayan bir prosestir. 18
12. Dengeleme: Arıtma tesisine gelen atık suyun belli bir süre (12-24 saat) biriktirilip, karıştırıldıktan sonra tesise verilmesi prensibine dayanır. Bu proses, değişen debileri ve konsantrasyonları dengelemek, nötralizasyonu kolaylaştırmak ve diğer bazı proseslerde şok yüklemenin etkisinden korunmak için kullanılır. 19
PROSES SEÇİMİ Atık su arıtımında kullanılacak proseslerin seçimi arıtılacak atık suyun insan sağlığı ve çevresel değerlere olumsuz etkilerinin giderilmesi ve ilgili yasa/yönetmeliklerle uyumun sağlanabilmesi bazında atık su yönetiminin en temel bileşenini oluşturmaktadır. Bir atık su arıtma tesisinde kullanılacak prosesler bir sistem yaklaşımı ile seçilmelidir. Yani kullanılacak proseslerin tekil performanslarının ötesinde, bu proseslerin birlikte kullanımı esnasında ortaya çıkacak olası olumlu/olumsuz etkileşimleri de göz önünde bulundurulmalıdır. 20
Bir atık su arıtma tesisinin performansı sadece tesisten çıkan atık suyun kalitesi bazında değil, bu tesisten çıkan atık çamurların yönetimi, çalışanların iş güvenliği, vb. ilgili kriterlerde göz önünde bulundurularak belirlenmelidir. Atık su arıtma tesisi proses seçiminde önemli olan faktörler, konu ile ilgili idari sorumluluğu olan personelin kullanımı için aşağıda özetlenmektedir. Bu özet konu üzerinde teknik uzmanlığı olmayan bir hedef kitle gözetilerek hazırlanmıştır. 21
Atık su arıtma tesisi proses seçimi ve değerlendirilmesinde önemi olan faktörler Prosesin uygulanabilirliği Seçilen prosesin uygulanabilirliği, konu üzerinde varolan uygulama deneyimi, yayınlanmış veriler, işletilen tam ölçekli tesislerden elde edilmiş performans değerleri ve eğer yeni yada özel koşullar söz konusuysa da pilot ölçekli çalışmalar aracılığıyla belirlenir. Debi Seçilen proseslerin işletilebileceği debi aralığı, işletilecek tesise gelecek olan debi ile uyumlu olmalıdır. Örneğin stabilizasyon pondları gibi bazı prosesler çok yüksek debiler için uygun değildir. 22
Debi Değişim Aralığı Arıtım prosesleri genelde geniş bir debi aralığında işletilebilmelerine yönelik tasarlanırlar. Ancak en iyi işletim debi değişiminin en az olduğu durumlarda sağlanır. Eğer yüksek bir debi değişimi öngörülüyorsa, debi dengeleme havuzu kullanılmalıdır. Giriş Atık Su Özellikleri Giriş atık suyunun özellikleri, seçilecek proseslerin türlerini (örneğin kimyasal yada biyolojik) ve sağlıklı bir işletim için uygulanması gereken işletim yöntemlerini etkilemesi bazında önemlidir. Arıtımı Engelleyen yada Olumsuz Etkileyen Atık Su Bileşenleri Bu bileşenler tesis performansını olumsuz olarak etkilemekte ve deşarj standartlarının sağlanamamasına yol açabilmektedir. (Örnek: Atık suda bulunan yüksek ağır metal konsantrasyonlarının biyolojik arıtma ünitelerini inhibe etmesi). 23
Mevsimsel Koşullar Sıcaklık tüm kimyasal ve biyolojik proseslerin hızlarını doğrudan etkileyen bir faktördür. Dolayısıyla yöresel ve mevsimsel sıcaklık değişimleri proses seçim ve tasarımlarında göz önünde bulundurulmalıdır. Reaksiyon Kinetiği ve Reaktör Seçimi Kullanılacak reaktörlerin boyutlandırılması arıtma kapsamında gerçekleşecek reaksiyonun kinetiğine dayanılarak gerçekleştirilir. Proses seçiminde en yüksek verim ve en düşük işletim maliyetini sağlayabilmek için, arıtma reaksiyon kinetiği ve buna en uygun reaktör türü seçilmelidir. Performans Performans genelde çıkış suyu kalitesi ve deşarj standartlarına uyum ile ölçülür. 24
Arıtma Kalıntıları Arıtma esnasında oluşacak olan katı, sıvı ve gaz kalıntılar bilinmeli yada hesaplanmalıdır. Bunu gerçekleştirmek için genelde pilot ölçekli deneysel çalışmalar kullanılır. Atık Çamur Atık çamur işleme ve tasfiyesini pahalılaştıracak etkenler söz konusu mudur? Atık çamur işleme ünitelerinden atık su arıtma proseslerine yapılacak olan çamur geri devri bu prosesleri nasıl etkileyecektir? Atık çamur işleme proseslerinin seçimi bu soruları da göz önünde bulunduracak şekilde, atık su arıtma proses seçimi ile paralel yürütülmelidir. 25
Çevresel Koşullar Arıtma tesisinin kurulacağı bölgedeki hakim rüzgar şiddet ve yönü, artıma tesisinde oluşacak olan kokuların yerleşim alanlarına taşınımı bazında çok önemli olabilmektedir. Bu ve benzeri çevresel koşullar (gürültü, trafik yükü, vb.) proses seçiminde göz önünde bulundurulmalıdır. Kimyasal Gereksinimler Bir prosese sürekli olarak eklenmesi gereken kimyasal maddeler maliyet ve arıtma kalıntılarının (örneğin atık çamur) niteliklerine yapacakları etkiler bazında incelenmelidir. Enerji Gereksinimi Arıtma tesisinin işletilmesi aşamasında gerekecek enerji miktarları proses bazında bilinmelidir. 26
Personel Gereksinimi Arıtma tesisini hangi uzmanlık alanlarına sahip ve kaç tane personel işletecektir? Bu personele var olan bilgilerine ek olarak her hangi bir eğitimin verilmesi gerekecek midir? İşletme ve Bakım Gereksinimi Hangi özel işletme ve bakım gereksinimleri söz konusu olacaktır? Hangi yedek parçalar gerekecektir? Bunların maliyet ve tedarik bilgilerileri mevcut mudur? Güvenilirlik Değerlendirilmekte olan proseslerin uzun vadedeki güvenirliliği nedir? Herhangi bir prosesin işletim verimi kolayca düşebilir mi? Bu proses beklenmeyen şok yüklere dayanıklı mı? Böylesi şok dozlar arıtma verimini nasıl etkiler? 27
Arazi Mevcudiyeti Var olan ve gelecekteki olası bir genişleme (kapasite artırımı) esnasında gerekecek olan prosesler için yeterli arazi mevcut mu? Artıma tesisinin çevresinde bir koruma alanı için de yetecek arazi mevcut mu? Maliyet Seçilen proseslerin yatırım, işletim ve onarım maliyetleri detaylı olarak incelenmiş mi? Aynı arıtım performans düzeyi için, daha düşük maliyetli alternatifler karşılaştırılmış mı? 28
Çeşitli Atık Su Arıtma Proseslerinin Arıtım Performansları Proses BOİ KOİ AKM Toplam Fosfor Organik Azot Amonyak Azotu Kum Tutucu 0-5 0-5 0-10 - - - Ön Çöktürme 30-40 30-40 50-65 10-20 10-20 0 Aktif Çamur (Konvansiyonel) Damlatmalı Filtre Çakıl Medya Plastik Medya Döner Biyolojik Diskler 80-95 80-85 80-90 10-25 15-50 8-15 65-80 60-80 60-85 8-12 15-50 8-15 65-85 65-85 65-85 8-12 15-50 8-15 80-85 80-85 80-85 10-25 15-50 8-15 29
Atık Su Arıtma Proseslerinin Karşılaştırmalı Değerlendirmesi Arıtma Prosesi Uygulama Alanı Avantajlar Dezavantajlar 1. Ön Arıtma Dengeleme Değişken debi ve konsantrasyona sahip atıksular Değişimleri dengeler Kimyasal madde gereksinimini azaltır Arıtma tesisi boyutlarını küçültür Büyük alanlar gerektirir Karıştırma ve/veya havalandırma gerekebilir. Nötralizasyon Çok yüksek yada düşük ph değerlerine sahip atıksular Fiziksel, kimyasal ve biyolojik arıtım için uygun arıtım koşullarını sağlar Paslanma ve kireçlenmeyi azaltır Katı madde oluşumu söz konusu olabilir Yüksek enstrumantasyon maliyetleri Sıcaklık Ayarlama Çok yüksek yada düşük sıcaklık değerlerine sahip atıksular Biyolojik arıtım için uygun arıtım koşullarını sağlar Yüksek ilk yatırım maliyetleri 30
Arıtma Prosesi Uygulama Alanı Avantajlar Dezavantajlar Besiyer Madde Eklenmesi Yeterince besiyer madde içermeyen atıksular Biyolojik arıtımı optimize eder Izgaralar Büyük katı madde içeren atık sular Pompa ve boruların tıkanmasını önler Izgaraların tıkanmaması için düzeni bakım yapılması gerekir Kum Tutucular Önemli miktarlarda özgül ağırlığı yüksek katı parçacıklar içeren atıksular Arıtma tesisi bakım maliyetlerini azaltır Kum tutucudan uzaklaştırılması gereken katılar koku sorununa yol açabilir 31
Arıtma Prosesi Uygulama Alanı Avantajlar Dezavantajlar 2. Birincil Arıtma Çöktürme Çökebilen askıda katı madde içeren atıksular Kendisini izleyen biyolojik proseslere ulaşan kirlilik yükünü azaltır Katı/sıvı ayrımı için kullanılan en ucuz yöntemdir Pek çok farklı atık suyun arıtımı için uygundur. Sık uygulanan ve güvenilir bir prosesdir Koku sorununa yol açabilir Atık suyun içeriğindeki değişimlerden olumsuz olarak etkilenir Büyük arazi gerektirir Flotasyon Yağ, gres, askıda katı madde ve diğer yüzücü madde içeren atık sular Çöktürmeye göre daha düşük alan gereksinimi ve yüksek katı madde konsantrasyonu. Aerobik koşulların sağlanmasını yada korunmasını sağlar. Yüksek ilk maliyet. Karmaşık enstrumantasyon gereksinimi Yüksek işletim ve bakım maliyetleri 32
Arıtma Prosesi Uygulama Alanı Avantajlar Dezavantajlar 3. İkincil Arıtma Aktif Çamur (Havalandırma ve İkincil Çöktürme) Biyolojik olarak arıtılabilir atık sular Yüksek çıkış suyu kalitesi (%90 BOİ ve AKM giderimi) Düşük alan gereksinimi Paket tesis olarak uygulanabilir Nitrifikasyon düzeyi kontrol edilebilir Yüksek işletim maliyeti (elektrik ve havalandırma) Yüksek atık çamur üretimi Şok toksik dozlara karşı hassastır Göreli olarak düşük koku sorunu Damlatmalı Filtre Biyolojik olarak arıtılabilir atık sular Çıkış suyu kalitesi aktif çamurdan biraz düşüktür (%80-90 BOİ ve AKM giderimi) Daha düşük işletim maliyeti Olası tıkanma sorunları Sivrisinek sorunu ortaya çıkabilir. Şok dozlara karşı daha dayanıklıdır. 33
Arıtma Prosesi Uygulama Alanı Avantajlar Dezavantajlar Kimyasal Oksidasyon Düşük debili, yüksek konsantrasyonlu ve içeriği değişmeyen atıksular ya da biyolojik olarak parçalanamayan madde içeren atıksular Atık suyu dezenfekte eder. Gres giderimini kolaylaştırır Tad ve koku sorunlarını giderir Organik maddeleri kalıntı bırakmadan giderir Kimyasal madde maliyetleri Yüksek ilk yatırım (ekipman) maliyetleri Eğitimli işletimci gerektirir Tehlikeli atık oluşumu Kimyasal Çöktürme Çözünmüş katı madde, kolloid, ağır metal ve kimyasal olarak çöktürülebilen inorganik maddeler içeren atık sular Ağır metal iyonlarını, besiyer maddeleri, kolloidleri ve çözünmüş katı maddeleri giderir. Değerli metallerin geri kazanımını sağlar. Biyolojik arıtım için uygun koşulları sağlar. Karmaşık ekipman ve enstrumantasyon gereksinimi Çıkış suyunda kalıntı tuzlar bulunur Önemli miktarlarda atık çamur oluşumu 34
Arıtma Prosesi Filtrasyon (cazibe ile) Filtrasyon (basınçlı) Anaerobik Kontak Uygulama Alanı Avantajlar Yüksek organik ve inorganik AKM ve kolloid içeriğine sahip atık sular. Yüksek organik ve inorganik AKM içeriğine sahip atık sular Yüksek BOİ ve/veya yüksek sıcaklığa sahip atıksular Dezavantajlar Düşük işletim maliyeti Tıkanma sorunları Yüksek katı giderim verimleri (%80-95) Metan eldesi Düşük alan gereksinimi Yüksek uçucu katı madde giderimi Sık geri yıkama gereksinimi Yüksek işletim maliyeti Tıkanma sorunları Isıtma gereksinimi Çıkış kalitesinin göreli olarak yetersiz olaması 35
Arıtma Prosesi 4. İleri Arıtma Uygulama Alanı Avantajlar Dezavantajlar Aktif Karbon Adsorpsiyonu Biyolojik arıtıma dayanıklı organik madde, renk, tad ve koku oluşturan maddeler içeren atık sular Biyolojik olarak giderilemeyen kirleticilerin arıtımı Yüksek arıtma verimleri Yüksek ekipman ve karbon maliyetleri Tıkanmayı önlemek için atık su katı madde içermemelidir. Mikro- Filtrasyon İleri katı madde giderimi %90 düzeyinde katı madde giderimi Çıkış katı madde konsantrasyonlarını 10 mg/lnin altına indirir. Yüksek katı madde yüklerine karşı çok hassatır. Otomaston gereksinimi 36
GAP İdaresi, KfW-MUWIT-MMO; 12-15 Aralık 2004, Batman DENİZLİ ORGANİZE SANAYİ BÖLGESİ MERKEZİ ATIKSU ARITMA TESİSİ Denizli Organize Sanayi Bölgesi Merkezi Atıksu Arıtma Tesisi; Denizli 30 dönüm tarıma elverişli olmayan arazi üzerinde 42.000 m3/gün kapasitede projelendirilerek, 31.12.1997 tarihinde tamamlanarak işletmeye alınmıştır. 37
GAP İdaresi, KfW-MUWIT-MMO; 12-15 Aralık 2004, Batman Bilgisayar kontrol sistemli olarak işletilmekte olan Denizli Organize Sanayi Bölgesi Merkezi Atıksu Arıtma Tesisi; fiziksel arıtma, kimyasal arıtma, biyolojik arıtma, çamur yoğunlaştırma ve çamur susuzlaştırma ünitelerinden oluşmaktadır 38
GAP İdaresi, KfW-MUWIT-MMO; 12-15 Aralık 2004, Batman Fiziksel Arıtma Üniteleri Kimyasal Arıtma Üniteleri Biyolojik Arıtma Üniteleri Çamur Susuzlaştırma Havuzu Giriş yapısı Otomatik temizlemeli kaba ızgara Debi ölçüm kanalı Kum-yağ tutucu Dengeleme Havuzu Mekanik temizlemeli tambur ızgara Nötralizasyon Hızlı karıştırma havuzu Yavaş karıştırma havuzu Kimyasal Çökeltim Havuzu Havalandırma havuzu Biyolojik çökeltim havuzu Çamur yoğunlaştırma havuzu Belt filtre 39
GAP İdaresi, KfW-MUWIT-MMO; 12-15 Aralık 2004, Batman FİZİKSEL ARITMA ÜNİTESİ Fabrikalardan kaynaklanan atıksular cazibe ile su alma yapısına gelmekte ve otomatik temizlemeli kaba ızgaradan geçmektedir. Bu ızgara ile atıksuyun bünyesinde yer alan elyaf, kağıt, naylon, iplik vb. katı parçaların arıtma ünitelerinde tıkanma gibi problemlere yol açmadan tutulması sağlanmaktadır. Izgarada tutulan maddeler bir konteynerle uzaklaştırılırken, ızgaralardan geçen atıksu ise cazibe ile kum ve yağ tutucu üniteye aktarılmaktadır. Atıksuyu kum tutucu üniteye aktaran kanalda debi ölçümü yapılmaktadır. Atıksu arıtma tesisine gelen günlük debinin kontrol edilmesi amacıyla kum ve yağ tutucu ünitesinden önce, Parshall kanalında ultrasonik debi ölçüm cihazı mevcuttur. Bu kanalın ölçüm yapılacak noktasında ise özel olarak yapılmış daraltılmış bir kesit bulunmaktadır 40
GAP İdaresi, KfW-MUWIT-MMO; 12-15 Aralık 2004, Batman Havalandırmalı kum ve yağ tutucu ünitede, atıksu içinde bulunan kum tabana çökerken; yağ, gres, solvent ve benzeri yüzücü maddeler bir sıyırıcı ile yağ çukurunda toplanarak katı atık olarak uzaklaştırılmakta, atıksu ise dengeleme havuzuna savaklanmaktadır. Dengeleme havuzu, günlük olarak salınım gösteren atıksuyun kalite dalgalanmalarını azaltmakta, atıksuyun arıtma tesisine sabit debi ile verilerek arıtma tesisinin homojen olarak beslenebilmesini mümkün kılmaktadır. Havuzda çökelmeleri önlemek ve karışımı sağlamak için dalgıç karıştırıcılar kullanılmaktadır. Dengeleme havuzundan dalgıç pompalar ile çekilen atıksu, içerdiği askıda katı madde yükünü azaltmak üzere ince 1mm aralıklı tambur ızgaralara basılmaktadır. 41
GAP İdaresi, KfW-MUWIT-MMO; 12-15 Aralık 2004, Batman Kimyasal arıtma, atıksularda kirliliğe neden olan çözünmüş, kolloidal ve askıdaki maddelerin uzaklaştırılmasını temin veya hızlandırmak amacıyla, çeşitli kimyasal reaksiyonlardan yararlanılması esasına dayanan genel metodlardır. İnce ızgaradan geçirilen atıksu ph düzenlemesi için ph ayar havuzuna verilmektedir. Kimyasal arıtma için, uygun ph aralığını sağlayabilmek amacıyla atıksuya, ph cihazından kumanda alarak çalışan dozaj pompa yardımı ile asit (%98 lik H2SO4) dozlanmaktadır. Nötralizasyon havuzunda ph ayarlaması yapılan atıksu hızlı karıştırma ünitesine geçer. Hızlı karıştırma havuzunda, suya kireç ve %40 lik Fe3Cl dozlanarak hızlı karışımla maddelerin suya tam olarak karışması sağlanır. Hızlı karıştırma havuzundan sonra atıksu; floklaşmanın sağlandığı yavaş karıştırma havuzuna savaklanır. Yavaş karıştırma havuzunun ilk kademesinde suya anyonik polielektrolit dozlanarak flokların irileşmesi sağlanmaktadır. 42
GAP İdaresi, KfW-MUWIT-MMO; 12-15 Aralık 2004, Batman KİMYASAL ÇÖKERTME HAVUZU Yavaş karıştırma havuzunda çökebilir boyuta ulaşan flokların sudan ayrılması için kimyasal çökeltme havuzuna savaklanır. Çökeltme havuzunun yapısı nedeniyle kimyasal çamur tabana çökerken, durulan su üstten savaklanarak biyolojik arıtma için havalandırma havuzuna verilmektedir. Kimyasal çöktürme havuzunun tabanında biriken çamur dip sıyırıcı ile havuz merkezinde toplanarak kimyasal çamur pompalarıyla çamur yoğunlaştırma ünitesine pompalanmaktadır. 43
GAP İdaresi, KfW-MUWIT-MMO; 12-15 Aralık 2004, Batman BİYOLOJİK ARITMA ÜNİTESİ Atıksu bünyesinde bulunan organik ve kısmen de anorganik kirletici maddelerin, mikroorganizmalar tarafından besin ve enerji kaynağı olarak kullanılmak suretiyle atıksudan uzaklaştırılmaları esasına dayanan metodlardır. Kimyasal çökeltim havuzundan savaklanan atıksu, havalandırma havuzu girişinde geri devir çamuruyla karıştırılır. HAVALANDIRMA HAVUZU GİRİŞ ÜNİTESİ Havalandırma havuzunda mikroorganizmaların organik maddeleri CO2 ve H2O ya dönüştürmesi sağlanmaktadır. Bu proses için gerekli olan oksijen; oksijen ölçüm cihazından kumanda alarak çalışan yüzeysel tip dubalı aeratörlerle (havalandırıcılar) sağlanır. 44
GAP İdaresi, KfW-MUWIT-MMO; 12-15 Aralık 2004, Batman Havuzda çözünmüş oksijen cihazıyla sürekli ölçüm yapılır ve iki adet aeratör bu cihaza bağlı olarak devreye girip çıkarak çalışır; böylece enerji tasarrufu sağlanır. Atıksu, havalandırma havuzundan iki adet biyolojik çökeltme havuzuna savaklanarak aktif çamurun tabana çöktürülmesi sağlanmaktadır. 45
GAP İdaresi, KfW-MUWIT-MMO; 12-15 Aralık 2004, Batman BİYOLOJİK ÇÖKELTİM HAVUZU Çöken çamur sıyırıcılarla bir çamur haznesine alınır. Çamurun bir kısmı mikroorganizma konsantrasyonunu sabit tutmak amacıyla havalandırma havuzuna geri devrettirilirken bir kısmı da çamur yoğunlaştırma ünitesine yollanır. Burada büyük oranda mikroorganizmalardan oluşan çökeltim özelliği arttırılmış biyolojik yumaklar sudan ayrılır. Çökeltme havuzundan savaklanan arıtılmış su yüzeyden savaklanarak kanal sistemine deşarj edilmektedir 46
GAP İdaresi, KfW-MUWIT-MMO; 12-15 Aralık 2004, Batman ÇAMUR YOĞUNLAŞTIRMA VE SUSUZLAŞTIRMA ÜNİTESİ Atıksu arıtımı sonucu oluşan sıvı ya da yarı katı halde, kokulu; uygulanan arıtma işlemine bağlı olarak ağırlıkça %0,25 ile %12 katı madde içeren atıklar arıtma çamuru olarak isimlendirilir. Çamur yoğunlaştırma havuzunda gravite ile yoğunluğu arttırılan çamur, çok düşük devirli bir sıyırıcıyla sürekli sıyrılarak çamur çukuruna aktarılır. Çamur yoğunlaştırma havuzunda aktif çamur içerisindeki %0,5~1 katı madde miktarı %5 mertebesine yükselir. Sıyırıcılarla çamur çukuruna aktarılan çamur monopompalarla susuzlaştırılmak üzere belt filtreye pompalanır. 47
GAP İdaresi, KfW-MUWIT-MMO; 12-15 Aralık 2004, Batman ÇAMUR SUSUZLAŞTIRMA ÜNİTESİ BELT FİLTRELER Yoğunlaştırmadaki fazla su ise savaklanarak rögarda toplanır ve buradan pompalar yardımıyla biyolojik çamur geri devir istasyonuna aktarılır. Oluşan çamurun hacmini azaltmak ve susuzlaştırma verimini yükseltmek amacıyla çamura kireç ve polielektrolit dozlanmaktadır %25~30 kuru katı içeriğinde elde edilen çamur keki kamyonlara aktarılarak tesisten uzaklaştırılmaktadır 48
GAP İdaresi, KfW-MUWIT-MMO; 12-15 Aralık 2004, Batman Adana Organize Sanayi Bölgesi (AOSB) Atık Sularının Ön Arıtma Gereksinimi: AOSB Türkiye nin en önemli OSBlerinden birisidir. Toplam üç bölgeye ayrılmış ve toplam 1100 hektar olarak planlanmıştır. Kullanım suyunu Ceyhan nehrinden alarak arıtan AOSB, atıksuyunu da arıtarak yine Ceyhan nehrine vermektedir. 1994 yılı itibarıyla AOSBde 104 adet tamamlanmış sanayi kuruluşu mevcuttu. Bu kuruluşların sektörlere göre dağılımı aşağıda verilmektedir: Tekstil: 30 Yağ: 2 Döküm: 2 Gıda-Ambalaj: 12 İnşaat-Elektrik Makine: 29 Mobilya-Ağaç: 13 Kimya: 6 İlaç: 2 Plastik: 7 Suni Elyaf: 1 49
GAP İdaresi, KfW-MUWIT-MMO; 12-15 Aralık 2004, Batman Bu kuruluşarda yürütülen anketler ve deneysel çalışmalar aracılığıyla, AOSBde oluşması öngörülen atıksu debileri ve kirlilik yüklerine ilişkin değerler aşağıda verilmektedir: 1. Bölge 1., 2., 3. Bölge 295 Hektar 880 Hektar SEKTÖR Ort. Atıksu Debisi (m3/gün) BOI5 (kg/gün) KOI (kg/gün) Ort. Atıksu Debisi (m3/gün) Tekstil-Deri 14873 3602 10289 31025 Yağ-Gıda-Ambalaj Kimya Orman Ürünleri 13258 104 152 9859 17 33 21778 30 54 15820 162 176 Diğer 738 134 225 9270 Ticari Alan 1500 900 1286 4400 1. Bölge Toplamı 30650 14600 33700 1., 2., 3. Bölge Toplamı 61000 50
GAP İdaresi, KfW-MUWIT-MMO; 12-15 Aralık 2004, Batman Türkiye de özellikle metropol belediye su ve atıksu idarelerinde (İSKİ, ASKİ, İZSU, vb.) geçerli olan ve uygulanan tüm atıksuların evsel atıksu seviyesine indirildikten sonra kanalizasyona ve ortak arıtıma verilmesi ilkesinin uygulanmasına ait çeşitli sorunlar şöyle sıralanabilir: Organik yüklerden başkaca kirletici içermeyen ve doğrudan ortak arıtma tesisine deşarj yapabilecek işletmelerde (bira, gıda, vb.) çok yüksek ön arıtma yatırımları gerekebilmektedir. Atıksuların evsel atıksu düzeyine indirmesi sırasında bazı parametreler istenilenden daha fazla arıtılabilmekte, bu da arıtma için gereken bazı besiyer maddelerin (N ve P) çok düşük düzeylere inmesini ve kimi zaman ortama yeniden ilavesini gerektirebilmektedir. Atıksuların çok sayıda ön arıtma tesisinde arıtılması, toplam arıtma maliyetini çok arttırmaktadır. Arıtma tesisi sayısının fazlalığı, bunların işletilmesini ve denetimini zorlaştırmakta ve çeşitli aksamalara yol açmaktadır. 51
GAP İdaresi, KfW-MUWIT-MMO; 12-15 Aralık 2004, Batman Bu nedenle AOSB Atıksu Yönetim Planı hazırlanırken, bu genel yaklaşım terkedilmiş alınabilecek suların maksimumunun ortak arıtmaya alınması ilkesiyle hareket edilmiştir. AOSBde Atıksu Arıtma Prensipleri 1. Önarıtmalar dahil tüm arıtma sistemlerinin denetimi AOSBnin sorumluluğundadır. 2. Bir endüstriyel atıksuyun kanalizasyon şebekesine bağlanabilmesi için: - Kanalizasyon şebekesinin yapısına ve çalışmasına zarar verip, engel olmaması, - Çalışan personel ve civar halkı için sağlık sorunu yaratmaması, - Ortak arıtma tesisinin çalışması ve verimini olumsuz etkilememesi, - Ortak arıtma tesisinde giderilemeyerek, alıcı ortamda olumsuz etkiler yaratabilecek kirleticiler içermemesi gerekmektedir. 52
GAP İdaresi, KfW-MUWIT-MMO; 12-15 Aralık 2004, Batman 3. Tüm endüstriler atıksu deşarjlarını ve ön arıtmaları ve ilgili tüm önlemleri AOSBnin önerdiği gibi gerçekleştirmekle yükümlüdür. 4. Tüm endüstriler atık su arıtma bazında önemli ve önemsiz olarak ikiye ayrılmışlardır. Önemli kaynaklar herhangi bir parametre cinsinden ifade edilen toplam kirlilik yükünün %10nundan fazla veya proses açısından metal ve toksik parametreler içeren atıksuya sahip endüstrilerdir. 5. Önemsiz atıksu kaynakları tesise bir etki yapmayacağından, bu kaynakların denetimi kanala verilmesi yasak olan maddelerin kontrolü dışında, yapılmayacaktır. 6. Ortak arıtma tesisi tüm endüstrilerin sağladıkları bilgiye dayanılarak tasarlanmıştır. Her tesise ayrılmış arıtma kotası nedeniyle, önemli atıksu kaynakları aşağıdaki tabloda belirlenmiş olan yüklerin üzerinde kirlilik deşarj edemezler. 53
GAP İdaresi, KfW-MUWIT-MMO; 12-15 Aralık 2004, Batman Parametreler Kimyasal Oksijen İhtiyacı Askıda Katı Madde Yağ ve Gres Katran ve Petrol Kökenli Yağlar Toplam Sülfür (S) Fenol Klorür (Cl - ) ph Sıcaklık Yüzey Aktif Maddeler Günlük Yük 8000 kg/gün 1000 kg/gün 200 mg/l ya da 400 kg/gün 100 kg/gün 4 kg/gün 40 kg/gün 20000 kg/gün 6-10 40 C Biyolojik olarak parçalanması TSE standardlarına uygun olmayan maddelerin boşaltımı prensip olarak yasaktır. 54
GAP İdaresi, KfW-MUWIT-MMO; 12-15 Aralık 2004, Batman 7. Tüm önemli atıksu kaynakları ayrıca aşağıdaki tabloda verilen deşarj limitlerini aşmamak durumundadır. Metal ve Toksik Parametreler 2 saatlik kompozit numune bazında (mg/l) Kurşun Kadmiyum Bakı Çinko Arsenik Serbest Klor Toplam Siyanür Toplam Civa Toplam Nikel Toplam Kalay Toplam Gümüş Toplam Krom 8. Kanalizasyon şebekesinden yararlanan ve Madde 2 de tanımlanan önemli kirletici kaynaklardan atıksu karakteri yukarıda belirtilen değerleri geçenler ön arıtma tesisi yapmakla yükümlüdürler. 3 2 2 10 3 5 10 0,2 5 5 5 5 55
GAP İdaresi, KfW-MUWIT-MMO; 12-15 Aralık 2004, Batman 9. Yukarıda bahsi geçen ve kanalizasyona verilemeyecek atıklar dışında, önemli kirletici tanımı dışında kalan kaynak sahiplerinden yukarıda verilen deşarj limit şartları aranmayacaktır. 10. Bölge içerisinde bulunan kirletici kaynaklar, atıksularına karışan yağ, hafif sıvılar, benzin, benzol, fuel oil, vb. petrol atıkları ve ayrıca yemek fabrikaları, küçük yağ işletmeleri gibi yerler atıksularındaki yağ ve yüzer maddeleri tutmak amacıyla bir yağ tutucu bulundurmak, işletmek, bakımını yapmak ve gerektiğinde yenilenmesini sağlamak zorundadır. * Bölge içerisindeki tüm kirletici kaynak sahipleri Atıksu Katılım Payı ödemekle yükümlüdür. Bu pay o işletmenin KOİ cinsinden kirlilik yükü ile debisinin göz önünde bulundurulması ile hesaplanır. 56
GAP İdaresi, KfW-MUWIT-MMO; 12-15 Aralık 2004, Batman SONUÇLAR AOSBde kurulan atıksu yönetim modeli ile daha ekonomik bir önarıtım ve ucuz bir işletme sistemi planlanmıştır. Fabrikalarda kurulacak ön arıtmalar minimize edilmiş ve böylece işletmenin olası en az noktada ve en rasyonel olarak yapılması sağlanmıştır. Kaynak: Kerestecioğlu M, Ocakçıoğlu B. Ve Orhon D., 1994. Organize Sanayi Bölgelerinde Ön Arıtma Gereksinimi-Adana Organize Sanayi Bölgesindeki Yakşalım, İTÜ 4. Endüstriyel Kirlenme Sempozyumu, İstanbul. 57