PM4WAT Su Dağıtım Sistemlerinin Koruyucu Bakımı (Preventive Maintenance for Water Utilities) MODÜL 1 Yazar: Türkçe Tercüme: CANaH Pamukkale Üniversitesi Doç. Dr. Selçuk Toprak Doç. Dr. A. Cem Koç Bu projeye Avrupa Komisyonu nun desteği ile fon sağlanmıştır. Bu yayın sadece yazarların görüşlerini yansıtmaktadır ve Avrupa Komisyonu buradaki bilgilerin herhangi bir şekilde kullanımından sorumlu tutulamaz.
İçindekiler 1 KENTSEL SU TEMİNİ ŞEBEKELERİ... 4 1.1 (SCO1) SUYUN KAYNAKLARI... 4 1.1.1 Su dağıtımı... 4 1.1.2 Yüzey Suyu... 5 1.1.3 Nehiraltı akımı... 5 1.1.4 Yeraltı suyu... 6 1.1.5 Donmuş su... 7 1.1.6 Yağmur suyu toplama... 8 1.1.7 Geri dönüştürülen su... 9 1.1.8 Tuzdan arındırma (Desalinasyon)... 10 1.2 (SCO2) SU DEPOLARI... 11 1.2.1 Barajlar... 11 1.2.2 Akarsu üzerinde olmayan depolar... 11 1.2.3 Göller... 12 1.2.4 Göletler... 12 1.2.5 Yeraltı su depoları... 13 1.2.6 Basınç düzenleme depoları... 13 1.2.7 Servis depoları / tanklar... 14 1.2.8 Su kuleleri... 14 1.2.9 Ev depoları... 14 1.3 (SCO3) ANA İLETİM HATLARI... 15 1.3.1 Basınçlı ana su boruları... 15 1.3.2 Kanal and hendekler... 15 1.3.3 Tüneller... 15 1.3.4 Gemiyle su nakli... 15 1.4 (SCO4) SU ARITMA TESİSLERİ... 17 1.4.1 Giriş... 17 1.4.2 İçme suyu arıtma aşamaları... 18 1.4.2.1 Ön süzme-depolama...18 1.4.2.2 Süzgeçten geçirme...19 1.4.2.3 Havalandırma...19 1.4.2.4 Kimyasal çökeltme...19 1.4.2.5 Çökeltme...20 1.4.2.6 Filtrasyon...20 1.4.2.7 ph ayarlaması...21 1.4.2.8 Dezenfeksiyon...21 1.4.2.9 Yumuşatma...23 1.4.2.10 Tortu arındırma...24 1.4.3 Tuzdan arındırma (Desalinasyon)... 24 1.4.3.1 Giriş...24 1.4.3.2 Deniz suyu...24 1.4.3.3 Desalination işlemleri...25 1.4.3.4 Çok aşamalı ani damıtma (MSF)...27 1.4.3.5 Çok tesirli damıtma (MED)...27 1.4.3.6 Buhar kompresyonu (VC)...27 1.4.3.7 Ters Ozmos (RO)...27 1.4.3.8 Nanofiltrasyon (NF)...28 1.4.3.9 Ultrafiltrasyon (UF)...28 1.4.3.10 Mikrofiltrasyon (MF)...28 1.4.3.11 Elektrodiyaliz (ED) ve Ters Elektrodiyaliz (EDR)...28 1.4.3.12 İyon Değişimi...28 1.4.3.13 Mobil tuz giderme üniteleri...29 1.5 (SCO5) SU DAĞITIM ŞEBEKESİ... 30 1.5.1 Giriş... 30 1.5.2 Dağıtım yöntemleri... 30 1.5.3 Sistem yapılandırmaları... 31 1.5.4 Servis bağlantıları... 33 2
1.6 (SCO6) KORUMA DONANIM VE TEKNİKLERİ... 34 1.6.1 Vanalar... 34 1.6.1.1 Sınıflandırma...34 1.6.1.2 İzolasyon Vanaları...34 1.6.1.3 Yönlü Vanalar...35 1.6.1.4 Seviye Vanaları...36 1.6.1.5 Hava Vanaları...37 1.6.1.6 Kontrol Vanaları...39 1.6.2 Yangın Muslukları... 41 1.6.3 Hava Kazanları... 42 1.7 (SCO7) ABONE ARAÇLARI... 44 1.7.1 Su sayaçları... 44 1.7.2 Debi düzenleyiciler... 46 3
1 Kentsel Su Temini Şebekeleri 1.1 (SCO1) Suyun kaynakları 1.1.1 Su dağıtımı Su ticari bir ürün değildir, daha çok korunması, savunulması ve bakımı yapılması gereken bir mirastır (Water Framework Directive (WFD) 2000/60/EC). Dünyamızdaki su şu kaynaklardan herhangi birinde saklanabilir: atmosfer, okyanuslar, göller, nehirler, topraklar, buzullar, karlı alanlar ve yeraltı suyu. Hidrolojik çevrim atmosfer, litosfer ve hidrosfer biyosferleri arasında suyun hareketini ve depolanmasını betimleyen kavramsal bir modeldir (Şekil 1.1). Şekil 1.1. Hidrolojik çevrim (Pidwirny, 2006) Su kaynakları insanlara yararlı unsurlardır. Su tarımsal, endüstriyel, rekreasyonel ve çevresel aktivitelerde ve evlerde kullanılır. İnsanların söz konusu alanlarda kullandığı suyun hemen hemen hepsi tatlı sudur. Yeryüzündeki suyun yaklaşık % 97 si okyanuslarda bulunur (tuzlu su). Tatlı suyun (%3) üçte ikisi ise kutuplardaki buzullarda donmuş haldedir. Tatlı suyun kalanı ise yer altında, göllerde, toprakta, atmosferde ve canlılarda bulunur (Tablo 1.1). Tablo 1.1. Suyun Dünyadaki dağılımı Su Kaynakları Hacim (M km 2 ) Toplam Yüzde Okyanuslar 1370 97.25 Buzullar 29 2.05 Yeraltı suları 9.5 0.68 Göller 0.125 0.01 Zemin nemi 0.065 0.005 Atmosfer 0.013 0.001 Nehirler ve akıntılar 0.0017 0.0001 Biosfer 0.0006 0.00004 Tatlı su yenilenebilir bir kaynaktır, ancak dünyanın temiz tatlı su kaynakları gitgide azalmaktadır. Dünyanın çoğu bölgesinde var olan su miktarı ihtiyaç duyulan su 4
miktarından azdır ve dünya nüfusu arttıkça su ihtiyacı da artmaktadır. Suyun korunması gerekliliği 20. yüzyılda dünyadaki sulak alanların yarısından fazlasının kaybı sonucu su kaynaklarının korunması önemli hale gelmiştir. Biyo-çeşitlilik açısından zengin olan tatlı su ekosistemleri deniz veya kara ekosistemlerinden daha hızlı bir şekilde azalmaktadır. Su kaynaklarının su kullanıcılarına dağıtımı su hakları olarak adlandırılır. 1.1.2 Yüzey Suyu Yüzey suyu yer altı suyu haricindeki karalardaki sulardır; kıyılardaki tuzlu sular ve kıyı suları kimyasal durumuna bakılmaksızın bu gruba girer. (Water Framework Directive (WFD) 2000/60/EC). Yüzey suları yerkürenin yüzeyinde bulunan sulardır; tüm yüzeysel su kütleleri bunlar arasındadır. Halkın kullanacağı su dağıtım sistemlerini besleyen veya beslemesi düşünülen, tatlı veya tuzlu, yılın önemli bir kısmında akan veya durağan, doğal ya da yapay göller, göletler, pınarlar, nehirler, akarsular, bataklıklar, sulak alanlar ve gelgit suları sayılabilir. Yüzey suları yağışlarla beslenir; okyanuslara boşalma, buharlaşma ve yer altına sızmayla da doğal olarak kayba uğrar. Yağışlar suyun doğal olarak artmasını sağlar, bununla birlikte su miktarını etkileyen birçok başka faktör vardır: iklim koşulları, topografya, doğal ve yapay su kaynaklarının depolama kapasitesi, zemin geçirgenliği vb. İnsan aktiviteleri yüzey suyunun dağılımını ve kalitesini etkiler. Yüzey suyunun arıtımı genellikle katı maddelerin çıkarılması ve dezenfeksiyonla sınırlıdır. Nehirler en yaygın tatlı su kaynaklarıdır, ancak seller ve kuraklık gibi nedenlerle su seviyesindeki değişiklikler, su kalitesinin bozulması, hastalıkların artışı ve yayılmasını sağlaması gibi problemler ortaya çıkarır. Nehir hepsi de aynı yerde toplanan bir ana kol ve çok sayıda tali koldan oluşan bir sistemdir; nehir sisteminin drene ettiği alan havza olarak bilinir. Nehirlerin en temel özelliği yerçekimi etkisiyle sürekli olarak tekyöne akmalarıdır. Avrupa da sayısız nehir havzası ya da yatağı olmasına rağmen, nispeten küçüktürler ve uzunlukları da azdır. Yaklaşık 70 Avrupa nehri 10000 km 2 yi aşan bir havza alanına sahiptir. Sadece kıtanın derinlerine inen nehirler büyüktür. Avrupa daki en büyük üç nehir: Volga (1), Tuna (2), ve Dinyeper (3) nehridir. Ancak, dünya standartlarına göre bu nehirler de nispeten küçüktür; havza büyüklükleri sırasıyla 14., 29.ve 48. dir. Avrupa nın tamamında tatlı suyun ana kaynağı yüzeysel sulardır, çünkü kolayca elde edilebilir, büyük miktarlardadır ve diğer kaynaklara göre ucuzdur. Bu nedenle, çıkarılan toplam suyun % 81 ini oluşturur. 1.1.3 Nehiraltı akımı Nehir yatağının altındaki ve yanındaki geçirgen tortu içinden süzülen akıntıya hiporeik veya nehir altı akımı denir; öte yandan akarsudaki görünür akıntıya ise reik akım denir. Hiporeik akım yeraltı suyu su tablası ile yüzey suyu arasındaki yeraltı suyu akımıdır. Hiporeik terimi Yunanca kökenlidir, -hipo altında, -reo ise akım anlamına gelir. Nehrin temelini oluşturan yer altındaki kayaların ve çakılların arasından geçen akıma ve havzasına hiporeik alan adı verilir. Bu alandaki su akışı oldukça büyüktür, hatta 5
akarsuyun kendisinden daha büyük olabilir. Hiporeik akıntı, yüzeydeki sular kuruduğunda çöller ve kurak alanlardaki akıntının tümünü oluşturabilir. Hiporeik akıntının kaynağı akarsuyun kendisi veya çevreden akarsuya sızan su olabilir. Hiporeik alan, yüzey sularıyla yer altı suları arasında dinamik bir ilişki sağlar ve akifer tam doluyken yer altı suyundan beslenir ve yer altı suyu azalınca onu besler. Hiporeik alanla ilgili bir dizi tanım mevcuttur. Bu tanımlar ekologlar, hidrologlar, hidrojeologlar, jeokimyacılar, ve jeomorfologlar tarafından yapılmıştır. Bu tanımlardan bazıları şöyledir: - Akarsu kanalının altındaki veya yanındaki akarsuya su katkısı yapan alan - Akarsu yatağının altında ya da yakınında bulunan ve açık kanaldan gelen suyla akarsu yatağının içindeki suyun birbirine karıştığı alan - Akarsuyun etrafında fauna özelliği taşıyan alan - Yeraltı suları ve yüzey sularının birbirine karıştığı alan - Bir miktar kanal suyu içeren akarsu yatağının altındaki alan - Akarsu ve nehirlerin yüzey sularıyla yer değiştirdiği yer altı bölgesi - Hem yüzey hem de yer altı sularının bulunduğu yer altı bölümü Hiporeik alan gözlemlerde geçirgen bir ortam olarak betimlenir. Hiporeik sistemlerin çoğunda geçirgen ortamlarda yüzeysel akım olarak tanımlanan Darcy kanunları geçerlidir. 1.1.4 Yeraltı suyu Yeraltı suyu, yerin altında bulunan ve toprak altındaki sularla direkt ilişkili olan su demektir (Water Framework Directive (WFD) 2000/60/EC). Yeraltı suları belediyelerin yararlandığı başlıca su kaynaklarından biridir. Yağışlar, yüzey suları ve yeraltına sızan sular olarak dağılır. Yeraltı suyu yerin altında bulunan sudur. Akifer, diğer adıyla yeraltı su kaynağı jeolojik bir oluşumdur. Akifer terimi Latince kökenlidir. -aqui su, fer ise taşımak demektir. Bu oluşumun katı maddelerle dolu olmadığı kısmına gözenekli alan denir. Gözenekli alan yeraltı sularının bulunduğu alandır. Su içeren yeraltı oluşumları iki yatay bölgeden oluşur: Tüm gözeneklerin suyla dolu olduğu saturasyon bölgesi ve tüm gözeneklerin hava ve suyla dolu olduğu havalandırma bölgesi. Havalandırma bölgesi de üç alt bölgeden oluşur. Kapiler bölge, ara bölge (vadoz su) ve zemin suyu bölgesi. Akiferler şu şekilde sınıflandırılır: - Alttan ve üstten su ve hava geçirmez oluşumlarla kuşatılmış sınırlı akifer (veya basınçlı akifer) - Üst sınırı su tablası olan sınırsız akifer (freatik veya su tablası akiferi) - Üstten veya alttan su kaybı ya da kazancı olan yarı sınırlı ya da sızdırabilir akifer. Sahildeki akiferde oluşan fazla yeraltı suyu tatlı su seviyelerinde artışa ve deniz suyunun akifere akmasına neden olur. Bu süreç deniz suyu girişi olarak bilinir. Bu durum akiferin kalitesini düşürür ve yeraltı suyunun müteakip kullanımını önler; çünkü geleneksel bakım yöntemleri tuzu gidermez. Dahası, tuz kirliliği onyıllarca sürebilir. 6
Yeraltı suyuna tuz karışması tatlı su ihtiyacının artmasına yol açar; bu da sahil suyunun tuzdan arındırılması gibi yöntemleri gerektirir. Akdeniz sahil şeridinde tuz karışmasından etkilenen geniş alanlar mevcuttur; bu durum tarım ve halk kullanımı için gereken su ihtiyacının artmasıyla sonuçlanmıştır. Gelecekte su kaynaklarının nitelik ve nicelik açısından korunmasını sağlayan bir yönetim sistemine ihtiyaç olduğu açıktır. Günümüzde, su yönetim planının bir parçası olarak yeraltı sularının saklanmasına büyük ilgi duyulmaktadır. Yeraltı su kaynakları akarsu, fırtına, yağmur vb kaynaklardan gelen sulardan oluşabilir ve farklı yöntemlerle esasen kuyular ve infiltrasyon havuzları aracılığıyla yeniden değerlendirilir. Bu yöntemlerle toplanan su birçok amaç için kullanılabilir. Yeraltı depolamanın başlıca öğeleri şunlardır: - Depolanacak su kaynağı: birçok su kaynağı mevcuttur: yüzey suyu, yeraltı suyu, fırtına suyu, göl suları vb. Kullanılan su kaynağı hazır bulunuşluluk, kalite, güvenirlilik gibi faktörlere bağlıdır. Farklı kaynaklardan gelen sular farklı su kalitesine sahip olabilir. - Yeniden değerlendirme metodu: başlıca metotlar suyun havuzlar veya kuyular aracılığıyla yeniden değerlendirilmesidir. Metodun seçilmesi akifer tipine, derinliğine ve özelliklerine bağlıdır. Havuzlar ve vadoz kuyular sınırsız akiferlerde kullanılır. Başlıca tasarım kriterleri arazi hazır bulunuşluluğu, akifer tipi ve sel kontrolüdür. - Depolama ve yönetim yaklaşımı: akiferin su depolama kapasitesi yeraltı su depolama sistemine uygun alanın seçilmesi aşamasında kritik faktörlerden biridir. Diğer bir faktör, depolama sırasında oluşabilecek su kalitesinin iyileşmesi ve / veya bozulmasıdır. Üçüncü faktör ise gözeneklerin kapanması gibi akifer üzerindeki olumsuz etkilerdir. Yeraltı mağaralarında veya terk edilmiş madenlerde saklama gibi diğer metotlar da denenmiştir. - İyileşme metodu: iyileşme boşaltım kuyuları veya çift-amaçlı yeniden değerlendirme ve iyileşme kuyuları veya yüzeydeki su kaynaklarına doğal boşaltım aracılığıyla sağlanır. Yeraltı sularının yüzeye çıkışına örnek olarak akarsuların denize dökülmesi verilebilir. - İyileştirilen suyun kullanımı: su kalitesi depolanan suyun en son kullanımına bağlıdır. Son kullanımdan once bakım gerekebilir. Başlıca kriterler nitelik, nicelik, kullanma süresi ve güvenirliliktir. Su madenciliği veya fazla su çekimi terimi, akiferin dolma kapasitesinden fazla su çekilmesi sonucu yeraltı su seviyesinin düşmesi durumunda kullanılır. 1.1.5 Donmuş su Daha önce belirtildiği gibi, içilebilir su olarak kullanılabilecek olası bir kaynak olan dünyadaki tatlı suyun üçte ikisi buzullarda ve kutup başlarında donmuş haldedir. Buz deniz suyundan daha temizdir ve neredeyse içilebilir niteliktedir, ama eridiğinde deniz suyuyla karışır ve yararsız hale gelir. Son yıllarda kuzey kutbundan ve Antarktika dan tatlı su getirme teorisi öne sürülmüştür. Buzullar her yıl binlerce km 3 buzu, buz dağları olarak kaybetmektedir. Okyanuslara karışan yıllık buzdağı su miktarı dünyanın yıllık tatlı su tüketiminin ciddi bir kısmını oluşturmaktadır. Bu buzdağları yüzlerce km büyüklüğündedir ve yaklaşık onlarca yıl erimeden kalabilir. Bu yüzden, tatlı su ihtiyacı olan yere buzdağı götürmek kulağa mantıklı gelmektedir. 7
Şekil 1.2. Antartika da bir buzdağı Kutuplardan su elde etmek için bir dizi metod ortaya atılmıştır. Bu metodlar a) buzdağlarının büyük miktarlarda buzu alabilecek fabrikalara taşınması b) buzun büyük bloklar halinde taşınması c) küçük parçalar halinde taşınması vb metodlardır. Suyun taşınması ve elde edilmesine ilişkin birçok problem vardır. Teknik zorluklardan biri buzdağının varış noktasına nasıl yönlendirileceğidir. Birçok sınırlama söz konusudur: az enerji ve taşıma süresiyle olabildiğince çok buz kütlesi taşımak, buzdağının boyutu ve şekli, taşıma maliyeti, hava değişimleri, ıslah yöntemi, erime oranı, uluslararası etkiler vb. 1.1.6 Yağmur suyu toplama Doğal su kaynakları, toplanan yağmur suyu, geri dönüştürülen atık su ve tuzdan arındırılan su vb. başka kaynaklarla beslenebilir. Bu metodların hiçbiri su kullanımını azaltmaz, ama geleneksel yollarla su edinimini azaltma potansiyeli taşır. Son yıllarda, bu seçenekler su kaynaklarını artırma yolları olarak kullanılmaya başlanmış ve önemleri gitgide artmıştır. Yağmur suyu doğrudan toplanabilen iyi kalite bir su kaynağıdır. Yağmur suyu toplama, müteakip kullanım için yağmur suyunun toplanması ve depolanması sürecidir. Yağmur suyu toplama işlemi antik çağlardan beri yararlanılan bir yöntemdir. Sudan yoksun bölgelerde yağmur suyu tek mevcut ve ekonomik su kaynağı olabilir. 8
Şekil 1.3. Çatı bazlı yağmur suyu toplama sistemi Yağmur suyu toplama iki kategoriye ayrılır: çatı bazlı ve kara bazlı. Çatıda biriken yağmur suları bahçe sulama, araba yıkama, tuvalet gibi evsel ihtiyaçların giderilmesinde kullanılabilir. Çatı havzası oluğa ve aşağıya doğru inen bir boruya bağlıdır; buradan geçen yağmur suyu bir tankta depolanır. Yağmur suyu toplama sisteminin kapasitesi düşen yağmur oranına, toplama alanının boyutuna, depolama kapasitesine ve evin su ihtiyacına bağlıdır. Birçok durumda, sınır düşen yağmur miktarı değil depolama tankının boyutudur. Kara bazlı yağmur suyu toplama yeryüzüne düşen yağmurun gölet vb yerlerde toplanmasıdır. Su geçirmez alanlara dönüştürülen bu özel olarak hazırlanmış yüzeylerde büyük oranlarda yağmur suyu toplanabilir. Bu amaçla, plastik veya beton gibi materyaller kullanılır. 1.1.7 Geri dönüştürülen su Doğal su kaynakları, atıksu arıtma tesislerindeki ve evlerde tuvalet haricindeki atık suların (gri su) yeniden değerlendirilmesi yoluyla desteklenir. Avrupa da atık suların geri dönüşümüne ilişkin hiçbir resmi tanım veya talimat yoktur. Aksine, AB de yeniden kullanım uygulamarıyla ilgili bir uyuşmazlık söz konusudur. Iki çevre yönergesi bu konuyu ele alır: a) şehir atık suyu arıtma yönergesi (91/271/EEC) Arıtması yapılan atık suların uygun olduğu zaman tekrar kullanılmasını ele alır ve b) su yönergesi (2000/60/EC) emisyon kontrollerini, ve etkinlik ve yeniden kullanım ölçümlerini, su yeterlilik teknolojilerinin teşviğini ve sulama için gerekli suyun korunması tekniklerini ele alır. Geri dönüştürülen su- yeniden kullanılan su adı da verilir- dünyanın birçok yerinde yıllardır kullanılmaktadır. Singapur, Florida, California, Birleşik Arap Emirlikleri ve İsrail de gelecekteki su kaynaklarının güvenliğini korumak için geri dönüştürülmüş su kullanımı anahtar rol oynamaktadır. Geri dönüştürülmüş su, sulama, endüstriyel işlemler (soğutma), parklar ve golf sahalarının sulanması ve evsel ihtiyaçlarda (tuvalet temizliği, araba yıkama ve bahçe sulama ) kullanılmaktadır. Bazı bölgelerde geri dönüştürülmüş su doğrudan veya dolaylı olarak insanların tüketiminde kullanılmaktadır. Yeniden değerlendirilip doğrudan kullanılabilir hale getirilen atık sular, bakım ve ıslah çalışmalarından sonra içilebilir hale getirilmektedir. 9
Bu sular geniş çaplı kamu su sistemlerinde kullanılmamaktadır. Dolaylı içilebilir su, kullanılmadan once göle ya da nehre boşaltılır. Geri dönüştürülen atık sular özel bakım gerektirir ve bu suların içilebilir hale getirilmesi pahalıdır. Gri su, duş, banyo, küvet, çamaşır makinası ve mutfaklardaki atık sulardır. Mutfak lavabolarındaki gri sular daha kirli olduğu için tercih edilmez. Gri sular, seçilip depolanabilir ve tuvalet temizliğinde (sifon) ve bahçe sulamada kullanılabilir. Bu suların tuvalet ve bahçe temizliği gibi alanlarda kullanımı Kıbrıs ta başarıyla yapılmaktadır, bu kullanım sayesinde kişi başına düşen su kullanımı % 40 oranında azalma göstermiştir. 2007 de gri suların geri dönüşüm maliyetinin % 75 i devlet desteğiyle karşılanmıştır. 1.1.8 Tuzdan arındırma (Desalinasyon) Bazı bölgelerde yaşanan su kıtlığı büyük bir problemdir. Deniz suyunun tatlı suya çevrilmesi çözüm olabilir ama sudaki yüksek tuz oranı içilebilir ya da kullanılabilir olmasını engeller. İspanya batı dünyası içinde desalinasyon tekniklerini en çok kullanan ülkedir. Dünyada ise Suudi Arabistan, BAE ve Kuveyt ten sonra dördüncü sıradadır. Tuzdan arındırılmış su en çok tarım alanında kullanılmaktadır. Ülkedeki 700 tesis günlük 1600000 m³ su üretmektedir, bu oran 8 milyon kişiye yeterli bir orandır (WWF, 2007b). Kıbrıs, Yunanistan, İtalya, Malta ve Portekiz gibi diğer Akdeniz ülkelerinde de tuzdan arındırılmış su geleneksel bir kaynak olarak kullanılmakta ve kurak yerlerdeki tatil beldelerinin su ihtiyacını da karşılamaktadır. Örneğin, Malta da su arzının % 57 sini tuzdan arındırılmış su oluşturur. Kııbrıs ta günlük 120000 m³ su üretme kapasiteli iki tesis kurulmuştur. Ayrıca, günlük 20000 m³ su üretme kapasiteli mobil bir desalinasyon tesisi de hizmete açılmıştır. Desalinasyon kurak sayılmayan bölgelerde de yapılır; Londra daki su şirketi Thames Water bölgedeki ilk desalinasyon tesisini kurmak için 300 milyon Euro yatırımda bulunmuştur. 10
1.2 (SCO2) Su Depoları 1.2.1 Barajlar Baraj insan yapımı olan ve fazla suyun belirli bölgelere akmasını önleyen ve fazla suyun daha sonra kullanımı için saklanmasını sağlayan bir engeldir. Bazı barajlar enerji üretimi için de kullanılır. Kitlesel atıklar ya da kunduz vb hayvanların oluşturduğu doğal barajlar da bulunmaktadır. Şekil 1.4. Baraj ve baraj gölü Baraj gölü suyun saklanması için kullanılan insan yapımı bir göldür. Bu yapay gölde toplanan su daha sonra belediyelerin kullanımı için saklanmaktadır. Barajlar daha once bahsedilen bazı problemlerin çözümünü sağlayabilir (Bölüm 1.1.2), ama inşaları küçük toplumlar için çok maliyetlidir. Barajlar yükseklik, amaç ve yapılarına gore sınıflara ayrılır. Büyük barajlar 15-20 m den yüksek olan barajlardır; çok büyük barajlar ise 150-250 m den yüksektir. Barajlar çok amaçlı olarak inşa edilirler. Sel kontrolü, hidroelektrik, içme ve sulama suyu, tekne ve mavnaların navigasyonu için kilitler, rekreasyon yerleri gibi yararlar sağlar. Bazı barajlar, bu yararlardan sadece birini sağlar; ama çoğu barajın birden fazla kullanım amacı vardır. Yapılarına gore barajlar ikiye ayrılır: kagir barajlar ve dolgu barajlar. Kagir barajlar betondan yapılır. Dolgu barajlar ise toprak ve kayadan yapılır, çekirdeği su geçirmezdir. Nehirlerden gelen tortular baraj göllerinde birikir. Sedimentasyon baraj gölünün kullanım kapasitesini önemli ölçüde azaltır. Baraj göllerinde tortu birikimini önlemenin en iyi yolu yeri iyi seçmek ve kontrolü elden bırakmamaktır. 1.2.2 Akarsu üzerinde olmayan depolar 11
Akarsu üzerinde olmayan insane yapımı depolar su temini ve sulama amacıyla su saklamak için yapılır. Akarsu üzerindeki depolama ile kıyaslanırsa akarsu üzerinde olmayan depolar esneklik, gelişme potansiyeli olması, su kaynağının seçimi ve çevresel etkilerden uzak olmak gibi bazı avantajlara sahiptir. 1.2.3 Göller Göl, karalarla çevrili bir alanda bulunan su kütlesi olarak tanımlanabilir. Denizle bağlantısı olmayan, tamamen karalarla çevrili bir alanda bulunan bu su kütlesi genellikle tatlı sudur. Göller ikiye ayrılır: doğal göller ve yapay göller. Doğal göller doğa şartlarının sonucu oluşurken yapay göller insanlar tarafından inşa edilen barajlar gibi yüzeydeki su kaynakları olarak adlandırılır. Yarı-yapay göller de vardır. Bu göller doğal olarak ortaya çıkan ve sonradan insan eliyle genişletilen göllerdir. Doğal göller insanların ihtiyacını karşılayan paha biçilemez değerdeki ekolojik kaynaklardır. Doğal göller jeolojik hareketler sonucu oluşur ve birçok türe ayrılır: buzul gölü, tektonik göl, kıyı gölü, volkanik göl, kaya parçalanması ve karst gölleri. Göller doğal yoldan oluşmuş çukurlarda bulunur. Havzaları odukça asimetriktir ve nehirlerden ve akarsulardan gelen sularla, yağışla ve yeraltına sızarak beslenir. Yağışlı mevsimlerde, göller suyla dolar, bu sular yavaş yavaş boşalır; bu da sel baskınlarını önler. Göller uzun vadede gerçekleşen doğa olaylarıyla vadesini doldurabilir; bu olaylar sedimentasyon, buharlaşma, yeraltına sızma, insanlar tarafından boşaltılma ya da fazla kullanma vb. dir. Avrupa da 0.01 km 2 den daha büyük 500000 doğal göl vardır. Bu göllerin % 80 ila % 90 ının yüzölçümü 0.01 ile 0.1 km 2 dir; 16000 ı ise 1 km 2 yi aşan yüzölçümüne sahiptir. Göllerin üçte ikisi Norveç, İsveç, Finlandiya ve Rusya daki Karelo-Kola bölgesinde bulunmaktadır. En büyük göl olan Ladoga gölü 17 670 km 2 dir ve Rusya nın kuzeybatısında bulunmaktadır. İkinci büyük göl ise Avrupa daki Onega gölüdür. Her iki göl de diğer Avrupa göllerine ve su kaynaklarına oranla büyüktürler. Ancak, dünyada 18. ve 22. sıradadırlar. Avrupa nın üçüncü büyük gölü Volga daki 6450 km 2 uzunluğundaki Kuybyshevskoye gölüdür. İsveç, Finandiya, Estonya ve Rusya nın kuzey batısında 400 km 2 büyüklüğünde 19 doğal göl daha vardır. Orta Avrupa da ise Balaton gölü, LacLeman ve Bodensee/Constance gölü sayılabilecek diğer göllerdir. 1.2.4 Göletler Göletler bir arazi yüzeyinde geçici veya kalıcı olarak oluşan küçük göllerdir. Göletlerden sağlanan su çok sınırlıdır; bu nedenle tarımda veya çiftlik hayvanlarının su ihtiyacının karşılanmasında kullanılabilir. Ancak, sık ve yoğun olarak kuraklığın yaşandığı bazı uzak bölgelerde göletler marjinal seviyede yararlı su kaynakları olarak önemli rol oynar. 12
1.2.5 Yeraltı su depoları Yeraltı su deposu, yerin altında bulunan alanların suyla dolmasıyla oluşur. Diğer doğal kaynakların aksine yeraltı su rezervi tüm dünyada bulunan bir kaynaktır. Çıkarılma yöntemleri bölgeden bölgeye değişiklik gösterir. Genelikle yeraltı su kaynakları yılın belli bir bölümünde dolar, ama yılın her anı kullanılabilir. Şekil 1.5. Rüzgar değirmeniyle yeraltı kaynağından yüzeye pompalanan su Yeraltı su rezervinin boyutunu bilmek önemlidir, ama jeolojik boyutla hidrolojik boyut birbirinden farklı değerlerdir. Jeolojik boyut, suyun depolandığı yerin hacmidir; hidrolojik boyut ise suyun akışının bir ya da daha fazla kuyunun işleyişinden etkilendiği jeolojik boyutun bir parçasıdır. Bir akifer de bulunan yeraltı su miktarı, suyla kaplı olan akiferdeki boşlukların oranına bağlıdır. Geçirgenlik de önemli bir özelliktir. Yeraltı suyunun kirlenmesi yüzeydeki toprak tabakası ve kaya katmanları tarafından önlenir. Bazı bölgelerde, yeraltı suyu büyük oranda doğal madde artıkları içerebilir ki bu durum kullanımı sınırlayan bir faktördür. Örneğin, akifere deniz suyu karışabilir. Yeraltı suları arsenik, flor, nitrat, sülfat gibi çözünebilir maddeler içerebilir, bu durumda yeraltı suyunun kullanımı sağlığa zararlı olma ihtimalinden dolayı kullanılamaz. 1.2.6 Basınç düzenleme depoları Su dağıtım sistemlerinin tasarımında her zaman bir problem olarak ortaya çıkan şey dağıtım sistemindeki basınç ayarıydı. Geleneksel yöntem hizmet sunulan bölgeye yüksek kotta tanklar kullanmaktı. Bu yöntem yüksek güvenirlikli bir yöntemdi. 13
Bununla birlikte, basınç düzenleme su depoları sınırlı hizmet ve dağıtım sisteminin bakımında bir çözüm olarak önemini korumaktadır. Depodaki su seviyesi sistemdeki sürekli enerji seviyesi olarak baz alınır. Sistemin işleyişi daima denetlenmelidir. 1.2.7 Servis depoları / tanklar Depolama kapasitesini artırmak, talepteki dalgalanmaları karşılamak, yangın ve diğer acil durumlarda oluşan ihtiyacı karşılamak için tanklar ve depolardan faydalanılır. En yaygın depolama türü yükseltilmiş tanklardır; diğer türler arasında yeraltı tankları, açık ya da kapalı su depoları sayılabilir. Yapı malzemesi olarak beton ve çelik kullanılır. Depolama tesislerindeki su miktarı dikkat çeken bir sorundur. Depolama tanklarındaki suyun büyük bölümü yangından korunma amacına hizmet eder; bu yüzden, suyun eskimesi ve karışması gibi problemler ortaya çıkabilir. İkincisi katmanlaşmaya ve/veya su hacminde büyük oranda atıl bölgelerin oluşmasına yol açar. 1.2.8 Su kuleleri Su kulesi yerden yüksekte bir alanın zirvesine kurulan kule biçimli bir su deposu veya tankıdır. Alçak bir yere kurulamaz çünkü alçakta su basıncı yetersiz kalır. Su kuleleri belirli aralıklarla temizlenip dezenfekte edilir, aksi halde bakteri üreyebilir. Şekil 1.6. Su kulesi 1.2.9 Ev depoları Ev tankları, suyun nakledildiği mesafeyi azaltmak ve doğrudan güneş ışığından korumak için arz talep noktalarına yakın yerleştirilmelidir. Sağlık ve güvenliğin sağlanması amacıyla filtreleme ve dezenfeksiyondan oluşan bakım çalışmaları yapılarak depolanan suda biriken tortu ve hastalıklara yol açan patojenler temizlenmelidir. 14
1.3 (SCO3) Ana İletim Hatları 1.3.1 Basınçlı ana su boruları Su boruları üçe ayrılır: a) ana boruhattı: suyu arıtma ünitesinden ana depoya taşır; hizmet sunulan nüfusa, yerel şartlara ve yangınla mücadele için gerekli akışa bağlı olarak genellikle 300 mm ila 1000 mm çaplı büyük borulardan oluşur; b) ikincil boru hattı: depodan halka taşımada kullanılır; c) servis boruları: konutlara taşımada kullanılır. Borular iç ve dış basınca, suyun akış hızındaki değişikliklere ve sıcaklıktaki değişimlere karşı dayanıklı olarak tasarlanmalıdır. İç basınç, statik basınç ve su darbesinin neden olduğu basınçtır. Su darbesi yavaş kapanan vanalar, yardımcı vanalar ve hava odalarının yardımıyla azaltılabilir. Akış hızında ya da yönünde oluşan bir değişiklik hareket eden suyun hızını da etkiler. Sıcaklıktaki büyük değişimler boylamasına gerilimler yaratabilir. Borular kazılıp tekrar doldurulan çukurlara yerleştirilir; bu yüzden, boruya düşey bir yük biner. 1.3.2 Kanal and hendekler Su naklinde kullanılan yapay kanallar iki ana bölüme ayrılır: serbest yüzey akışı ve basınçlı akım. Bütün kanal çeşitlerinde kaçınılmaz olan şey sızıntı, kaçak, absorbe olma ve buharlaşma gibi nedenlerle su kaybı oluşudur. 1.3.3 Tüneller Su hatları bazen tünel şeklini alır. Boru hattı döşemenin veya açık kanal kazmanın ekonomik olmadığı yerlerde tüneller tercih edilir. Tüneller dağ veya nehir geçitlerinde kazılabilir. Tüneller basınç altında veya serbest akış ile (kısmen dolu) işleyebilir. 1.3.4 Gemiyle su nakli Suyun hiç bulunmadığı veya yetersiz olduğu ekstrem durumlarda suyun tankerlerle kullanılacak bölgeye taşınması gerekebilir. Suyun deniz yoluyla taşınmasını gerektiren durumlarda, motorize su depo gemileri veya mavnaları kullanılır. Sürekli kuraklık yaşayan adalar, su dağıtım sistemlerinin bir parçası olarak sürekli mavna boşaltım ve depolama olanaklarını değerlendirmelidir. Suyun mavnalanması suyun bir yerden diğerine deniz üzerinden mavna vb tank gemileriyle taşınması anlamına gelir. Mavnalar minimum maliyetle maksimum su taşımayı mümkün kılan yeterli boyuttaki depolama tankları içermelidir. Depolama tankları uygun şekilde inşa edilmeli ve düzenli olarak temizlenmelidir; genellikle sadece su taşımak için kullanılmalıdırlar, başka sıvılar değil. Mavnalar kendi kendilerine hareket edebilir veya römorkör gibi başka bir araca bağlı olabilir. Mavna hedef limana ulaştığı zaman güvenlik altına alınır ve su, borularla depolama tankları vb araçlara transfer edilir. Taşınan içme suyunun kalitesini korumak gerekir, suyun kalitesi sürekli gözlem altında tutulmalıdır. 15
Deniz araçlarının kullanımına ilişkin ana problem hava şartlarından dolayı yaşanan gecikmelerdir. İkinci önemli problem ise gemilerde yaşanan mekanik hasarlardır. Deniz araçlarıyla su taşınması diğer seçeneklerden çok daha maliyetlidir. Ancak, acil durumlarda bu tür taşımanın artıları da vardır. Mavna veya tankerlerle düşük maliyetli su taşımada anahtar rol oynayan etmen büyük miktarlarda suyun büyük tankerlerle uzun vadede taşınmasıdır. Bu şekilde taşınan suyun birim maliyeti gözle görülür derecede azalmaktadır. Bununla birlikte, bu tür taşımanın etkili olması için çok etkin yükleme ve boşaltma olanaklarının olması gerekir. Bu su taşıma yöntemi, mavnaların kolayca rıhtıma taşınabildiği yerler olan sahil şeridindeki yerler için uygundur. Bu tür yerlerde rıhtıma yanaştırılan suyun tüketiciye anında ulaşmasını sağlayan altyapı da mevcuttur. Deniz yoluyla su naklini daha etkili hale getirmek için rıhtıma yanaştırılan suyun tüketiciye anında ulaşmasını sağlayan altyapının kurulması gerekir. Bu da limana boruların döşenmesini ve bakım ve dezenfeksiyon tesislerinin kurulmasını gerekli kılar. Avantajları - Teknoloji yüksek eğitimli personel gerektirmez. - Varolan diğer seçeneklere oranla fiyat-fayda oranı yüksek olabilir. Dezavantajları - Teknoloji kurulmadan önce bir zaman aralığı vardır; bir geminin kiraya verilmesi genellikle 3 ila 6 aydır. - Operasyonlar hava şartlarından etkilenebilir. - Taşıma maliyeti yüksektir ve bazı durumlarda fahiş fiyatlara mal olabilir. - Taşıma süresi nispeten yavaştır. - Taşıma sırasında suya kirli maddeler veya deniz suyu karışma ihtimalinden dolayı kullanımdaki suyun kalitesini garantilemek zordur. 16
1.4 (SCO4) Su Arıtma Tesisleri 1.4.1 Giriş Ham su yüzeyden veya yeraltı kaynaklarından gelir ve arıtma ünitesine taşınır; burada içilebilir su haline getirmek için fiziksel, kimyasal ve biyolojik özelliklerinde iyileştirme amacıyla bir dizi işleme tabi tutulur. Suya, bakım ünitesinde dezenfeksiyon ve kirli maddelerin arındırılması gibi işlemler yapılır. Ham suyun içilebilir hale getirilmesi suyun özelliklerine, ilgili içme suyu standartlarına, bakım işlemlerine ve dağıtım sisteminin özelliklerine bağlıdır. Su tüketiciler tarafından reddedilmemek için tat ve koku taşımamalıdır. İçme suyunun kalitesinin değerlendirilmesinde, tüketiciler hislerine güvenirler. Suyun mikrobiyolojik, kimyasal ve fiziksel bileşenleri tadını, kokusunu ve görünüşünü etkileyebilir; tüketiciler suyun kalitesini bu kriterlere gore değerlendirirler. Bu maddelerin sağlığa doğrudan bir etkisi olmamasına rağmen, çamurlu ve bulanık su ya da bariz kötü bir tadı ve kokusu olan su tüketiciler tarafından güvenilmez olarak görülebilir. Bazı durumlarda, tüketiciler dış görünüşe aldanıp hiç de güvenli olmayan suları içilebilir su olarak değerlendirip, görünüşü kötü diye son derece güvenli olan suları içmeyi reddedebilir. Bu nedenle, içme suyu kaynaklarını değerlendirirken sağlığın yanı sıra estetik kriterleri de göz önünde bulundurmak gerekir. Içme suyunun normal görünüş, koku ve tadındaki değişiklikler ham su kaynağında veya bakım sürecinde bir sorun olduğunun sinyalini verir; bu gibi durumlarda mutlaka gereken yapılmalıdır. Soğuk su ılık sudan genellikle daha lezzetlidir ve sıcaklık tadı etkileyen bir dizi inorganic bileşenin ve kimyasal pisliklerin Kabul edilebilirliğini etkileyecektir. Yüksek su sıcaklığı mikroorganizmaların artmasına yol açar; bu da tat, koku, renk ve korozyon problemlerini beraberinde getirir. İçme suyu kalitesine ilişkin Avrupa Birliği (AB) ve Dünya Sağlık Örgütü nün (DSÖ) kuralları, dünyadaki birçok ülke tarafından benimsenmiştir. Bu kurallara ek olarak her ülke ya da bölgenin kendi kuralları da olabilir. Suyu insanların tüketimine uygun hale getirirken yapılan bakım aşamaları şunlardır: (Tablo 1.2) - Ön süzgeçten geçirme - depolama - Süzgeçten geçirme - havalandırma - pıhtılaşma - Flokülasyon - çökeltme - Filtreleme - ph ayarı - Dezenfeksiyon - yumuşatma - tortu arındırma Tablo 1.2. Kirli maddelerden arındırma yöntemleri Uçucu Toplam As +3 As +5 Cr +3 Cr +6 NO - - 3 NO 2 Karbon Sertlik Mn Çözünmüş Cl - Tat Renk koku Bileşikleri Katılar havalandırma X X 17
pıhtılaşma sedimentasyon Filtreleme Kireç yumuşatma X X X X X Kimyasal oksidasyon ve X X X X X dezenfeksiyon Membran süreçleri Nanofiltrasyon X X Ters ozmos X X X X X X X X X X Electrodializ X X X X X X X X X Iyon değişimi X X X X X X X Absorbe etme granül aktif karbon X X X Toz halinde Aktif karbon Aktif alumina X X Yayımlanan literatür, su arıtma aşamalarıyla ilgili laboratuar deneyleri, pilot tesis araştırmaları ve geniş ölçekli çalışmaları kapsar. Arıtma aşamaları büyük bakım üniteleri için tasarlanmıştır; bu yüzden daha küçük birimlere uygun olmayabilir. Bu gibi durumlarda, teknoloji seçimi duruma göre yapılmalıdır. Bilgi en iyi durum dur, çünkü veriler laboratuar koşullarında elde edilir. Süreç performansı ham sudaki kimyasal yoğunluğuna ve ham suyun kalitesine bağlıdır. Örneğin, doğal organik maddenin yüksek oranda bulunması halinde karbon veya ozon kullanarak organik kimyasal ve zehirli maddelerin temizlenmesi ve klorlama sekteye uğrar. Zehirli maddelerin arındırılması birçok farklı yöntemle yapılabilir; uygun yöntemin seçilmesi teknik özelliklere ve maliyete bağlıdır. İstenen su kalitesine bir dizi aşamadan geçilerek ulaşılır (örneğin, pıhtılaşma, sedimentasyon, filtreleme, granül aktif karbon, klorlama). Kimyasallardan arındırma işlemi sırasında bir dizi aşamanın bir arada kullanımı teknik ve ekonomik açıdan avantajlı olabilir (örneğin ozonasyon artı granül aktif karbon). İlgili ham suya ilişkin potansiyel aşamaların etkililiği laboratuar ortamında veya pilot tesis testleriyle değerlendirilmelidir. Bu testler kirlilik derecesini ve işlem performansını etkileyen potansiyel mevsimsel ya da geçici diğer değişimleri belirleyebilmek için yeterli süreye sahip olmalıdır. Sonuç olarak, hiç bir tür su için tek bir çözüm yoktur. Ayrıca, çözümün standardizasyonu sağlamak oldukça zordur. Her su kaynağının içilebilir hale getirilmesi için kendine özgü gereksinimleri vardır. X X X X 1.4.2 İçme suyu arıtma aşamaları 1.4.2.1 Ön süzme-depolama Bakım ünitesinin korunması için su önce bir dizi süzgeçten geçirilerek yaprak, kağıt, taş, odun vb gibi maddelerden arındırılır. Süzgeçler sıkça temizlenir ve yüksek basınçlı pompalarla yıkanır. Daha sonra, su depolanır. 18
1.4.2.2 Süzgeçten geçirme Esas arıtmadan önce su tekrar süzgeçten geçirilir ve kalıntılar temizlenir. 1.4.2.3 Havalandırma Havalandırma işlemi gazların temizlenmesi için tasarlanmıştır. Oksijen transferi küçük bir çağlayanla ya da suya hava verilmesiyle sağlanır. Havalandırma, hava ve suyun birbiriyle temasını sağlayarak doğal buharlaşma sürecini hızlandırır. Oksijen transferi için çağlayan veya basamaklı düşü kullanılır; bu yolla su ince bir film halinde akar ve etkili transfer sağlanır. Seçenek olarak basınçlı hava geçirgen borulardan geçerek yayılabilir. Bu tür havalandırıcılar demir ve manganezin oksidasyonunda kullanılır. 1.4.2.4 Kimyasal çökeltme Koagülasyon (pıhtılaştırma) ve flokülasyon (yumaklaştırma) ham suyun saf hale getirilmesi ve istenen standartlara uygun hale gelmesinde rol alan iki aşamadır. (a) Koagülasyon Kimyasal pıhtılaşma temelli bakım yüzey sularının bakımında kullanılan en yaygın yöntemdir. Kimyasal pıhtılaştırıcılar- genellikle aluminium ve demir tuzları- katı bir flokulant metal hidroksit oluşturmak için kontrollü olarak ham suya eklenir. Pıhtılaşma sürecinin etkililiği ham suyun, pıhtılaştırıcının ve yardımcı maddelerin kalitesine ve karıştırma koşulları pıhtılaşma dozu ve ph gibi operasyonel faktörlere bağlıdır. Gerekli doz ve ph seviyesi küçük ölçekli koagulasyon testleriyle belirlenebilir, bu testlere kavanoz testleri adı verilir. Ham su örneklerindeki pıhtılaştırıcının dozu artırılıp karıştırılır ve çökmesi beklenir. Renk ve bulanıklığı yok eden doz belirlenir, ideal ph da aynı şekilde belirlenir. Bu testler ham su kalitesi ve pıhtılaştırıcı ihtiyacındaki değişikliklere ayak uydurabilmek amacıyla belirli aralıklarla tekrarlanır. Hidrofobik böcek ilaçları gibi organic kimyasalları absorbe etmek için toz aktif karbon (PAC) pıhtılaşma sırasında eklenebilir. Daha sonra PAC geri çıkarılıp diğer tortularla birlikte atılır. Floc sedimentasyon sırasında çıkarılabilir. Sedimentasyon en iyi yatay akımla veya floc tabakası temizleyicileriyle sağlanır. Floc havada çözünerek de yok olabilir; tankın yüzeyine çıkan floc, diğer tortu tabakaları gibi temizlenir. Bu şekilde temizlenen su hzlı çekim filtrelerine geçirilir; burada kalan katı maddeler de temizlenir. Filtrelenen su bir sonraki bakım aşamasına gelir: oksidasyon ve filtreleme (manganezden arındırmak için), ozonasyon ve/veya GAC emilimi ( böcek ilacı vb organiklerden arındırmak için). Son aşama ise dezenfeksiyondur. Pıhtılaşma bazı ağır metallerin ve organochlorine gibi düşük-çözünürlüklü organik kimyasalların giderilmesi açısından önemlidir. Diğer organik kimyasallar için ise pıhtılaşma genellikle etkisizdir. (b) Flokülasyon İçme suyunda bulunan madde ve parçacıklar (çamur, organik madde, metaller, mikroorganizmalar) oldukça küçüktür ve müdahale etmeden dibe çökmez. Çökelme sürecini hızlandırmak için pıhtılaştırıcı bileşenlerin suya eklenmesi gerekir; küçük parçacıklar bu bileşenlere yapışır ve büyük ve ağır madde kümeleri oluştururlar. Pıhtılaştırıcının iyice dağılması için su büyük küreklerle karıştırılır. Bu yaklaşık 25 dakika sürer. Flokulasyon yavaş karıştırma işlemine verilen addır. Bu süreçte 19
pıhtılaştırıcı suyun içine iyice nüfuz ederek flokların büyümesini, bulanıklığa sebep olan maddelere temas etmesini ve oluşan büyük parçacıkların çökelmesini sağlar. Amaç sedimentasyon ve filtreleme yoluyla etkili arındırmanın sağlanabilmesi için uygun boyut, yoğunluk ve sertlikte flok oluşturmaktır. Flok oluşumu floklarla parçacıkların birbirlerine çarpma derecesine ve çarpmadan sonra flokların nasıl bir arada durduklarına bağlıdır. 1.4.2.5 Çökeltme Su hareketsiz olduğunda veya az hızda hareket ettiğinde asılı duran parçacıklar dibe çöker. Iki temel sedimentasyon tekniği vardır: yatay akım tekniği ve yukarı akım temizleme tekniği. Çökeltme aracılığıyla büyük flokların etkili bir şekilde temizlenmesi daha iyi kalite filtrelenmiş su üretimini sağlar ve filtrelerin çalışmasını kolaylaştırır. Suyun sedimentasyon havuzuna akması için belirli bir sure geçmesi gerekir. Havuz uygun şekilde dizayn edilirse çökelme oranı oldukça yüksek olur. 1.4.2.6 Filtrasyon Parçacıklı maddeler sudan hızlı kum, yatay, basınçlı veya yavaş kum filtreleriyle giderilir. Su, iyice arındırılması için bir dizi filtreden geçer. Genellikle, kum veya odun kömürü yatakları kullanılır. Yavaş kum filtreleme biyolojik bir işlemdir, diğerleri ise fizikseldir. Hızlı kum, yatay ve basınçlı filtreler ön arıtmasız olarak ham suyun doğrudan filtrelenmesi için kullanılır. Hızlı kum filtresi ve basınçlı filtre koagulasyon ve sedimentasyonla ön bakımı yapılmış suyun süzülmesi için kullanılır. Doğrudan filtreleme, diğer bir seçenektir; bu yöntemde koagulasyon suya eklenir, doğrudan filtreye geçer; burada dibe çöken flok temizlenir; ancak, doğrudan filtreleme uygulamasında katıların filtrede saklanması sınırlıdır. Hızlı kum filtreleri Hızlı kum filtreleri genellikle silis kumu (boyutu 0.5-1.0 mm) içeren açık dikdörtgen tanklardan oluşur; derinlikleri 0.6 ila 2.0 m arasıdır. Su aşağıya doğru akar ve katı maddeler yatağın üst katmanlarında birikir. Akım debisi genelde 4-20 m 3 /m 2 /saattir. İşlemden geçirilen su filtrenin zemininde toplanır. Katı maddeler düzenli olarak yıkama yoluyla temizlenir. tek parçalı filtrelerin yanı sıra çift-parçalı veya çok-parçalı filtreler de kullanılır. Bu filtreler farklı maddeleri süzebilir. Yıkama sonrası farklı katmanların ayrışmasının sağlanması için uygun yoğunluktaki maddeler kullanılır. Çift parçalı filtreye verilebilecek yaygın bir örnek antrasit kum filtredir. Bu filtrenin derinliği 0.2 m dir ve 0.6 m derinliğindeki silis kumu üzerinde 15 mm lik antrasitten oluşur. Çiftparçalı filtrelerin avantajı tüm yatak derinliğinin daha etkin kullanımına imkan tanımasıdır. En yaygın kullanımı olan filtreler hızlı kum filtreleridir. Kum filtresi Kum filtresi yavaş kum filtreleri gibi diğer işlemlerden önce uygulanan ön-filtrelerdir. Iri taneli çakıl veya taş parçaları gibi maddelerin ayıklanmasını sağlayan bu filtreler çok bulanık suların arıtımında başarılıdır. En önemli avantajı, su filtreden geçerken parçacıkların hem filtre hem de dibe çökme sayesinde giderilmesidir. Yatay filtreler 10m uzunluğa kadar çıkabilir ve 0.3 1.0 m 3 /m 2 /saat filtreleme oranına sahiptir. Basınçlı filtreler 20