ARITILMIŞ ATIKSULARIN YENİDEN KULLANIMI VE YAĞMUR SUYU HASADI SİSTEMLERİ (EL KİTABI)

TÜRKİYE BELEDİYELER BİRLİĞİ ARITILMIŞ ATIKSULARIN YENİDEN KULLANIMI VE YAĞMUR SUYU HASADI SİSTEMLERİ (EL KİTABI) ANKARA, Mayıs 2015 Bu kitabın bütün yayın hakları Türkiye Belediyeler Birliği ne aittir. Kitap, Türkiye Belediyeler Birliği nin yazılı izni olmaksızın çoğaltılamaz ve yayınlanamaz.

TÜRKİYE BELEDİYELER BİRLİĞİ Tunus Caddesi No: 12, 06680 Kavaklıdere / Ankara Tel: (0 312) 419 21 00 Faks: (0 312) 419 21 30 www.tbb.gov.tr tbb@tbb.gov.tr ISBN: 978-975-6311-96-7 TASARIM: Gizem GÖZ Bilal BERBER BASKI: Korza Yayıncılık Basım San. ve Tic. A.Ş. Merkez: Büyük Sanayi 1. Cadde 95/11 İskitler / ANKARA Tel: 0 312 342 22 08 (Pbx) Fax: 0312 341 14 27 E-Posta: korza@korzabasim.com.tr www.korzabasim.com.tr

TÜRKİYE BELEDİYELER BİRLİĞİ ARITILMIŞ ATIKSULARIN YENİDEN KULLANIMI VE YAĞMUR SUYU HASADI SİSTEMLERİ (EL KİTABI) Prof. Dr. Ayşegül TANIK Prof. Dr. İzzet ÖZTÜRK Y. Müh. Gökhan CÜCELOĞLU ANKARA, Mayıs 2015

Arıtılmış Atıksuların Yenİden Kullanımı ve Yağmur Suyu Hasadı Sİstemlerİ i SUNUŞ Türkiye Belediyeler Birliği ülkemizdeki bütün belediyelerin doğal üye olduğu, kamu tüzel kişiliğine haiz, ulusal düzeyde kurulan tek yerel yönetim birliğidir. Belediyelerimizi ulusal ve uluslararası platformlarda temsil eden, onları ilgilendiren yasa hazırlıklarını takip ederek görüş bildiren ve her kademesinden personeline eğitim hizmeti sunan, iş birlikleri ile bilgi paylaşımını teşvik eden, belediyecilik alanında dünyada ve ülkemizdeki iyi uygulama örneklerinin yaygınlaşmasına yardımcı olan Birliğimiz; asli görevlerinin yanı sıra ülkemizin yerel kalkınma politikalarına katkı sağlamak için özveriyle çalışmalarını yürütmektedir. 6360 sayılı On Dört İlde Büyükşehir Belediyesi ve Yirmi Yedi İlçe Kurulması ile Bazı Kanun ve Kanun Hükmünde Kararnamelerde Değişiklik Yapılmasına Dair Kanun ile nüfusun %93 ü belediye sınırları içerisinde yaşar hale gelmiş ve belediyelerin hizmet götürme alanları genişlemiştir. Özellikle son yıllarda milli gelirimizde yaşanan artışın da etkisiyle, çevre koruma yatırımlarına merkezi ve yerel yönetim bütçelerinden ayrılan yüksek paylar neticesinde ülke genelindeki temel çevresel altyapı yatırımlarında kayda değer gelişmeler sağlanmıştır. Çevre koruma ve geliştirme ile ilgili altyapı yatırımlarının yüksek maliyetli yatırımlar olması, bu yatırımların sürdürülebilirliğinin sağlanmasını önemli kılmaktadır. Bu durum, başta su ve atıksu arıtma tesisleri olmak üzere çevre alt yapı yatırımlarının planlanma, projelendirme ve işletim aşamalarında görev alacak kalifiye teknik personele olan ihtiyacı artırmıştır. Bu çerçevede, belediyelerimizin teknik personelinin çevre konularında teorik ve uygulama alanlarındaki bilgi birikimlerine katkı sağlaması amacıyla Birliğimiz tarafından teknik kitaplar hazırlatılmıştır. Bu kapsamda kaleme alınan eserlerden biri olan Arıtılmış Atıksuların Yeniden Kullanımı ve Yağmur Suyu Hasadı Sistemleri El Kitabında, arıtılmış atıksular ile yağmur sularının yeniden kullanımı alanındaki güncel, bilimsel ve teknolojik esaslar ile uygulamalara yer verilmiştir. Bütün belediyeleri tek çatı altında toplayan Birliğimiz, Birlikte Belediyecilik anlayışıyla çıktığı yolda; tarafsız, birleştirici, insan odaklı ve yenilikçi ilkeleriyle belediyelerimizi her yönüyle daha da güçlendirmek için onlara rehberlik etme çalışmalarına devam etmektedir. Bu bilinçle hazırlatılan bu kıymetli eseri sizlere sunarken, çalışmalarınıza katkı sağlamasını temenni eder, emeği geçen herkese teşekkürlerimi sunarım. Dr. Kadir TOPBAŞ Türkiye Belediyeler Birliği Başkanı (İstanbul Büyükşehir Belediye Başkanı)

ii TÜRKİYE BELEDİYELER BİRLİĞİ

Arıtılmış Atıksuların Yenİden Kullanımı ve Yağmur Suyu Hasadı Sİstemlerİ iii ÖNSÖZ Bu el kitabı, Arıtılmış Atıksuların Yeniden Kullanımı ve Yağmursuyu Hasadı ile ilgili kapsamlı güncel temel bilgi ve uygulamaları, Belediyelerin atık konusunda çalışan mühendis, operatör ve teknikerlerin kullanımına sunmak üzere hazırlanmıştır. Toplam 8 Bölüm den oluşan bu eserde arıtılmış atıksuların yeniden kullanımı sorununun anlamı, önemi ve boyutları ile yağmursuyu hasadı uygulamaları sürecinde uyulması gereken temel bilimsel ve teknolojik esaslar verilmektedir. Kitapta başlıca, giriş, arıtılmış atıksuların potansiyel faydaları ve karşılaşılabilecek sorunlar, yeniden kullanımına dair ulusal mevzuat, tarımsal amaçlı kullanımının yönetimi, tarımsal amaçlı kullanım için mevcut sistemlerin iyileştirilmesi ve yeni sistemlerin geliştirilmesi, gri su geri kazanımı ve değerlendirilmesi, arıtılmış atıksuyun yeniden kullanımının yönetimi, yağmursuyu toplama, biriktirme ve geri kullanımı konuları incelenmiştir. Bir tür mesleki ve sosyal sorumluluk hizmeti olduğu düşüncesiyle hazırlanan bu kitapta özellikle Arceivala ve Asolekar (2007), Arceivala (2002), Asano v.diğ (2007), Tchobanoglous (2003) den geniş ölçüde yararlanılmıştır. Bu yüzden söz konusu eserlerin yazarlarına şükranlarımı sunarım. Kitapta özetle değinilen konular hakkında daha detaylı bilgi ve uygulama örnekleri için mutlaka ilgili kaynaklara başvurulması gerekecektir. İlgili Bölümlerin yazımındaki katkılarından dolayı Prof. Dr. Ayşe Gül Baysal Tanık ve Y. Müh. Gökhan Cüceloğlu na şükranlarımı sunarım. Kitabın derlenmesi, bilgisayarda itina ile yazımı ve düzenlenmesinde yoğun emeği olan Y. Müh. Zehra Aynur a en içten teşekkürlerimi sunarım. Kitabın üniversite dışında basılabilmesi için bizlere izin veren İTÜ Rektörü Prof. Dr. Mehmet Karaca ya, İnşaat Fakültesi Dekanı Prof. Dr. Gaye Onursal Denli ye ve Bölüm Başkanımız Prof. Dr. İsmail Toröz e şükranlarımı arz ederim. Eserin basımını sağlayan Türkiye Belediyeler Birliği Başkanı Sayın Dr. Kadir Topbaş a, Genel Sekreter Sayın Hayrettin Güngör ve Genel Sekreter Yardımcısı Sayın Recep Şahin ile değerli çalışanlarına teşekkürü borç bilirim. Prof. Dr. İzzet ÖZTÜRK

iv TÜRKİYE BELEDİYELER BİRLİĞİ

Arıtılmış Atıksuların Yenİden Kullanımı ve Yağmur Suyu Hasadı Sİstemlerİ v İÇİNDEKİLER SUNUŞ... I ÖNSÖZ... III KISALTMALAR... VII 1. GİRİŞ... 1 1.1. Alternatif Su Kaynakları Olarak Atıksular ve Yağmur Sularının Ülkemiz Açısından Önemi... 1 1.2. Atıksular ve Yağmur Sularının Yeniden Kullanım Potansiyeli... 2 2. ARITILMIŞ ATIKSULARIN POTANSİYEL FAYDALARI VE KARŞILAŞILABİLECEK SORUNLAR... 5 2.1. Yeniden Kullanım Seçenekleri... 5 2.1.1. Yeşil Alan Sulaması ve Diğer Kentsel Kullanımlar... 5 2.1.2. Endüstriyel Kullanım... 7 2.1.3. Arazide Arıtma ve Arıtılmış Atıksuyun Tarımsal Amaçlı Kullanımı... 8 2.1.4. Rekreasyonel Kullanım ve Çevresel Koşulların İyileştirilmesi... 11 2.1.5. Yeraltı Suyu Besleme... 12 2.1.6. İçme Suyu Olarak Kullanım... 20 2.2. Arıtılmış Suların Kullanım Riskleri... 20 3. ARITILMIŞ ATIKSULARIN YENİDEN KULLANIMINA DAİR ULUSAL MEVZUAT... 24 3.1. Arıtılmış Atıksuların Tarımsal Sulama Amaçlı Kullanımı Konusundaki Ulusal Mevzuat... 24 3.2. Arıtılmış Atıksuların Akifer Restorasyonu Amaçlı Kullanımı Konusundaki Ulusal Mevzuat... 26 4. ARITILMIŞ ATIKSULARIN TARIMSAL AMAÇLI KULLANIMININ YÖNETİMİ... 28 4.1. Sulama Sistemi Planlama Kontrolü... 28 4.1.1. Genel Planlama Esasları... 28 4.1.2. Sistem Yerleşimi... 29 4.1.3. Toprak-Bitki-Su Sistemi ve Sürdürülebilirlik... 30 4.1.4. İşletme Esasları... 31 4.2. Bazı Sistem Bileşenlerinin Projelendirme Esasları... 32 4.2.1. Atıksuyun Ön Arıtımı... 32 4.2.2. Atıksuyun İletimi... 35 4.2.3. Dengeleme ve Biriktirme Lagünü... 35 4.2.4. Sulama Tipleri... 37 4.2.5. Fazla Suyun Toplanması ve Bertarafı... 40 4.3. Ürün Seçimi ve Ürün Dağılımı... 40 4.4. Ürünlerin Su İhtiyacı... 41 4.5. Sulama Sıklığı, Terleme (Evapotranspirasyon) ve Toprak Nemi... 42 4.5.1. Yağıştan Sonra Net Sulama İhtiyacı... 44 4.5.2. İletimdeki Kayıplardan Sonra Brüt Sulama İhtiyacı... 45 4.6. Bir Sulama Sisteminin Sürdürülebilirliği... 45 4.6.1. Toprakta Zamanla Tuz Birikmesi... 46

vi TÜRKİYE BELEDİYELER BİRLİĞİ 4.6.2. Bitkilerin Tuza Karşı Toleransları ve Sürdürülebilirlik... 48 4.6.3. Geleneksel Sulama Suyu Kriterleri... 49 4.6.4. Ağır Metaller ve Dayanıklı (Kalıcı) Maddeler... 52 4.6.5. Sulama ile Nütrient (N ve P) Giderimi... 53 4.6.6. Zemine Organik Madde Yüklemesi... 55 4.6.7. Patojen Taşınımı... 56 4.6.8. Arazide Arıtma Verimi... 56 4.6.9. Arıtılmış Atıksularla Sulama Uygulamaları... 57 5. TARIMSAL AMAÇLI KULLANIM İÇİN MEVCUT SİSTEMLERİN İYİLEŞTİRİLMESİ VE YENİ SİSTEMLERİN GELİŞTİRİLMESİ... 72 5.1. Membran Teknolojileri... 75 5.1.1. Filtrasyon Prosesleri (Mikrofiltrasyon (MF), Ultrafiltrasyon (UF), Nanofiltrasyon (NF) ve Ters Osmoz (RO))... 75 5.1.2. Membranla Ayırma Prosesleri... 78 5.1.3. Membran Biyoreaktör (MBR) Teknolojisi... 79 5.2. Dezenfeksiyon Sistemleri... 86 5.3. Arıtılmış Atıksuların Tarımsal Sulamada Kullanımı Üzerine Ülkemizdeki Güncel Uygulama ve İyileştirme Çalışmaları... 86 6. GRİ SU GERİ KAZANIMI VE DEĞERLENDİRİLMESİ... 89 6.1. Gri Su Miktarı ve Kalitesi... 90 6.2. Gri Su Arıtma Sistemi ve Teknolojisi... 91 6.3. Gri Su Arıtım Maliyetleri... 93 7. ARITILMIŞ ATIKSUYUNUN YENİDEN KULLANIMININ YÖNETİMİ... 95 7.1. Yeniden Kullanım Amaçlı Atıksu Arıtımının Genel İlkeleri ve Risk Değerlendirmesinde Kullanılan Araçlar... 95 7.2. Geçerli Olan Uluslararası Standartlar, Yönetmelikler ve Rehberler... 98 7.3. Atıksu Geri Kullanım Potansiyeli, Politikası ve Kamuoyu Davranışları... 104 7.4. Çeşitli Ülkelerden Uygulama Örnekleri... 106 8. YAĞMUR SUYU TOPLAMA, BİRİKTİRME VE GERİ KULLANIMI... 112 8.1. Yağmur Suları ve Potansiyel Kullanım Alanları... 112 8.1.1. Yeşil Alanları Sulama... 113 8.1.2. Tuvalette Su Kullanımı... 114 8.1.3. Çamaşır Yıkama... 114 8.2. Yağmur Hasadının Üstün ve Zayıf Yönleri... 114 8.3. Yağmur Suyunun Toplanması- Sarnıç Sistemi... 115 8.4. Gelişmiş Yağmur Suyu Toplama ve Dağıtım Sistemleri... 117 8.4.1. Sızdırma... 117 8.4.2. Yağmur Suyu Toplama Sistemleri... 118 8.4.3. Yağmur Suyu Sisteminin Bina içinde Döşenmesi... 121 8.4.4. Depo Tesisatı... 124 8.5. Binalarda Yağmur Suyunun Kullanılmasına İlişkin Dünyadaki ve Türkiye deki Mevzuat ve Teşvikler... 125 8.6. Maliyetler ve Verimlilik... 129 8.7. Yağmur Suyu Toplama ve Kullanma Sistemleri- Uygulama Örnekleri... 129 KAYNAKLAR... 134 DİZİN... 138

Arıtılmış Atıksuların Yenİden Kullanımı ve Yağmur Suyu Hasadı Sİstemlerİ vii KISALTMALAR AAT : Atıksu Arıtma Tesisi AATTUT : Atıksu Arıtma Tesisleri Teknik Usuller Tebliği AB : Avrupa Birliği ABD : Amerika Birleşik Devletleri ABS : Alkil Benzen Sülfonat ADNKS : Adrese Dayalı Nüfus Kayıt Sistemi AKM : Askıda Katı Madde Ar-Ge : Araştırma ve Geliştirme BNR : Biyolojik Nütrient Giderimi BOİ 5 : Biyokimyasal Oksijen İhtiyacı ÇOB : Çevre ve Orman Bakanlığı DSİ : Devlet Su İşleri ED : Elektrodiyaliz EDI : Elektrodeiyonizasyon USEPA : Birleşik Devletler Çevre Koruma Ajansı FAO : Birleşmiş Milletler Gıda ve Tarım Organizasyonu GAP : Güneydoğu Anadolu Projesi GASKİ : Gaziantep Su ve Kanalizasyon İdaresi HRT : Hidrolik Bekletme Süresi İSKİ : İstanbul Büyükşehir Belediyesi Su ve Kanalizasyon İdaresi İZSU : İzmir Su ve Kanalizasyon İdaresi Genel Müdürlüğü KOİ : Kimyasal Oksijen İhtiyacı MBR : Membran Biyoreaktör MF : Mikrofiltrasyon MLSS : Sıvı İçerisindeki Askıda Katı Madde NF : Nanofiltrasyon OSİB : Orman ve Su İşleri Bakanlığı PVC : Polivinil Klorür RO : Ters Osmoz RSC : Kalıntı Sodyum Karbonat SAR : Sodyum Adsorbsiyon Orano SAT : Toprak-Akifer Arıtma Sistemleri SKKYTUT : Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği Teknik Usuller Tebliği SRT : Çamur Yaşı SYGM : Su Yönetimi Genel Müdürlüğü TA : Teknoloji Alanı TÇK : Toplam Çözünmüş Katılar TÇM : Toplam Çözünmüş Madde TDS : Toplam Çözünmüş Katılar TFK : Teknolojik Faaliyet Konusu TRAKYAKA : Trakya Kalkınma Ajansı TSE : Türk Standartları Enstitüsü TSO : Ticaret ve Sanayi Odası TÜİK : Türkiye İstatistik Kurumu YAS : Yeraltı Suyu

viii TÜRKİYE BELEDİYELER BİRLİĞİ

Arıtılmış Atıksuların Yenİden Kullanımı ve Yağmur Suyu Hasadı Sİstemlerİ 1 1. GİRİŞ Su sıkıntısı çeken ülkeler, jeolojik konumları veya iklim şartlarından dolayı yıllardır yeterli miktarda temiz ve sağlıklı suya erişimde zorluklar yaşamaktadır. Kayıtlara göre dünyada 29 ülkede yaşayan 436 milyon insan yeterli suya erişimden yoksundur; hatta bu sayının 2050 yılında 3 5 kat artacağı beklenmektedir. Dünyadaki su kaynaklarının sınırlı oluşuna karşın nüfusun sürekli artışı, suyun önemini daha da arttırmaktadır. Birleşmiş Milletlerin Bin Yıl Kalkınma Hedeflerinden biri de, 2015 yılına kadar yeterli miktarda sağlıklı suya erişemeyen insan sayısını %50 oranında azaltmak tır. Bu hedefe ulaşabilmek için mevcut erişilebilir su kaynaklarının kirlenmesi önlenmelidir. Bu durum, atıksu arıtma teknolojilerinin kullanımını yaygınlaştırmak ve oluşan atıksuların gerektiği gibi arıtılmasını zorunlu kılmaktadır. Mevcut su kaynaklarının kirlenmesinin önlenmesi yanında, alternatif su kaynakları da değerlendirilmelidir. Gelişen dünyada ileri arıtma teknolojilerinin uygulanması ile atıksuların çeşitli amaçlarla yeniden kullanımı mümkün olabilmektedir. Böylece atıksuların, hem alıcı ortamları kirletmesi önlenmekte hem de alternatif bir su kaynağı olarak değerlendirilmesi sağlanmaktadır. Bu yeni su kaynağına ilave olarak yağmur suyunun biriktirilerek çeşitli amaçlarla kullanımı da mümkündür. Yağmur suyunun sarnıçlarda toplanarak çeşitli amaçlarla kullanımı çok eski yıllardan beri bilinen bir uygulamadır. Su kaynaklarının azaldığı günümüzde, bu yöntem tekrar önem kazanmış, özellikle az yağış alan yörelerde tercih edilmeye başlanmıştır. Bu kitapta, alternatif su kaynakları arasında başı çeken atıksuların geri kazanımı ve yağmur sularının toplanarak kullanıma sunulması konusunda güncel bilgiler verilecektir. Her iki alternatifin gerek Türkiye de, gerekse diğer ülkelerdeki kullanımları ve çalışma prensipleri, uygulamada uyulması gereken yasal mevzuat ve güncel uygulama örneklerine yer verilecektir. Ayrıca her iki alternatif kaynağın ülkemiz açısından anlam önemleri de vurgulanacaktır. 1.1. Alternatif Su Kaynakları Olarak Atıksular ve Yağmur Sularının Ülkemiz Açısından Önemi Türkiye tatlısu kaynakları yönünden zengin gözükmesine rağmen, sanıldığı gibi su zengini ülkeler arasında değildir. Kişi başına düşen yıllık 1.652 m 3 su miktarı ile ülkemiz su azlığı yaşayan bir ülke konumundadır. Türkiye İstatistik Kurumu (TÜİK) 2030 yılı için nüfusumuzun 100 milyon olacağını öngörmektedir. Su kaynaklarımızın aynı şekilde korunacağını varsayarsak, kişi başına düşen yıllık su miktarı, DSİ ye göre 1.120 m 3 civarında (DSİ, 2009a) olacaktır. Bu miktarlar ülkemizin 2030 yılında su fakiri ülkeler arasına gireceğini göstermektedir. Dolayısıyla gelecek nesillere sağlıklı ve yeterli su bırakabilmek için mevcut su kaynaklarımızı verimli kullanmanın yanı sıra, kullandığımız suyun da geri dönüşümünü sağlamamız gerekmektedir. Ülkemizdeki toplam su tüketiminin yıllara ve sektörlere göre dağılımına bakıldığında, toplam su kullanımının 2004-2030 döneminde yaklaşık 3 kat artacağı öngörülmektedir (ÇOB, 2008). Sulama, su tüketiminde en büyük paya sahip sektör olarak dikkat çekmektedir (Tablo 1.1.).

2 TÜRKİYE BELEDİYELER BİRLİĞİ Tablo 1.1. Türkiye de su kullanımı (ÇOB, 2008) Yılar Toplam Su Kullanımı Sektörler Sulama Kentsel Endüstriyel Milyon m 3 % % % % 1990 30.600 28 72 17 11 2005 40.100 36 74 15 11 2012 44.000 39,2 72,4 15,9 11,4 2030 112.000 100 65 23 12 Türkiye, yıllık ortalama 501 km 3 suya karşılık gelen miktarda yağış almaktadır; ancak ülkemizin toplam yenilenebilir su potansiyeli bürüt 234 km 3 (193 km 3 yüzeysel, 41 km 3 yeraltı suyu olmak üzere) olarak hesaplanmıştır. Günümüzdeki ekonomik ve teknik koşullar sebebiyle ülkemizin kullanılabilir yüzeysel ve yeraltı su potansiyeli, yılda ortalama 112 km 3 (98 km 3 yüzeysel, 14 km 3 yeraltı suyu) olmaktadır (DSİ, 2009b). 2010 yılında su kaynaklarından 11,7 milyar m 3 su çekilmiş ve alıcı ortamlara 9,1 milyar m 3 atıksu deşarj edilmiştir (TÜİK, 2012a). Yine 2010 yılındaki verilere göre, atıksuların büyük çoğunluğu denizlere (%45) ve akarsulara (%43) deşarj edilmektedir. Kanalizasyon şebekelerinden deşarj edilen atıksuların da %76 sı arıtılmaktadır. Belediye kanalizasyon şebekeleri ile Türkiye nüfusunun %73 üne hizmet verilmektedir. Ancak, atıksu arıtma tesisleri ile hizmet verilen belediye nüfusunun oranı Türkiye nüfusu içinde %52, toplam belediye nüfusu içinde %62 olarak hesaplanmıştır. Arıtılan atıksuyun %37,9 una ileri, %34,3 üne biyolojik, %27,6 sına fiziksel ve %0,2 sine doğal arıtma uygulanmıştır (TÜİK, 2012b). Verilen bilgilerden de anlaşılacağı üzere, ülkemizin halihazırdaki su kaynaklarına alternatif kaynaklar eklenmesi zorunludur. Bu bağlamda, dünyada çeşitli örneklerine de rastlanan arıtılmış atıksuların yeniden kullanımı ile önemli bir alternatif kaynak sağlanabilecektir. Mevcut yapıda henüz ülkenin atıksularının tamamı arıtılamamaktadır; ancak özellikle ileri ve biyolojik arıtmadan geçirilen suların halen bir tarım ülkesi konumundaki ülkemizde, tarımsal sulamaya kayda değer bir katkısı olacağı bilinmektedir. Dolayısıyla bu konudaki çalışmalar da ivme kazanarak sürmektedir. 1.2. Atıksular ve Yağmur Sularının Yeniden Kullanım Potansiyeli Bu kitapta ilgili bilgilerin özetlenerek verilmesi ile, ülkemizde bu konudaki bilincin ve farkındalığın artmasına yardımcı olunması hedeflenmektedir. 2007 2013 yılları arasında uygulanan Dokuzuncu Kalkınma Planı nda Çevrenin Korunması ve Kentsel Altyapının Geliştirilmesi başlığı altında, su alanına yapılan atıflar arasında atıksuların arıtıldıktan sonra tarım ve sanayide kullanılmasının teşvik edilmesi ifadesi yer almaktadır. Ayrıca 2014 2018 yılları arasında uygulanacak olan Onuncu Kalkınma Planı nda da Kentsel Altyapı başlığı altındaki politikalar arasında arıtılan atık suların yeniden kullanımı özendirilecektir ifadesi yer almaktadır. TÜBİTAK Vizyon 2023 ün hazırlanması sürecinde de, Delfi anketi sonuçlarının değerlendirilmesinden sorumlu 10 sosyo-ekonomik panelden biri olan Çevre ve Sürdürülebilir Kalkınma Paneli hedeflerine ulaşılabilmesi için 9 teknolojik faaliyet

Arıtılmış Atıksuların Yenİden Kullanımı ve Yağmur Suyu Hasadı Sİstemlerİ 3 konusu (TFK) belirlemiştir. Bu TFK ların gerçekleştirilebilmesi için öngörülen teknolojik aşama ve gelişmeler, Delfi ifadeleri ile detaylandırılmış ve ülke olarak hangi Ar-Ge ve teknoloji alanlarına (TA) odaklanılması gerektiği belirtilmiştir. Panelde, su alanı ile ilgili öncelikli teknolojik faaliyet konusu Su Kirliliği ve Kontrolü olarak kararlaştırılmıştır. Bu kapsamda, suyun geri kazanımının ve yeniden kullanımının gerçekleştirilebilmesine yönelik olarak biyolojik yöntemlerin ve ileri arıtma teknolojilerinin kullanımının yaygınlaştırılması ve bu yaklaşımın mümkün olduğu kadar yüksek miktarda su harcayan çeşitli sektörlerde (tekstil, kimya vb.) uygulanması hedeflenmiştir (TÜBİTAK, 2010). Ayrıca, 5. Dünya Su Forumu Yerel ve Bölgesel Yönetimler için İstanbul Su Mutabakatı, Yerel ve Bölgesel bir Eylem Planı için Rehber İlkeler Raporu nda yer alan önlemler kapsamında, ekonomik ve verimli su yönetiminde yağmur suyu biriktirilmesi ve atıksuyun geri kullanımına da yer verilmiştir (WWF, 2009). Dolayısıyla, söz konusu her iki alternatif su kaynağının değerlendirilmesi, diğer bir deyişle verimli su kullanımı ve yönetimi, artık bir devlet politikası haline gelmiş bulunmaktadır. Arıtılmış atıksuların tarımsal sulama, sanayi, akifer besleme ve tuvalet sifon suyu, yeşil alan sulaması vb. amaçlı yeniden kullanımı, dünyada giderek yaygınlaşmaktadır. Bazı ülkelerde arıtılmış atıksuların yeniden kullanım oranı %80 lere ulaşmıştır. Bu itibarla konu ülkemiz açısından da büyük önem taşımaktadır. TÜİK ADNKS verilerine göre Türkiye nin 2013 yılı sonu itibarıyla nüfus dağılımı aşağıdaki gibidir; Belde, köy nüfusu (kırsal nüfus) = 6.633.451 (%8,7) İl/İlçe nüfusu (kentsel nüfus) = 70.034.413(%91,3) Toplam = 76.667.864 (% 100) Sızma dahil olmak üzere kişi başına atıksu oluşumu ~200 L/N-gün ve atıksu arıtma tesislerinde (AAT) ~ %5 lik su kaybı esas alınmak suretiyle, kentsel AAT lerden geri kazanılabilecek atıksu potansiyeli, 2013 yılı itibarı ile; Q GKAS 76.667.864 x 0,2 x 365 x 0,95 5,32 x 10 9 m 3 /yıl mertebesindedir. Bu miktardaki suyun ancak 2/3 lük kısmının teknik ve ekonomik olarak yeniden kullanımının mümkün olduğu kabulü ile, pratikte geri kazanılabilecek arıtılmış atıksu miktarı ~~3,54x10 9 m 3 /yıl olarak kabul edilmektedir. Bu değer, ülkemizin tatlısu potansiyelinin % 2,4 üne ve sulamaya tahsis edilen su miktarının ise ~ %3,6 sına tekabül etmektedir. Dolayısıyla arıtılmış atıksuların öncelikli olarak sulamada kullanımı sonucu, 2013 yılı itibarıyla ~3,54x10 9 m 3 /yıl miktarında sulama suyunun evsel ve endüstriyel kullanıma tahsisi mümkün olabilecektir. Arıtılmış atıksuların yeniden kullanımında, kullanım amacının gerektirdiği su kalitesi kriterlerinin (Atıksu Arıtma Tesisleri Teknik Usuller Tebliği) sağlanması da ayrıca önemlidir. Atıksuların geri kazanımının yanı sıra, gri su olarak tabir edilen ve evsel atıksuların bir kısmını oluşturan atıksuların (banyo, duş ve lavabo suları) kaynağında ayrı toplanabilmesi ve uygun arıtma teknolojisi ile arıtılması durumu için de, gerek dünyada gerekse ülkemizdeki uygulama örnekleri tanıtılacaktır.

4 TÜRKİYE BELEDİYELER BİRLİĞİ Bir diğer alternatif su kaynağı olan yağmur sularının özellikle uygun miktarda yağış alan yörelerde biriktirilerek, çeşitli kullanım amaçlarına hizmet etmesi ile yeni bir su kaynağı oluşturulması da, gerek kalite gerek miktar bakımından önem arz etmektedir ve ileriki bölümlerde bu konuya değinilecektir.

Arıtılmış Atıksuların Yenİden Kullanımı ve Yağmur Suyu Hasadı Sİstemlerİ 5 2. ARITILMIŞ ATIKSULARIN POTANSİYEL FAYDALARI VE KARŞILAŞILABİLECEK SORUNLAR Arıtılmış atıksuların kullanımı ile sağlanacak faydalar ve buna karşılık karşılaşılabilecek sorunlara değinmeden önce, bu alternatif su kaynağının hangi faydalı kullanım amaçlarına hizmet verebileceğine bakmak gerekir. 2.1. Yeniden Kullanım Seçenekleri Tablo 2-1 yeniden kullanım seçeneklerinin çeşitliliğini göstermektedir. Tablodan da anlaşılacağı üzere, arıtılmış atıksular yoğun olarak arazi sulama ve yeraltı suyunu beslemede kullanılmaktadır. Atıksuların araziye verilmesi, sadece sıcak ve kuru iklimlere mahsus bir uygulama olmayıp belirli şartların sağlanması durumunda yaygın biçimde tercih edilmektedir. Arıtılmış atıksuların araziye verilmesi işlemleri; tarımsal ürünlerin sulanması, planlanmış/inşa edilmiş besleme sistemlerinde infiltrasyon (sığ havuzlardan yeraltı suyu beslemesi vb.) ve buharlaştırma havuzları kullanımı olmak üzere üç ana grupta incelenebilir (Arceivala, 2002). Atıksuların yeniden kullanım seçenekleri kabaca kentsel, endüstriyel, tarımsal, rekreasyon, yeraltı suyunu besleme ve içme suyu kaynağı olmak üzere 6 ana başlık altında incelenebilir. 2.1.1. Yeşil Alan Sulaması ve Diğer Kentsel Kullanımlar Geri kazanılan atıksuyun, parklar ve golf sahalarının sulanmasında, iş merkezlerinin tuvalet sifonlarında, yangınla mücadelede ve bunlara benzer amaçlarla kullanılması pek çok ülkede yaygın bir uygulamadır (Şekil 2.1.). Kentsel kullanım uygulaması aşağıdaki maksatlarla yapılabilmektedir; Park ve eğlence (rekreasyon) alanlarının, spor alanlarının, okul bahçelerinin, oyun alanlarının, otoyol meydanları ve halka ait binaların ve tesislerin çevrelerindeki peyzaj ve yeşil alanların sulanması, İşyeri, dükkân, ofis ve endüstri kuruluşlarının çevrelerindeki peyzaj ve yeşil alanların sulanması, Golf sahalarının sulanması, Araç yıkama tesisleri, çamaşırhane ve tarım ilaçları (pestisitler) ve sıvı gübreler için çözelti hazırlama suyu gibi ticari kullanımlar, Çeşmeler, havuzlar, şelaleler gibi manzara amaçlı mimari kullanımlar, Toz kontrolü ve inşaatlarda beton yapımı için kullanım, Yangından korunmak üzere yangın söndürme suyu temini, Ticari ve endüstriyel binalarda tuvalet suyu olarak kullanımı.

6 TÜRKİYE BELEDİYELER BİRLİĞİ Tablo 2.1. Arıtılmış atıksuların kullanım alanları (Karakaya ve Göneç, 2005) Kullanım Yeri Şehir Endüstri Tarım Sulama Restorasyon/ Rekreasyon Yeraltı Suyuna Besleme İçmesuyu Kaynağı Uygulama/Amaç Parkların, peyzaj sahalarının ve diğer yeşil alanların sulanması Parkların, peyzaj sahalarının ve diğer yeşil alanların sulanması, golf sahalarının sulanması Ticari amaçlı kullanım (araç yıkama, vb.) Dekoratif amaçlı kullanım (kent içindeki havuzlar, fıskiyeler, şelaleler, vb.) Toz kontrolü Beton üretimi Yangınla mücadele ve yangından korunma İş merkezlerinin ve iş yerlerinin tuvaletlerinde Soğutma suyu Kazan besleme suyu Proses suyu Endüstriyel tesislerin bahçelerinin sulanması Sulak alanların iyileştirilmesi/geliştirilmesi Rekreasyon amaçlı kullanım (su sporları, balık tutmak, vb.) Akarsuların beslenmesi Diğer (Balık üretimi, yapay kar, vb.) Kıyı şeridinde bulunan kuyulara tuzlu su girişini önlemek için bariyer teşkilinde İleri arıtmanın sağlanması Akiferlerin su kapasitesinin artırılması Geri kazanılmış suyu depolamak Zemin çökmelerinin kontrolü veya engellenmesi Doğrudan içmesuyu kaynağı olarak Dolaylı içmesuyu kaynağı olarak Dikkat Edilmesi Gereken Hususlar Halk sağlığı, gerekli arıtma yapılmaması durumunda yüzeysel ve yeraltı sularının kirlenme riski Korozyon, biyofilm oluşumu, kireçtaşı oluşumu, köpük oluşumu, tıkanma Gerekli arıtma yapılmaması durumunda yeraltı sularının kirlenme riski, halk sağlığı, ürün kalitesi, toprak kirlenmesi, kabul edilebilirlik Halk sağlığı, ötrofikasyon, koku, estetik bozulma Yeraltı su kalitesinin bozulma riski Halk sağlığı, kabul edilebilirlik, mikrokirleticiler ve olası etkileri

Arıtılmış Atıksuların Yenİden Kullanımı ve Yağmur Suyu Hasadı Sİstemlerİ 7 (a) (b) Şekil 2.1. (a) Arıtılmış su ile parkların sulandığını gösterir uyarıcı levha, (b) arıtılmış su ile sulanan bir golf sahası 2.1.2. Endüstriyel Kullanım Geri kazanılmış suyun özellikle içme suyu kalitesinde suya ihtiyaç duyulmayan endüstriyel faaliyetlerde kullanılması mümkündür. Geri kazanılmış su endüstrilerde; soğutma suyu, kazan besleme suyu, proses suyu olarak kullanılabilmektedir. Bunlar arasında geri kazanılmış suyun soğutma suyu olarak kullanılması en yaygın uygulamalardan biridir. Geri kazanılmış suyun endüstrilerde proses suyu olarak kullanılabilirliği kullanım yerine göre değişmektedir. Örneğin elektronik sanayinde saf suya yakın kalitede su istenirken, tekstil, kağıt ve metal endüstrilerinde daha düşük kaliteli su kullanılabilmektedir (Crook vd., 1992). ABD de Kaliforniya, Arizona, Teksas, Florida ve Nevada geri kazanılan suyu soğutma suyu ve proses/kazan besleme suyu olarak kullanan başlıca eyaletlerdir. Enerji santralleri; soğutma suyu, kül sulama ve baca gazı yıkama gibi gereksinimler için fazla su ihtiyacından dolayı suların yeniden kullanımları için ideal tesislerdir. Petrol rafinerileri, kimyasal madde tesisleri ve metal işleme tesisleri de geri kazanılmış sudan faydalanan endüstriler arasındadır (USEPA, 2004). Atıksuyun geri kazanılması, endüstriyel atıksuyun tesis içinde geri devri ile ve/veya evsel AAT lerde arıtılan suyun girdisi ile mümkün olabilmektedir. Bir endüstriyel tesis içinde su çevrimi çoğunlukla endüstriyel prosesin tamamlayıcı bir parçasıdır; geri kazanılan ve yeniden kullanılan sular, suyun korunması ve deşarj standartlarının sağlanması amaçlarına hizmet eder. Soğutma suyu, birçok endüstri için geri kazanılmış

8 TÜRKİYE BELEDİYELER BİRLİĞİ suların en yaygın kullanım şeklidir ve tek başına en büyük endüstriyel su ihtiyacını oluşturur. Ancak, soğutma suyu olarak arıtılmış atıksuların kullanılması durumunda, korozyon, çökelek oluşması, mikrobiyal büyüme gibi konulara dikkat edilmesi gerekir. Arıtılmış atıksuların kazan besleme suyu olarak kullanımı, kazanın işletme basıncına bağlıdır. Genellikle yüksek basınçlı kazanlar, kalitesi yüksek sulara ihtiyaç duyarlar. Genel olarak, ister içme suyu ile ister arıtılmış su ile beslensinler, tüm kazanlarda sertliğin sıfıra yakın olması istenir. Kazanlarda çökelti (kabuk) oluşumuna neden oldukları için kalsiyum, magnezyum, silisyum ve alüminyumun arıtılması istenir. Arıtılmış suların proses suyu olarak kullanımı durumunda her bir endüstri için ayrı inceleme yapmak gerekir. Örneğin, elektrik endüstrisi devre kartları ve diğer elektronik parçaların yıkanması için hemen hemen damıtılmış su kalitesi gerekirken, deri endüstrisi düşük kaliteli su kullanabilir (Büyükkamacı, 2009). Bir çalışmada, tekstil sanayinde denim endüstrisi kaynaklı indigo boyama atıksuyunun yeniden kullanımı hedefi ile membran esaslı bir arıtma süreci geliştirilmiştir. Bu amaçla öncelikle ön arıtım alternatifi olarak mikrofiltrasyon (MF), koagülasyon ve ultrafiltrasyon (UF) proseslerinin performansları değerlendirilmiş ve en iyi ön arıtım alternatifi olarak yüksek atıksu akıları ve renk giderim değerleri nedeniyle tek aşamalı 5 µm kesikli MF ve ardışık olarak 5 µm kesikli MF ardından 100 kda UF görülmüştür. Bu iki ön arıtım alternatifi, NF 270 membranı ile nanofiltrasyon (NF) performansı açısından karşılaştırılmış ve en iyi ön arıtım prosesi, %87 92 renk ve %10 kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ) sağlayan 5 µm MF olarak değerlendirilmiştir. Ön arıtım deneylerinin ardından, üç farklı NF ve iki farklı ters osmoz (RO) membranları yeniden kullanılabilecek su elde etme hedefi ile değerlendirilmiştir. Test edilen NF ve RO membranların kalıcı KOİ ve renk performansları birbirlerine benzer olduğundan ilgili yeniden kullanılabilirlik kriterlerinin sağlandığı görülmüştür (Uzal, 2007). 2.1.3. Arazide Arıtma ve Arıtılmış Atıksuyun Tarımsal Amaçlı Kullanımı Kentsel atıksuların arıtıldıktan sonra sulama amacıyla kullanımı kurak ve yarı kurak ülkelerde yaygın bir uygulamadır. Bu ülkelerde su talebi arttıkça geri kazanılmış su ile tarım alanlarının sulaması, su kaynaklarının planlanması ve yönetiminde önemli bir bileşen haline gelmektedir. Atıksuların uygun bir strateji ile kontrollü olarak tarımda kullanılması, bu suların uzaklaştırılması için etkin bir yöntemdir. Bu yöntem, atıksuların azot (N) ve fosfor (P) içeriği dolayısıyla, tarımsal gübre gereksinimini azaltmakta; hatta tamamen ortadan kaldırmaktadır. Atıksuların sulamada kullanılması ile bitki yetiştiriciliği için yararlı olan toprak mikroorganizmalarının metabolik faaliyetleri artmaktadır (Kukul vd., 2007). Tartışmalı bir konu olmasına rağmen atıksular ile tarımsal sulamanın dünyanın birçok bölgesinde uygulandığı bilinmektedir. Dünyada sulanan tarım arazilerinin 20 milyon ha ının ham, arıtılmış ve/veya kısmen seyreltilmiş atıksularla sulandığı ifade edilmektedir. ABD ve Porto Riko'da yaklaşık 174 milyon ha tarım alanının yaklaşık 22 milyon ha ı arıtılmış sularla sulanmaktadır. Florida'da arıtılan suyun toplam hacminin yaklaşık %19 u, Kaliforniya' da ise yaklaşık %48 i tarımsal sulama amacıyla kullanılmaktadır (USEPA, 2004). Bitki ve ürün sulaması için arıtılan atıksu uygulaması dünya çapında giderek artan bir uygulama olmaktadır. Tarımsal sulama için arıtılan atıksuların kullanılması ile

Arıtılmış Atıksuların Yenİden Kullanımı ve Yağmur Suyu Hasadı Sİstemlerİ 9 Su kıtlığı çözülebilir, Bütün bir yıl boyunca atıksuların büyük bir miktarı bertaraf edilebilir, Kalitesi yüksek olan kaynaklar içme suyu olarak kullanılabilir, Ekonomik faydalar sağlanabilir, Atıksuyun nütrient (N, K, P) içeriği tarımsal ürünler için katkı sağlayabilir (Polat, 2013). Tarımsal yönden, arıtılmış atıksu ve çamurun kullanılması için bazı kalite kriterlerinin karşılanması gerekmektedir. Arıtılmış atıksuyun kullanılması, Arıtılmış atıksuyun içinde gübre özelliği taşıyan maddeler varsa ve/veya Arıtılmış atıksuyun toprağı iyileştirme özelliği bulunuyorsa temiz suyun kullanılmasına göre daha avantajlı olmaktadır. Atıksuların tarımda kullanımı, hem olumlu hem de olumsuz çevresel etkilere sahiptir. Tarımsal yeniden kullanım için uygulanan su kalite kriterleri genellikle sağlık problemlerine neden olabilen patojenlerin varlığına odaklanan mikrobiyolojik maddeler, toplam çözünmüş katılar (TDS) ve tuzluluktur. Atıksuların tuzluluk seviyesi genellikle daha yüksektir ve göreceli olarak maliyetli tuz giderme prosesleri uygulanmazsa tuzluluk giderilemez ve su temin maliyeti artar. Bununla birlikte kentsel arıtılmış atıksular humik maddeler, ağır metaller, pestisitler, dezenfeksiyon yan ürünleri, endüstriyel kirleticiler, mikroorganizmalar, organik ve inorganik maddeler de içerir. Bu kirleticilerin bir kısmı klasik atıksu arıtımı yöntemleriyle tamamen giderilemedikleri için, arıtılmış suda da bulunabilir. Arıtılan atıksuların sulamada kullanımı, sulama ve bitki gelişimi sürecinde birincil ve ikincil arıtma prosesleri ile giderilemeyen nütrientlerin çoğu giderebildiği için iyi bir seçenektir. Böylelikle, yüksek maliyetli üçüncül arıtma ihtiyacı azaltılabilir ve sınırlı temiz su kaynakları kentsel amaçlar için kullanılır. Nütrientler, özellikle N ve P, gübre tasarrufunda önemli bir faktör olabilir. Suyun sulama yönünden elverişliliğinin belirlenmesi için en önemli özellikler aşağıda sıralanmaktadır (Polat, 2013); Çözünebilir tuzların toplam konsantrasyonu (TÇM), Sodyum ve diğer katyonların nispi adsorpsiyon oranı (SAR), Bor ve buna benzer toksik elementlerin konsantrasyonu, Kalsiyum ve magnezyum, Anyonlar (klor, sülfat, nitrat), Toplam katı madde, organik madde yükü, yağ ve gres gibi yüzen maddelerin miktarı, Patojen mikroorganizmaların miktarı. Birçok kurak ve yarı kurak ülkede su giderek daha kıt bir kaynak haline gelmektedir. Dolayısıyla, sulama için iyi kalitede suların kullanımı birçok yerde temiz su kaynaklarının azalmasına yol açmaktadır. Sulu tarım, artan nüfusa gıda sağlayan toprakları sulamak için az ve daha düşük kaliteli su kullanımı sorunuyla karşı karşıyadır. Ancak bu uygulamaya, patojen mikroorganizmalar ile besinlerin kirlenmesinden dolayı insan sağlığı için riskler taşıdığı düşüncesiyle endişe ile

10 TÜRKİYE BELEDİYELER BİRLİĞİ yaklaşılmaktadır. Aynı zamanda, atıksuyun yeniden kullanımında risk faktörlerinin bir kısmı halen tespit edilememiştir; bir kısım göstergeler (mikrobiyal patojenler gibi) kısa sürede sonuç verirken diğer bir kısmı (topraktaki tuzluluğun etkisi gibi) ancak uzun vadede anlaşılabilmektedir. Genellikle tarımda atıksu kullanımına tarımsal ve ekonomik nedenlerden dolayı gerek duyulur; ancak olumsuz sağlık ve çevre etkileri de mutlaka minimize edilmelidir. Arazi sulamasında, birincil, ikincil ve ileri arıtma uygulanmış atıksular kullanılabilir su elde etmekte başarılı bir yöntem olabilmektedir. Arazi sulamasının başlıca mahzurları ise; Tarım alanında çalışanların ve elde elden ürünleri tüketenlerin kirlilikten etkilenme ihtimali, Atıksu veya çamurun zemin ve yeraltı suyuna kimyasal etkisi, Genellikle, geniş arazi ihtiyacı, Sulama ihtiyacının mevsimlere göre değişmesi olarak sıralanabilir. Atıksuyun sulamada kullanılması, atıksu ve çamurun uzaklaştırılması için ilkel ve basit bir yöntem olarak algılanmamalıdır. İyi bir projelendirme ve işletme ile, arazi sulaması oldukça uygun ve düşük maliyetli bir arıtma metodu olabilir. Gerek maliyet, gerekse uygun çevre şartlarını sağlamak açısından, diğer yöntemlerle karşılaştırma yapılabilir. Ayrıca, atıksu bertarafı için yapılacak masrafın bir kısmı, üretilen mahsullerden karşılanır. Tüm bu sebeplerle arazi sulaması yöntemi, özellikle sıcak ve kurak iklimlerde bugüne kadar geniş çapta uygulanmıştır. Daha ılıman iklimlerde de ileri arıtma olarak kullanılmasına olan ilgi artmaktadır. Bu metodun ılıman iklimlerde uygulanmasına örnek olarak ABD de Michigan eyaletinde Muskegon Country deki sistem gösterilebilir. Bu sistem, Amerikan Profesyonel Mühendisler Birliği nden başarı ödülü almıştır. Projede 200.000 m 3 /gün debili atıksu bertaraf edilmektedir. Atıksu, önce bekletme süresi 3 gün olan bir havalandırmalı lagüne verilmektedir. Kış aylarında sulama yapılmadığından, havalandırmalı lagünden çıkan su, 5 ay süreyle bir mevsimlik biriktirme (dengeleme) havuzunda depolanmaktadır. Daha sonra, özel olarak projelendirilmiş yağmurlama sistemiyle 48.000 ha lık alan sulanmaktadır. Zeminin altına süzülen sular, tuzlanmayı önlemek üzere bir drenaj sistemiyle toplanmakta ve nehre taşınmaktadır. Böylece doğal yollarla yüksek oranlarda BOİ 5, N, P ve koliform giderimi sağlanmaktadır (Arceivala, 2002). Almanya da 1880 yılından beri atıksular, tarımsal sulama maksatlı kullanılmaktadır. 1962 de yapılan bir sistem sayesinde, yaklaşık 70 fabrikanın atıksuları ile 6.000 ha lık bir arazi sulanmaktaydı. 1996 yılı itibariyle de atıksuyun arazide arıtımı izni, küçük tesisler ve kırsal bölgelerdeki çiftliklerle sınırlandırılmıştır (Arceivala, 2002). Hindistan da ilk arazide arıtma uygulaması, 1895 yılında yapılmıştır ve bugün hala ülkedeki en yaygın atıksu bertaraf şeklidir. İklim şartları, yaz aylarında alıcı ortamlara yeterli su taşınamaması ve yetiştirilen ürünlere karşı artan talep, bu metodu cazip hale

Arıtılmış Atıksuların Yenİden Kullanımı ve Yağmur Suyu Hasadı Sİstemlerİ 11 getirmektedir. 50 den fazla uygulamada 12.000 ha nın üzerinde arazi, yıllık 5x10 8 m 3 den fazla miktarda atıksu ile sulanmaktadır (Arceivala, 2002). Dünyanın çeşitli yerlerinde çok sayıda endüstriden gelen atıksular, arıtılmamış ve arıtılmış olarak bu metotla bertaraf edilmektedir. Gıda ve tarıma dayalı endüstrilerin atıkları, arazide arıtma için daha uygundur. Bu tip endüstrilere örnek olarak aşağıdakiler sayılabilir: Konserve imalathaneleri Süt mandıraları Şeker fabrikaları Bira ve içki imalathaneleri Meşrubat fabrikaları Arazide arıtma metodunun kullanıldığı gıda endüstrisi hariç diğer endüstriler ise gübre sanayi ve kağıt imalat endüstrisidir. Bazı endüstrilerin atıksularında, yağ, katran, petrol ürünleri, solventler, ağır metaller ve diğer toksik maddeler bulunmaktadır. Bunlar, zeminde ve tarım ürünlerinde birikebilir. Ayrıca, yeraltı sularının kirlenmesine de sebep olabilir. ABD de 1980 li yıllarda, 300 civarında konserve fabrikası da dahil olmak üzere toplam 1.300 civarında fabrika, arazi sulaması yöntemini uygulamışlardır. Ayrıca, ABD nin kurak iklimli batı sahilinde 1.000 den fazla belediye, evsel atıksularını arıtıp bertaraf etmek için, sızdırma veya sulama metotlarını kullanmışlardır (Arceivala, 2002). Şehir plancıları, şehirdeki gelişmeleri planlarken estetik, topoğrafya, zemin ve diğer şartları göz önünde bulundurarak, kent yakınında atıksu ile sulamadan yararlanabilecek alanları belirlemelidir. Bu amaç doğrultusunda, erozyona uğramış veya tarıma elverişli olmayan araziler, atıksu ile sulanarak kademeli olarak geliştirilebilir. Bu alanlar, sulama sayesinde çim sahalara, tahıl arazilerine ve orman alanlarına dönüşebilir. Böylece, arazi özellikleri ve su kaynakları da iyileştirilebilir. Arazi sulamasındaki tek zorluk, sulama alanları civarında oluşacak kötü koku ve sivrisinek üremesidir. Bu problemler, kötü işletilen bütün AAT lerde (Atıksu Arıtma Tesisi) de görülmektedir. Gerekli hallerde koku giderici sistemler kullanılabilir. Atıksuyla arazi sulanması yöntemi, fayda sağlayan sürdürülebilir bir yöntem olarak değerlendirildiğinden, devlet ve diğer kredi kuruluşları teşvik edici uygulamalara yönelmelidirler. 2.1.4. Rekreasyonel Kullanım ve Çevresel Koşulların İyileştirilmesi Arıtılmış atıksular; göl ve bataklık iyileştirme ile akarsu akımlarını arttırma gibi amaçlarla da kullanılır. Bu tür atıksular ayrıca habitat oluşturma, restorasyon ve iyileştirme, bir su kütlesine deşarjdan önce arıtılmış suya ek bir arıtma sağlama gibi çeşitli sebeplerle de sulak alanlara uygulanabilir (USEPA, 2004). Havuzların, su kütlelerinin ve akarsuların rekreasyonu için kullanılan arıtılmış suların en önemli

12 TÜRKİYE BELEDİYELER BİRLİĞİ sorunları sucul çevre ve bu sular ile temasta bulunması muhtemel insanların (itfaiyeciler ve çeşmelerde oynayan çocuklar gibi) korunmasıdır. Bu nedenle, bazı süs havuzları için Yüzme Suyu Yönetmelikleri geçerlidir. Su kalitesi, sucul organizmalar ve ekosistemler üzerinde olumsuz etkiler göstermemelidir. Dolayısıyla, balıklara toksik etki yapan bileşikler (endokrin bozucu bileşikler vb.) dikkatli bir şekilde kontrol edilmeli ve izlenmelidir. Yüzme suyu amaçlı kullanılan arıtılmış atıksuların, özel olarak dezenfekte edilmesi ve dermatolojik olarak test edilmesi gerekmektedir. Kalite gereksinimleri Avrupa Yüzme Suyu Kalite Direktifi 76/160/EEC ile belirlenmiştir. Bu kriterler arasında en önemli iki parametre E. koli ve bağırsak enterokoklarıdır (Huertas vd., 2008). ABD Kaliforniya'da arıtılan su miktarının yaklaşık %10 u, Florida'da ise yaklaşık %6 sı rekreasyon, çevre geliştirme ve restorasyon amaçlı kullanılmaktadır (USEPA, 2004). Genellikle ekonomik nedenlerden dolayı bu kullanımlar tercih edilir ve uygulamalar AAT nin kullanım noktasına olan yakınlığına bağlı olarak değişir. 2.1.5. Yeraltı Suyu Besleme Yeraltı sularının doğal beslenimi çok yavaştır; uzun vadede azalan yeraltı suyu seviyesinin sebebi yeraltı sularının aşırı tüketimi ve su çekiminin doğal beslenme oranından daha büyük oluşudur. Bu uygulamalar zamanla yeraltı suyu kaynaklarının tükenmesine neden olur. Bu nedenle yeraltı suyu havzalarının suni beslenimi giderek önem kazanmaktadır (Asano ve Cotruvo, 2004). Arıtılmış suyun yeraltı suyu beslenim amaçları ise şu şekilde sıralanabilir (USEPA, 2004); Sahil akiferlerine tuzlu su girişimini engellemek için hidrolik bariyer oluşturmak, Gelecekteki yeniden kullanımlar için ilave arıtım sağlamak, İçme suyu veya içme suyu harici maksatlarla kullanılabilecek akiferleri artırmak, Daha sonra kullanmak üzere arıtılmış suyun depolanmasını sağlamak. Yeraltı suyu beslemesi ile su depolanmasının bazı faydaları vardır (Asano ve Cotruvo, 2004; Polat 2013). Suni beslemenin maliyeti yüzeysel su rezervuarlarının maliyetinden daha azdır. Akifer nihai bir doğal arıtma sistemi olarak hizmet verir ve yüzeysel sular için gerekli olan boru hattı ve kanal ihtiyacını azaltabilir. Yüzeysel su rezervuarlarında (hazneler) depolanan sular buharlaşmaya, yosun ve sudaki diğer canlılardan dolayı tat ve koku problemlerine ve kirliliklere maruz kalırken, suni beslemede toprak-akifer arıtma sistemleri (SAT) ve yeraltı depolaması ile bu problemler önlenebilir. Yüzeysel su rezervuarları için uygun alanlar mevcut olmayabilir ya da çevresel açıdan kabul edilmeyebilir. Bir atıksu yeniden kullanım projesine yeraltı suyu beslemesinin dahil edilmesi, geri kazanılmış kentsel atıksular ve yeraltı suyu arasındaki ilişkinin bir sonucu olarak psikolojik ve estetik faydalar sağlayabilir.

13 Arıtılmış Atıksuların Yenİden Kullanımı ve Yağmur Suyu Hasadı Sİstemlerİ 13 Ayrıca geri kazanılmış suların doğal ortama verilmesi ile geri dönüşüm süresi artar ve böylece çok yavaş parçalanan kirleticilerin biyolojik parçalanması için gerekli olan ek süre de kazanılmış olur. Geri kazanılmış suların yeraltı suyu beslemesinde en yaygın kullanılan iki yöntem yüzeysel sızma ve doğrudan akifere enjeksiyondur (Asano ve Cotruvo, 2004; Polat 2013). Şekil 2.2. de USEPA tarafından şematik olarak verilen (a) sızdırma, (b) doğrudan enjeksiyon yöntemleri gösterilmektedir. Şekil 2.2. Akifer beslemede kullanılan yöntemlerin şematik gösterimi (a) sızdırma, (b) doğrudan enjeksiyon (EPA, 2005) Yüzeyden sızdırma en basit, en eski ve en yaygın kullanılan suni besleme yöntemidir. Yüzeyden sızdırma da besleme suları doygun olmayan yeraltı suyu (YAS) bölgesinde oluşturulan sızdırma havuzlarından sızdırılır. Sızdırma havzaları alanın verimli bir şekilde kullanımına izin verdiği ve basit bir bakım gerektirdiği için suni beslemenin en

14 TÜRKİYE BELEDİYELER BİRLİĞİ çok tercih edilen yöntemidir. Filtrasyon oranı genellikle toprak yapısı ve bitki örtüsü bozulmamış yerlerde en yüksek olmaktadır. Doğrudan yeraltı suyu besleme ise, su akiferin içine doğrudan enjekte edildiğinde gerçekleştirilir. Doğrudan enjeksiyonda genellikle oldukça iyi arıtılan geri kazanılmış su doygun yeraltı suyu bölgesine, özellikle de yüksek su tutma kapasitesine sahip bir akifere doğrudan enjekte edilir. Doğrudan enjeksiyon ile yeraltı suyu besleme aşağıdaki biçimlerde uygulanabilir: Derin yeraltı sularında ya da yüzeysel sızdırmanın pratik olmadığı veya çok pahalı olduğu topografya ve araziler, Özellikle denizden tuzlu su girişimine karşı sahil akiferlerinde tatlı su bariyerlerinin oluşturulması (Tchobanoglous vd., 2003). Hem yüzeyden sızdırma, hem de doğrudan enjeksiyonda, beslenen suyun akış yolu uzunluğu ve temas süresinin artması amacıyla yerleştirilen çekme kuyuları sızdırma havuzlarından ya da enjeksiyon kuyularından mümkün olduğunca uzak bir mesafede olmalıdır. Söz konusu mesafeler beslenen su ve diğer akifer bileşenlerinin karışmasına katkı sağlar (Brissaud, 2003), uygun biyolojik ve kimyasal dönüşümler için bir imkan oluşur ve beslemede kullanılan kentsel atıksu kökenli suyun kimliği yeraltısuyu kütlesi içinde kaybolur (Asano ve Cotruvo, 2004). Akifer beslemesi avantajlı gibi görünmekle birlikte uygulaması detaylı çalışma ve değerlendirme gerektirmekte ve sonuçları arasında içme suyu olarak kullanılan akiferlerin kirlenme olasılığı olduğu için ihtiyatla uygulanması gerekir. Akifer beslemede temel problemler aşağıda sıralanan hususlardan kaynaklanabilmektedir (Asano vd., 2007). Arıtmanın yeterince yapılmaması (besleme suyunun yeterli arıtılmamasından dolayı akiferi kirletme riski), Akifer su kalitesinin düzenli olarak izlenememesi ve verilerin kayıt altına alınamaması, Enjeksiyon ve/veya filtrasyon sistemlerinin işletme maliyetlerinin karşılanamamasıdır. SAT sistemlerinde arıtılmış atıksuyun topraktan süzülüp akifere ulaşması için yeterli süre birçok faktöre bağlı olmasına rağmen (arıtılmış su kalitesi, vadoz zondaki ve akiferdeki toprak tipi ve sınıfı, YAS derinliği, vs.) basit bir yaklaşımla her 100 m lik sızma (infiltrasyon) mesafesine karşı 1 aylık bir akiferde bekletme süresi önerilir (FAO, 1992). Genelde SAT sistemlerinde sızma (infiltrasyon) boyunca gerçekleşen ilave arıtma ilk 1 m de olur. Ancak bu mesafenin yeterince uzun olmasının istenmesi mikroorganizma giderimi için önemlidir. Şekil 2.3. (a) Sadece ön arıtmadan geçirilmiş bir atıksuyun akifere plansız ve kontrolsüz bir şekilde sızdırılmasını gösterirken, Şekil 2.3. (b) ileri arıtmadan geçirilmiş bir atıksuyun, yeraltı sularının kirlenmesini önleyecek düzende ve kontrollü bir biçimde sızdırılmasını göstermektedir.

Arıtılmış Atıksuların Yenİden Kullanımı ve Yağmur Suyu Hasadı Sİstemlerİ 15 P= Ön arıtma S= Biyolojik (ikincil) arıtma T=İleri (üçüncül) arıtma * Lagünler yerine arazinin durumuna göre Atıksu Arıtma Tesisi de kurulabilir. + Su temin sistemi arıtma ve kontrol gerektirir. Şekil 2.3. (a) Plansız ve kontrolsüz gerçekleştirilen ve sadece ön arıtmadan geçirilmiş atıksu ile akiferin beslenme, (b) Yeraltı suyunun kirlenmesini önleyecek düzende, kontrollü yapılan ve ileri arıtmadan geçirilmiş bir atıksu ile beslenmesi (Url-1) AB 6. Çerçeve Programı Küresel Değişim ve Ekosistemler ana teması kapsamında 2005-2008 yılları arasında yürütülen Water Reclamation Technologies for Safe Artificial Groundwater Recharge- Güvenli Yeraltı suyu Besleme için Su Islah (İyileştirme) Teknolojileri isimli RECLAIMWATER Projesi kapsamında 6 ülkedeki pilot akiferler üzerinde çalışılmıştır (Kaznera ve ark., 2009). Arıtılmış atıksu ile beslenen akiferler çeşitli kullanım amaçları doğrultusunda yeniden değerlendirilmiştir. Tablo 2.2. ile bu projedeki pilot akiferlerin arıtılmış atıksu ile beslenmeleri ve kullanım alanları özetlenmektedir.

16 TÜRKİYE BELEDİYELER BİRLİĞİ Tablo 2.2. RECLAIMWATER Projesi kapsamındaki pilot akiferlerin arıtılmış atıksu ile beslenmeleri ve kullanım alanları (Kaznera ve ark., 2009). Akiferlerin Konumu ve Kapasiteleri Sabadell (İspanya) Barselona dan 30 km uzaklıkta bulunmaktadır. 25,000 m 3 /gün kapasitelidir. Nardo (İtalya) Bari nin güneyinde bulunmaktadır. 12,000 m 3 /gün kapasitelidir. Shafdan (İsrail) Negev yöresindedir. 342 Km 3 /gün kapasitelidir. Gaobeidian (Çin) Pekin, 650 m 3 /gün kapasitelidir. Adelaide (Güney Avustralya) Salisbury, 1100 m 3 /gün kapasitelidir. Torrele (Wulpen) (Belçika) 8640 m 3 /gün kapasitelidir. Yıllık gerçekleşen sızma debisi ise 2,5 milyon m 3 dür. Atıksu Özellikleri ve Geri Kazanım Biyolojik (ikincil) arıtmadan geçirilmiş atıksular bir nehir yatağına verilerek sızdırma sağlanır. Nehrin altındaki bir madene ulaşan sular çekildikten sonra UV dezenfeksiyonundan geçirilir ve park alanlarının sulanmasında kullanılır. Biyolojik (ikincil) arıtmadan geçirilmiş atıksular bir açık kanal ile taşınarak akifere enjekte edilir. Tuzlu su bariyeri oluşturmak amacı ile besleme yapılmaktadır. Aynı zamanda içme suyu kaynağı olarak da kullanılmaktadır. Tel-Aviv Belediyesi alanından kaynaklanan atıksular biyolojik (ikincil) arıtmadan geçirildikten sonra toprak-akifer arıtması (SAT) sonrası akifere ulaşır. Akiferde bekletme süresi 6-12 aydır. Buradan çekilen su tarımsal sulamada kullanılmaktadır. İleri (üçüncül) arıtmadan geçirilen atıksular akifer beslemede kullanılır. İlk olarak sular 500 m 3 /gün kapasiteli bir yavaş kum filtresinden geçirilir. Daha sonra sızdırma (infiltrasyon) kuyularına pompalanır. Ayrıca, besleme 100-150 m 3 /günlük bir debi ile sızdırma yolu ile de gerçekleştirilebilmektedir. Sulak alanda arıtılan kentsel yağmur suları bir acısu akiferini beslemede kullanılmaktadır. İşletme halinde 6 kuyu bulunmaktadır. Klorlama işlemi yoktur. Çekilen suların içme suyu standartlarında olması hedeflenmektedir. Mevcut uygulamada şehir yeşil alan sulamasında değerlendirilmektedir. İleri (üçüncül) arıtmadan geçirilen atıksular 285 m 3 /saat ortalama debi ile bir sızdırma havuzuna alınır. Bu beslemede amaç kıyı şeridinde tuzlu su girişimine karşı bir hidrolik bariyer oluşturmak ve gerektiğinde de yeraltısuyunun içme suyu olarak kullanımıdır. Sızdırma havuzunun yüzey alanı 18.200 m 2 dir. Akiferin bekletme süresi 40 gündür. İçme suyu amaçlı kullanımda çekilen su havalandırıldıktan sonra hızlı kum filtresinden geçirilmektedir.

Arıtılmış Atıksuların Yenİden Kullanımı ve Yağmur Suyu Hasadı Sİstemlerİ 17 Kıyı Kesimlerinde Tuzlu Su Girişimine Karşı Akifer Besleme Küresel iklim değişikliği ile ilintili olarak deniz suyu seviyelerindeki yükselme nedeniyle kıyı akiferlerinde tuzlu su girişimi bu akiferlerdeki su kalitesini olumsuz etkilemektedir (Barlow, 2003). Normal şartlarda, akiferlerdeki tatlısuyun denize doğru hareketi neticesinde kıyı akiferlerine tuzlu su girişimi beklenmez. Tatlı su ile tuzlu su arayüzü kıyıya yakın veya uzak bir mesafede kara yüzeyinin altında bulunur. Bu arayüz aslında tatlı su ve tuzlu su karışımı içinde bir geçiş bölgesi olarak ifade edilir. Şekil 2.4. de tipik bir kıyı akifer sistemi şematik olarak gösterilmektedir. Tuzlu su girişimi akiferlerde tatlısu depolanmasını azaltır. Yükselen deniz suyu seviyeleri bu geçiş bölgesini zorlar ve tatlı suya girişim başlar. Dünyada başta ABD nin kıyı bölgeleri olmak üzere birçok kıyı bölgelerinde bu sorun bulunmaktadır ve bu kıyı akiferlerinin arıtılmış su ile beslenmesi son 50 yıldır başarı ile gerçekleştirilen bir uygulamadır (Johnson, 2008). Şekil 2.4. Tipik bir kıyı akifer sisteminin şematik gösterimi (Barlow, 2003) Bu konudaki güncel uygulamalardan biri de İspanya da sürdürülmektedir. Barselona yakınlarındaki Llobregat Deltası ndaki bir ana kıyı akiferi 1960 lı yıllardan beri tuzlusu girişiminden etkilenmektedir. Katalonya Su Ajansı bu akiferde tuzlu su girişimine karşı bir hidrolik engel (bariyer) teşkil edebilmek için akiferin arıtılmış su ile beslenmesine karar vermiştir. Bu amaçla 14 kuyu açmıştır. Bu proje İspanya daki ilk ve Avrupa genelinde de öncü çalışmalardan biridir. Akifer arıtılmış su ile beslenerek tuzlu suyun karasal alana girişine karşı bir bariyer/tampon oluşturmaktadır. Açılan kuyulara enjekte edilen sular Baix Llobreat Kentsel AAT den çıkan arıtılmış sulardır. AAT de ileri arıtma (ultrafiltrasyon, ters ozmos ve dezenfeksiyon) uygulanmaktadır. Proje 2 aşamadan oluşmaktadır. İlk aşama (Faz 1) 2007 yılında devreye girmiş ve açılan ilk 4 kuyuya 2.400 m 3 /gün arıtılmış su enjekte edilmektedir. İkinci aşamada Nisan 2010 yılında devreye alınmış olup, toplam 11 kuyuya 15.000 m 3 /gün arıtılmış atıksu enjekte edilmektedir. Proje alanında su sıcaklığı, su basıncı ve elektriksel iletkenlik ölçebilen ve uzaktan kumanda teknolojisi ile veri kayıt sistemine sahip toplam 17 izleme 17