TÜRKİYE DE VE AVRUPA DA ÇAMUR KURUTMA TESİSLERİ VE KOKU GİDERİMİ Evsel veya endüstriyel atıksu arıtma tesislerinden arıtma işlemleri sonucunda ortaya çıkan, çok az katı içeren bulanık sıvı haldeki malzemeler arıtma çamuru olarak adlandırılır. Benzer şekilde içme suyu arıtma tesislerinden ve diğer birçok farklı endüstriyel prosesten elde edilen askıdaki maddelerin çökmesiyle oluşan Katı Madde (KM) içeriği yüzdesi çoğunluğu sıvı olan malzemeler de çamurdur (ıslak çamur genelde %0,5-1,5 KM içerikli/thin sludge %0,5-1,5 DS content). Arıtma prosesinin önemli bir kısmı olan yoğunlaştırma işleminden sonra elde edilen yoğunlaştırılmış çamur (yoğun çamur %3-6 KM içerikli/thick sludge %3-6 DS content) yine çok yüksek oranda su ihtiva eder; ancak çeşitli yöntemler ve farklı farklı ekipmanlar ile mekanik ve kimyasal olarak yoğunlaştırılmış olan bu çamurun susuzlaştırma işleminden geçirilmesi sonucunda elde edilecek çamur keki (susuzlaştırılmış çamur keki: örneğin %18-30 KM içerikli/dewatered sludge cake, i.e. %18-30 DS content) olarak adlandırdığımız, daha katı kıvamdaki çamurun içeriğinde yine yaklaşık %70-82 oranında su bulunur. Atıksu cinsi ve arıtma prosesine göre susuzlaştırma yöntemlerine, kullanılan koagülan maddelere ve kullanılan susuzlaştırıcı ekipmanlara ve diğer etkenlere göre susuzlaştırma verimi değişir. Genellikle ekonomik olarak %20-30 katı madde içerikleriklerine kadar susuzlaştırılabilen ve çamur keki adı verilen nemli toplak kıvamındaki bu malzemenin daha kolay ve daha ekonomik olarak uzaklaştırılması, yani depolama sahalarına veya değerlendirileceği ortama ekonomik olarak taşınabilmesi için çamur keki içindeki nem oranının mümkün olduğunca azaltılması amacıyla çamur kurutma yöntemleri geliştirilmiştir. Amerika ve Avrupa da 1960 yıllarda çevre sağlığına verilen önem üniversitelerde bilimsel olarak ele alınmış ve pratikte evsel ve endüstriyel atıksu arıtma tesisleri kurulmaya başlanmıştı. Buna paralel olarak paslanmaz çelik ve diğer malzeme ve ekipmanların geliştirilmesi de çevre sağlığına yapılan yatırımlara paralel olarak her geçen gün gelişmekteydi. Atıksu arıtma işleminden elde edilen çamurların susuzlaştırılmasında torbalı (chamber) filtre presler ve daha sonraları bantlı (belt) tipi preslerin kullanılması, elde edilen daha katı çamurların kurutulmasında da kurutma yatakları veya çamur kekinin (çoğu kez kireç ile de karıştırılarak) araziye serilmesi en yaygın uygulama şekliydi. Yurdumuzda özellikle İTÜ İnşaat Fakültesi nde 1970 başlarında verilmeye başlanılan su temini, atıksu arıtma tesisinin işlendiği Çevre Sağlığı derslerinde ve pratikte de atıksu arıtma tesislerinin önemsenerek yapılmaya başlandığı 1980 li yıllardan sonra çamur kurutma sistemi olarak o
zamanki şartlarda uygulanabilen tek yöntem, genellikle atıksu arıtma tesisleri içinde ayrılmış bir alanda az yükseklikli çevre duvarı, serilmiş kum tabanı ve drenaj sistemi ile teşkil edilen kurutma yataklarıydı. Çamur cinsine ve arıtma yöntemine göre çamur kurutma yataklarından çıkan kötü koku maalesef önlenemiyordu. Kurutulmaya çalışılan yatağa serilmiş çamur kekinin kurumaya yüz tutmuş olsa bile ilk yağmurda tam anlamıyla kurutulması mümkün olmuyordu. Zaten çamur susuzlaştırma yöntemleri de genelde torbalı filtre presler ile yapılmaya çalışılıyordu. Atıksu arıtma tesislerinin (verimli çalışmasalar da) yapılmış olması bir başarı olmakta ve çamur konusu ise göz ardı edilen bir konu olarak yıllarca adı konulamayan bir problem olmaya devam etmekteydi. Yurdumuzda son 15-20 senedir atıksu arıtma tesisi kapsamında çamurun da arıtılmasının en baştan itibaren arıtma prosesinin önemli bir parçası olarak dikkate alınması gerekliliği anlaşılmıştır. Kurutulmuş çamurun değerlendirilmesi, yani araziye serilmesi imkanı varsa tarımda A sınıfı kuru çamurun kullanılabilmesi veya yakıt olarak yakma tesislerinde veya çimento vb. fabrikalarda yakılarak ısı elde edilmesi şeklinde değerlendirilmesi ve özellikle son yıllarda yakma sonucu elde edilen ısı ile elektrik türbini yardımıyla ısıdan elektrik enerjisi elde etme uygulamaları da her geçen gün artmaktadır.
Son 20 yıldır, genellikle evsel atıksu arıtma tesislerinden çıkan susuzlaştırılmış çamur kekinin kurutulması ihtiyacı önem kazanmıştır. Çamur kekinin kurutulması gereksinimi esas olarak EU yönetmeliklerinin öncülüğünden kaynaklanmaktadır, zira depolama sahaları ancak organik madde içeriğinin % 5 değerinin altında bulunan katı atıkları kabul etmektedir. Ayrıca çamur kekinin belli bir katılığa erişmiş olması istenmektedir. Kurutulmuş çamuru ekonomiye yaklaşık 2500 KCal değerinde bir yakıt olarak kazandırılması, çamur keki depolama sahalarının her geçen gün kapasitelerini aşıyor olması vb nedenlerle çamur kurutmanın önemi her geçen gün artmaktadır. Çamur kurutma işlemleri oldukça karmaşık bir takım işlemlerden meydana gelir ve bu işlemlerin doğal bir sonucu olarak zehirli gaz ve kirli hava deşarj edilir. Çamur kurutma sistemi ile birlikte çıkan kokunun kontrol edilmesi ve arıtılıp zarar verici içeriklerinin giderilmesi amacıyla koku arıtma tesisleri de her türlü çamur kurutma sisteminin ilk yatırımında önemli bir ünite ve maliyet olarak mutlaka düşünülmelidir. Atıksu arıtma tesislerinde koku kontrolü ve giderimi için çamur kurutma sisteminden atılan kirli havanın, aynı zamanda mümkünse çamur kurutucudan önce susuzlaştırılmış çamur kekinin depolandığı ve kurutulmuş çamurun depolandığı hacimlerden yayılan gazların arıtılması amacıyla koku kaynağında oluşup yayılan kirli havanın arıtılarak temizlenmesinde bazı yeni teknolojilerin yanı sıra genelde biyolojik koku arıtma sistemleri kullanılmaktadır. Çamur kurutma tesisinden kurutma prosesi sırasında atılan ve çevreye yayılan, ekipmanlarda korozif etki yaparak hasar veren ve en önemlisi, tesiste ve çevredeki insanların sağlığını tehdit eder boyutlara ulaşan bu emisyon gazlarının ve kötü kokuların kontrol altına alınarak etkisinin azaltılması amacıyla, ilk adım olarak atıksu arıtma tesisinden çıkan zehirli gaz ve kötü koku yayan kaynaklar, bulundukları bina içinde tamamen kapalı ortamlarda tutulmalıdır. Çamur depolama, kurutma ve kuru çamurun alındığı ve depolandığı hacimlerde devamlı hava sirkülasyonu yapılır. Koku kontrolü ve giderimi için ortam havasını emerek kirli havanın saatte, örneğin 7 defa dışarı atılarak devrettirilmesi şeklinde tasarlanabilir. Bu amaçla kullanılan fanlar ve kanallar yardımıyla emilen zehirli gaz, kötü kokular gibi arıtılacak kirli hava, emilen hava miktarına ve özelliğine göre fotoiyonizasyon, biyolojik veya kimyasal hava püskürtmeli yıkayıcılar (scrubber) gibi farklı farklı metotlar kullanılarak arıtılır. Koku arıtma sistemine karar vermeden önce kirli hava ölçümleri yapılmalı ve bütün parametreler aletsel olarak da belirlenmelidir. Bu konuda yaygın olarak kullanılan Avrupa da geçerli ATV M204E gibi şartnamelerden de faydalanılmalıdır. Bu yazıda özellikle Avrupa da ve aynı zamanda yurdumuzda en yaygın şekilde kullanılmakta olan çamur kurutma sistemleri ve bu uygulamalardaki koku kontrolü ve koku giderimi metotlarına kabaca değinilecektir. Türkiye de sadece EU çevre koruma standartlarını yakalayabilmek için gelecek 10 senede 70 milyar euro bir bütçeye ihtiyaç duyulmaktadır. Diğer bir deyişle, EU standartlarına uyum çerçevesinde yaklaşık 76 milyon nüfuslu Türkiye, 81 ildeki toplam 3600 belediye, 400 e yakın organize sanayi bölgesi ve birçok endüstriyel tesisin yanı sıra oteller vb. özel yatırımlar da çevre sağlığı açısından atıksu arıtma tesislerini kurmak durumundadır. Bu konuda yeni teknolojilere ve enerji verimli tesislere oldukça ihtiyaç duyulacaktır.
Avrupa da ve yurdumuzda kullanılan çamur kurutma teknolojilerine ve farklı farklı çamur kurutma sistemlerinde kullanılan metotlara bağlı olarak çıkan kirli ve zararlı havanın arıtılarak giderilmesi yöntemlerine kısaca değinmek gerekirse; Bantlı (Belt Dryer) tip çamur kurutucular, özellikle tesisin kurulacağı alanın sınırlı olduğu yerlerde avantajlıdır. Ayrıca yüksek miktarda çamur keki kabul edebilme imkanı ve sürekli otomatik çalışabilmesi de diğer sistemlere göre ayrıca bir avantaj sağlar. Toz patlaması ve yangın tehlikesi yok denecek kadar azdır. Bu sistemlerde daha az yedek parçaya ve daha az aşınan parçaya ihtiyaç duyulması ile daha kolay ve problemsiz bir işletme sağlanabilmektedir. Sistem çok kısa sürede çalıştırılıp durdurulabilir, insan dikkati gereksinimi en az seviyededir. Bant tipi çamur kurutucularda amaçlanan kuru çamurun % Katı Madde içeriği en az % 90 mertebelerinde olmalıdır. Tarımda kullanılmaya izin verilen A sınıfı kuru çamur elde edilebilir. İlk yatırım maliyeti yüksek olsa da işletme maliyetleri üretici firmanın imalat kalitesine de bağlı olarak nispeten daha azdır. Bu tip bantlı termal çamur kurutucular ve ilgili konularda dünyada ve yurdumuzda faaliyet gösteren firmalara alfabetik sıra ile örnek vermek gerekirse: Arasya Ltd.Şti., Arbiogaz A.Ş., Arges Ltd.Şti., Andritz/BDS, Bellmer GmbH, BINDER, Degremont Ltd., DORSET DE, SEVAR (Haarslev) GmbH/SEVAReco, HUBER SE/BT, INNOPLANA AG/Innodry, Kahl GmbH, Komline-Sanderson, KRÜGER (VEOLIA)/BioCon, Redco Ltd.Şti., Siemens, STC (Agbar Env.-Suez-Degremont), Stela (Laxhuber) GmbH/Bandtrockner,Therma-Flite, THERMO SYSTEM GmbH, Watropur AG. (Ref. IFAT 2014 Catalogue). Bant tipi kurutucularda koku arıtımı için dikey konumlu kirli hava yıkama kulesi (vertical scrubber) ve biyofiltre kullanılır. Belt tipi çamur kurutucularda çamurun kurutulması için çok yüksek sıcaklıklara ihtiyaç duyulmuyor olması, koku arıtımı açısından önemli bir avantaj sağlar; zira daha az buharlaşma ve aynı zamanda organik maddelerin ve alüminyum tuzlarının daha az parçalanıyor olmasına sebep olur. Toz çıkışı çok azdır. Bu durumda kimyasal püskürtmeli yıkayıcılar ve biyofiltrenin birlikte uygulanması, koku arıtımı için en iyi sonucu vermektedir. Çamur kurutucu kurutmayı sağlayan sıcak havanın sirkülasyonu ile kapalı bir çevrim (closed loop) şeklinde projelendirilirse, hava, bir kondensatör yoğunlaştırıcıdan geçtiğinde tekrar ısınmadan önceki hava (gaz) sıcaklığı yaklaşık 40 C değerlere kadar soğur. Bu sayede biyofiltre için daha fazla bir soğutma işlemine gerek kalmaz. Belli bir miktar havanın bu çevrimden dışarı verilmesi ve bir kirli hava temizleyicisi ile arıtılması gerekir. Kondensatörden atılan bu kirli havanın sıcaklığı 40 C değerinin altına düşmüş olacaktır. Dolayısıyla atık havanın biyofiltre ile temizlenmesi için ayrıca bir soğutma işlemine gerek kalmaz. Son yıllarda uygulanan hem belt tipi çamur kurutuculardan hem de bu tesislere uygulanmış olan koku arıtım sistemlerinden çok başarılı ve ekonomik işletme olanağı sağlayan oldukça verimli sonuçlar alınmıştır.
Güneş enerjisi (Solar Dryer) kullanılarak çalıştırılan kurutucular, çamur kekinin sera benzeri basit bir yapının içinde sera taban betonu üzerine uygun bir şekilde serilmesi ve karıştırılması ve bu sayede çamur kekinin her bir zerresinin devamlı sıcak hava ile teması sağlanarak içindeki nemin atılması şeklinde kabaca tarif edilebilir. Bu tip çamur kurutucuların kullanım alanı çok sınırlıdır; zira güneşli ve sıcak iklimlerde daha ekonomiktir, güneş olmadığında çamur kurutulamaz. Sınırlı güneş alma imkanı varsa bir takım ilave tedbirler alınır. Örneğin taban ısıtması veya sera içine sıcak hava takviye edilmesi vb. ek tedbirlere ihtiyaç olur; ki bunlar oldukça maliyetli sistemlerdir. Sera yapıların kaplama malzemeleri için de özel polikarbon plakalar kullanılır. Bu kurutma sisteminin diğer bir dezavantajı da çok geniş bir alana ihtiyaç duymasıdır. Örnek vermek gerekirse ufak bir şehir atıksu arıtma tesisinden elde edilen yaklaşık %22-25 KM içerikli çamur kekinin serilmesi ve karıştırılması için en az 3 ve hatta 4 gözlü ve her bir seranın yaklaşık 10-12 m (max. 18 m.) genişlikli ve yaklaşık 120-150 ve hatta 180 m. uzunluğunda yan yana teşkil edilecek sera yapılarına ihtiyaç duyulmaktadır. Solar tip çamur kurutucu sistemlerden elde edilecek kuru çamurun % Katı madde içeriği de devamlı değişim gösterir. Genelde % 50-70 katı madde içeriklerine ulaşılabilmektedir. Çamur yakılacak ise %65 katı madde içerikli kuru çamurun alev alabileceği de dikkate alınarak uygun yakma sistemi en baştan seçilmelidir. Özellikle atıksu arıtma tesislerinden elde edilen çamurun kurutulması için Bantlı, Solar, Akışkan Yataklı, Tamburlu, Turbo vb. herhangi bir çamur kurutma sistemine karar vermeden önce, en ekonomik bir şekilde ve yüksek verimde (ekipman seçimi, gerekirse mevcut atıksu arıtma tesisinin en baştan ele alınarak rehabilite edilmesi) yoğunlaştırılması, daha sonra çamur kurutucu sistemin kabul edebileceği gerekirse (örneğin, Digester sonrasında susuzlaştırıcıdan önce AirPrex biyolojik fosfor giderimi sistemi kullanılabilir. Bu sayede fosfor %90 giderilirgübre olarak değerlendirilir-polielektrolit kullanımı azalır, susuzlaştırma verimi yaklaşık %5 kadar artar) yeni teknolojilerin de yardımıyla en fazla % katı madde içeriğine kadar susuzlaştırılması (çamur kurutucu tesisin kapasitesi azalacaktır), en uygun kurutucu sistemin seçilmesi (çamur içeriği, miktarı, dışarıdan enerji temini, enerji maliyetleri...), kuru çamurun en uygun yakma yöntemi ile yakılarak ısı elde edilmesi, ısının bir kısmının kurutucu sistemde kullanılması ve bir kısmının da elektrik türbinine verilerek elektrik üretimi... Görüleceği gibi atıksu arıtma tesisinin en başındaki kaba ızgaradan başlayarak bütün sistem komple ele alınarak değerlendirilmelidir. Bu SOLAR tip çamur kurutucularda dünyada ve yurdumuzda faaliyet gösteren firmalara alfabetik sıra ile örnek olarak, ACAT GmbH, Arasya Ltd. Şti., Arbiogaz A.Ş., Brown Bear Co., HUBER SE /SRT, I+M GmbH, IST GmbH,KRÜGER (VEOLIA)/Solia, Redco Ltd.Şti., Remondis A.Ş., Rothmaier GmbH, SOLAR TIGER AG-Rothmeier, THERMO SYSTEM GmbH, WVE GmbH firmaları verilebilir (Ref. IFAT 2014 Catalogue, literatür).
Solar tip çamur kurutucu tesislerinden çıkan kirli hava miktarı (air flow rate) 100.000-200.000 m3/saat değerini aşabilen oldukça yüksek hava debilerine ulaşabilir. Buna karşın hava kirliliği daha azdır ve kirliliği genelde amonyak oluşturur. Amonyak, ortamdan mutlaka özel bir koku arıtım yöntemi kullanılarak arıtılarak uzaklaştırılmalıdır. Koku arıtımı bir bakıma amonyak giderimi ile sınırlı kalır. Amonyak giderimi için en iyi çözüm, sülfürik asit (H2SO4) kullanılarak (amonyum sülfat eldesi) uygulanan kirli hava kimyasal yıkayıcılarıdır. Kirli havanın aspiratörler/fanlar ile emilerek taşınması için oldukça fazla enerji tüketimi gerekir. Kirli havanın taşınması için kullanılacak toplama menfezleri ve boru sistemi de oldukça maliyetlidir ve bu sistemin dezavantajlarındandır. Solar tip çamur kurutucu tesislerinden çıkan kirli havanın yayılmasını önlemek amacıyla çamurun üzerine kimyasal püskürtme vb. daha basit çözümler de bulunmaktadır. Nispeten daha basit olan, en azından daha çok denenmiş ve bilinmeyeni daha az olan evsel atıksu arıtma tesislerinden elde edilen çamur keklerinin kurutulması yanı sıra organize sanayi bölgeleri için de solar tip çamur kurutma sistemleri düşünülebilir. Bu durumda daha detaylı ve titiz ön çalışmalar yapılmalıdır. Tabii burada en önemli konu, organize sanayi bölgesindeki fabrikaların deşarj ettiği atıksu cinsleri, kirlilik yükleri ve dolayısıyla atıksu arıtma tesisinden elde edilen çamur kekinin içeriği ve niteliğinin çok iyi etüt edilmesi gerekecektir. Solar tip çamur kurutucularda iklim şartlarına göre sadece eksenel yönde aspiratörler kullanılarak tavanda açılır-kapanır pencerelerden kirli havanın dışarı atılması da mümkündür. Ancak solar tip çamur kurutucuların yatırım kararı için iklim şartları çok iyi incelenmelidir. Ekonomi sağlamak adına sonuç alınamama riski bulunmak üzere çok fazla harcamalara sebebiyet verilebilir. Orta Avrupa da ve Türkiye de kış aylarında biriken daha nemli çamur ilkbaharda ciddi koku problemine sebep olabilir. Koku önlenmesi iklim şartlarına da bağlı olarak çamur tabakalarının 50 cm. yerine örneğin 25-30 cm olarak serilmesi ile kısmen önlenebilir. Turbo (Turbo Dryer) sistem çamur kurutucularda kapalı ortam ve yüksek basınçlı olmaları nedeniyle özel önlemler alınmalıdır; aksi halde patlama riski bulunur. Birçok elemanın aşınma nedeniyle her yıl yenilenmesi gerekebilir. Bu da yatırımcının dikkate alması gereken önemli bir konudur. Bu tip kurutma sistemindeki dönen gövdenin balansı ve yataklama problemleri de ayrıca dikkate alınmalıdır. Bu sistemlerde koku arıtımı için özel metotlar uygulanarak gerekli önlemler alınmalıdır. Bu sistemde örneğin belt tipi kurutuculara göre daha çok toz çıkmakta, bu nedenle toz filtreleri kullanılarak atık hava içindeki katı zerreciklerin alınması önem kazanmaktadır. Eğer tozlar özel filtreler ile yeteri kadar tutularak alınamaz ise scrubber ünitelerinin çalışmalarını olumsuz etkileyecektir. Yani kirli hava ortamına kimyasallar veya su püskürtme metodu ile bir bakıma havanın yıkanması olarak tarif edebileceğimiz sistem, yani scrubber ünitelerinde tıkanmalar kaçınılmaz olacağından sık sık bakım gerekecektir. Toz uçacağı uzun mesafelerde özellikle nemli ve sıcak günlerde ciddi koku problemine sebep olabilecektir. Tambur tipi (Drum Type Dryer) çamur kurutucularda patlama ve gaz sıkışma riskleri yoktur. İşletmede özel bir dikkat istemez, özel yedek parçalara da gereksinim duymaz. Oksijen limitli, yüksek enerji ihtiyacı olacaktır. Sonuçta kurutulmuş çamur tarımda kullanılabilir.
Bu tip çamur kurutucularda dünyada ve yurdumuzda faaliyet gösteren firmalara alfabetik sıra ile örnek olarak ALLGAIER GmbH, Andritz Separation, AVA-Huep GmbH, EnviroMin Tech., Haarslev GmbH, NISHIMURA WORKS CO. Ltd., SCT, Siemens, Vandenbroek firmaları verilebilir (Re. IFAT 2014 ). Koku kontrolü daha zordur. Zira örneğin belt tipi çamur kurutuculara göre yüksek yüzey sıcaklığı daha çok koku yayılmasına neden olmaktadır. Çoğu kez yanık çamur kokusu alınır ve bunu arıtmak oldukça zordur. Bu tip çamur kurutucularda oldukça az sayıda ve başarılı koku giderim uygulamasına rastlanılmaktadır. Bantlı tip, solar tip ve tambur tip kurutucuların yanısıra aşağıdaki tip çamur kurutucular ve bununla ilgili konularda uzmanlaşmış firmalar da bulunmaktadır. Thin Layer/Turbo,...sisteli çamur kurutucular: (GIG Karasek GmbH, Buss-SMS GmbH, I+M GmbH, INNOPLANA, WOMM S.p.A.) un yanısıra Rack/Banked/Disc/Expeller/Vacuum/Fluidized-bed ve bazı diğer tip çamur kurutucular da bulunmaktadır (Komline Sanserson, Gouda GMF...). Turbo ve akışkan yataklı kurutucular, bantlı kurutuculara göre daha çok toz çıkarmaları nedeniyle ilk önce toz filtreleri ile tozların tutulması gerekir, aksi halde tozlar scrubberın tıkanmasına neden olur. Çamur kurutucu tesisini yapmaya aday firmalardan bu konuda yapılmış ve başarılı çalışan tesislerini mutlaka ziyaret etmek ve çalışan tesisin teknik olarak artılarını ve eksilerini tesis maliyetleri ile birlikte karşılaştırıp değerlendirmek gerekir; aksi halde yıllar önce görülmeye başlayan birçok çalıştırılamayan atıksu arıtma tesisi gibi çalışmayacak birçok çamur kurutma tesisi görmek maalesef kaçınılmaz olacaktır. Çamur kurutma işlemi için yukarıda özetle verilen farklı kurutma metotları vardır ve hepsinden istenmeyen kirli hava ve kötü kokular yayılmaktadır. Çamur kurutma tesislerinden çıkan kirli ve kötü kokan insan ve çevre sağlığı açısından da çok zararlı olan bu atık havanın en etkili ve ekonomik olarak giderilmesi yöntemlerinin başında biyofiltre teknolojisi gelmektedir. Biyofiltre ile koku arıtma işleminde kirliliği oluşturan maddelerin doğal yollardan zararsız maddelere dönüşmesi için aşağıdaki şartların sağlanması gerekir: - Ortam sıcaklığı - Nötr ph değeri - Normal basınç Amonyak, hidrojen sülfür veya suda eriyen merkaptanlar gibi maddelerin arıtılması amacıyla, biyofiltre ünitesi öncesinde kirli hava içine su veya kimyasal bazı karışımlardan müteşekkil farklı püskürtme metotları uygulanan yıkayıcılar (counter-current veya crosscurrent scrubbers) kullanılır. Çamur kurutma sisteminden çıkan kirli havanın temizlenmesi uygulamalarına bir örnek olarak, İstanbul İSKİ Ambarlı Atıksu Arıtma Tesisi ndeki çamur kurutma ekipmanından
çıkan kirli havanın Tholander kimyasal yıkayıcı (scrubber) ve biyofiltre sistemi ile arıtılması verilebilir. Yaklaşık 20 milyon nüfuslu İstanbul da her biri en az 2 milyon N.E. kapasiteye sahip atıksu arıtma tesisleri bulunmaktadır. Bu tesislerden bir tanesi de Marmara Denizi ne deşarj yapan ve son teknolojilerin kullanıldığı modern, aynı zamanda oldukça büyük kapasiteli İSKİ Ambarlı İleri Biyolojik Atıksu Arıtma Tesisi dir. Koku arıtımı konusunda dünya lideri Tholander firması, adı geçen bu İSKİ Ambarlı AAT için bir koku arıtma sistemi projelendirmiştir. Bu koku arıtma sistemi, proje ihtiyaçları göz önünde bulundurularak geliştirilmiş, counter-current-srubber ve biyofiltre sistemlerinden oluşmaktadır. Kirli havanın arıtılması: Çamur kurutma tesisinden atılan kirli hava önce toplanmakta ve daha sonra iki kademeli koku arıtımı sistemi ile arıtılmaktadır. İlk etapta kirli hava bir ön arıtmaya tabi tutulmaktadır. Daha sonra çiğ noktasına (dew-point) kadar soğutularak counter-currentscrubber ünitesine verilmektedir. Scrubber içindeki elemanlar püskürtülen sıvı tarafından devamlı ıslak kalır. Ph kontrollü sülfürik asit ilavesi yüksek konsantrasyonlu amonyak counter-current- scrubber tarafından arıtılır. Counter-current-scrubber ünitesi korozyana dayanıklı termoplastik (PE) malzemeden imal edilmiştir. Kirli havanın tam olarak temizlenmesi, organik maddelerin ve koku yayan bileşenlerin tamamen yok edilmesi amacıyla biyofiltre ünitesi kullanılmıştır. Biyofiltre ünitesi modüler bir yapıya sahiptir. Biyofiltre sistemine alt kısmından, dağıtım haznesi kanalıyla verilen kirli hava biyofiltre ortamından düzgün yayılı bir halde yukarı yönde biyoortamdan geçerek arınmış olarak atmosfere dağılır. Bu arıtma sistemi kokunun mikroorganizmalar tarafından karbondioksit ve su olarak ikiye ayrılması ile tamamlanmış olur. Orta ve kuzey Avrupa da, evsel ve endüstriyel atıksu arıtma tesislerinde, örneğin Polonya da, Litvanya da, Almanya da, İsviçre de belt tipi çamur kurutucular; Orta ve Güney Avrupa da, örneğin Almanya da ve Güney Fransa da solar tip çamur kurutucular oldukça verimli çalışmaktadır. Yurdumuzda Antalya, Akhisar, Çerkezköy, Çorlu, Fethiye, İstanbul, İzmir, İzmit, Mersin, başta olmak üzere çok az sayıda olsa belt tipi, tambur tipi, solar tip çamur kurutucular çalışmaktadır. Koku arıtımında bazı yeni teknolojilere değinmek gerekirse, bir üniversite araştırma grubu tarafından geliştirilen ve patenti alınan yüksek performanslı ve çok verimli çalışan koku arıtımından söz edilebilir. Teknoloji, hidrokarbon gazlarının dış ortama verilmesi ve atmosfere karışması durumunda güneş ışığı altında reaksiyona girmeleri ve ufak zerrecikler haline dönüşerek %99 oranında temizlenerek yerküreye düşmeleri olarak özetlenebilir. Bu yeni buluş teknolojide enerji gereksinimi, diğer kirli hava ve koku arıtımı sistemlerine göre çok azdır. Bu fotokimyasal koku arıtımı sistemi her şeyden önce tabii bir kimyasal reaksiyondan ibarettir. Aşağıdaki fotoğrafta da görüleceği gibi, farklı modüllerden oluşan bu sistemin birçok avantajı bulunur. Her bir modülün, yukarıda açıklanan tabii fotokimyasal koku temizleme işleminde özel görevleri vardır. Kirli hava bir scrubber içinden geçirilir ve ozon ile zenginleştirilir ve daha sonra UV ışınlarına tabi tutulur. Su ihtiva eden bu karışım hydroxyl radicals (OH) oluşmasını sağlar. Daha sonra bu karışım havadaki organik bileşenler (VOC) ve diğer gazlar ile reaksiyona girer. Bu sayede havada yeni hava zerreciklerinin
(aerosol particuls) oluşması sağlanır ve bu zerrecikler aşağıdaki fotoğrafta görülen bir elektrostatik filtre ve katalizör yardımıyla tutulur. Fotoiyonizasyon teknolojisi ile çamur kurutma sistemlerinden çıkan kirli havanın arıtılması oldukça yeni bir teknolojidir. Bu sistemin doğru bir şekilde uygulanabilmesi için arıtılması istenen kirli havaya ait en azından aşağıdaki verilerin doğru bir şekilde sağlanması gerekecektir: - Uygulama özellikleri - Hava miktarı - Sıcaklılar - Nem miktarı - Toz miktarı - Havadaki kirliliklerin listesi, tip ve konsantrasyonları - Kirli hava arıtımından beklenen verim. Ancak bu veriler sağlanırsa UV uygulamasının işe yarayıp yaramayacağı önceden araştırılır. En doğru yaklaşım ise önceden konu tesise veya çok benzer tesislerde pilot testler yaparak, bu yeni teknolojinin uygulanabilip uygulanamayacağının kararı ve uygulama imkanı gözüküyor ise eldeki verilere göre hesapların ve projenin yapılmasıdır. Yukarıda değinildiği gibi Fotoiyonizasyon prosesinde, atık gaz ve kirli hava ilk etapta bir toz filtresinden geçirilir ve sonra UV ışını ile kimyasal reaksiyon sağlanır. Bu sistemde kirli hava ozon ile karışacağı hava temizleyici ünitenin içine alınır. Ozon, kirli hava ile reaksiyona girerek daha büyük moleküllerin (toz) oluşmasını sağlar. Bu karışıma UV ışığı uygulandığında elektrik yükleri toz zerreciklerine temas eder ve tutularak koku ve kirli havanın devam etmekte olan hava akışından ayrılmalarını sağlar. Sonuçta koku moleküllerini birbirine yapışık tutan bağlar UV ışını etkisiyle kopacak ve aynı zamanda ilave oksitleyiciler oluşacaktır. Son etapta katalizör koku bileşenlerinin indirgenmesi sağlanacaktır, bu sayede oksitleyicilerin atmosfere salınması engellenecektir. UV uygulaması, amonyak giderimi için uygun olamayacağından toz gideriminden önce arıtılmalıdır. Amonyak giriş konsantrasyonunu düşürebilmek amacıyla bu koku sisteminin önünde bir kimyasal yıkayıcı veya yoğuşturucu teşkil edilmelidir. Böylelikle amonyak, bir kimyasal scrubber ile önceden giderilmiş olur. Yüksek miktarda toz, lamba yüzeylerine temas ettiğinde verim düşeceği için sık sık temizlenme ihtiyacı doğacaktır. Bu nedenle ilk önce tozdan arındırma işlemi yapılmalıdır. Fotooksidasyon (Photo-oxidizer) öncesinde tozdan arındırma işlemi için kuru filtre, siklon, scrubber kullanılır. Fotoiyonizasyon sistemi aşağıdaki gibi özetlenebilir. 1)Toz ayırıcılar (toz yükü, 20 mg/m³ değerinin üzerinde ise bag-house filter veya cyclone)
2)Eğer toz fazla değil ise NH3 giderimi için asit kimyasal püskürtmeli yıkayıcı (Acid chemical scrubber) 3)UV-fotooksidasyon (UV- Photo-oxidizer) 4)Ozon yayılmasını önlemek için Ozon-Katalyst 5)UV sonrasında biyolojik işlem uygulanmaz. Koku kontrol ve arıtma tesisinin projelendirilebilmesi için arıtılacak hava miktarı hesaplanabilir. Bunun yanında diğer veriler için deneyime de bağlı olarak atık gaz içeriğinde bulunan, örneğin amonyak ve ayrıca H2S ve merkaptanlar için bazı kabuller yapılabilir. Koku arıtımından sonra arıtılmış havanın bazı limit değerlerin altına düşmesi sağlanmalıdır. Bu verilere göre örneğin ph değeri 2-3 aralığında H2SO4 sülfürik asit (single stage counter current scrubber) püskürtmeli kirli hava yıkayıcı sistemi kullanılabilir. Bu sayede Amonyak ve Aminler oldukça yüksek bir verimle giderilir. Ancak asitlerde ve H2S te azalma sağlanamaz. Sera tipi çamur kurutucularda çoğunlukla Amonyak içeren oldukça yüksek miktarlardaki kirli havanın koku arıtımı fanlar, hava emici kanallar ve kimyasal scrubber koku arıtma ünitesi ile arıtılır. Kirli havanın emilip taşınması oldukça fazla miktarda elektrik harcanmasına neden olur. Ayrıca hava taşıma kanallarının da maliyeti dikkate alınmalıdır. Güneş enerjili sera tipi solar çamur kurutucularda hava miktarının 100.000 m3/saat değerini aştığı durumlarda en azından iki adet ve birbirine paralel çalışacak dikey scrubber gaz yıkayıcı püskürtücüler kullanılabilir. Yerleşimleri için hava emici kanalların uzunluklarının optimum olabileceği konumlar seçilmelidir. Sera yapısının tavanında kullanılabilecek fanlar ve çatıda açılır pencereler de koku giderimi için kullanılmaktadır. Ancak koku arıtımını tam anlamıyla sağlamazlar. Özetlemek gerekirse, son yıllarda dünya genelinde ve özellikle Avrupa ülkelerinde yapılan uygulamalardan edinilen deneyimlere göre varılan sonuç; hemen hemen her koşulda diğer alternatif çamur kurutucular ile karşılaştırıldığında bant (BELT DRYER) tipi çamur kurutucuların ve iklim koşullarının elverdiği yerleşimlerde ise güneş enerjisi kullanılarak yapılan sera tipi (SOLAR DRYER) çamur kurutucuların en uygun çamur kurutma sistemleri olduğudur. Çok büyük atıksu arıtma tesisleri gibi ekstrem durumlar dışında bu durumun, yani bant tipi ve sera tipi çamur kurutucuların özellikle aşağıdaki şartlar dikkate alındığında Avrupa da olduğu kadar Türkiye için de en uygun olduğunu rahatlıkla söyleyebiliriz. Kurutucu sistemler içinde az yedek parça ve az aşınan parça ihtiyacı olan, aşınan parçaların mümkün olduğunca az olduğu, kapladığı alan açısından da mümkün olduğunca az oturum alanlı, kompakt sistemler tercih edilmelidir. Kullanılan malzemeler dayanıklı ve uzun ömürlü olmalıdır. Galvaniz kaplı çelik yerine paslanmaz çelik malzemeli kurutucular daha uzun ömürlüdür. Az ve çok kolay bakım gereksinimi, çok az insan dikkati ihtiyacı tercih edilmelidir. Kısa süre içinde imalatı, yerinde montajı yapılabilmeli ve işletmeye alınabilmeli, ayrıca sistem işletme sırasında kısa sürede çalıştırılabilmeli ve durdurulabilmelidir.
Makul ilk yatırım maliyeti ile birlikte işletme masrafları mutlaka kurutucu sistemi seçerken karşılaştırılmalıdır. Spesifik elektrik enerji ihtiyacı (kwh/kgh2o) Kesintisiz sürekli otomatik çalışma avantajı aranmalıdır. Temizleme işlemleri en kolay, hızlı ve emniyetli olmalıdır. Kurutma prosesinde orta sıcaklıklı kurutucular dikkate alınabilir, az soğutma suyu gereksinimi tercih edilmelidir, bantlı tip kurutucularda olduğu gibi çıkan ısının kurutucuda yeniden kullanılması sağlanmalıdır. Beklenen 10-15 sene gibi ekonomik ömrü süresince çamur kurutucuların çok düşük işletme maliyetleri ile çalışabilmesi çamur kurutucu seçiminde dikkate alınmalıdır. İşletme sırasında toz çıkmayacak sistemler tercih edilmelidir. Atık kirli havanın en az dışarıya atılacağı sistemler araştırılmalı, koku arıtımının mutlaka kurutma prosesinin ilk baştan yapılması gereken bir ünitesi olduğu unutulmamalıdır. Çamur kekinin kurutucuya verileceği sistem de çok önemlidir. Kurutucu sistemin basit, sağlam, güvenilir ve kendini ispat etmiş bir sistem olması tercih sebebidir. Ön kurutmalı sistemler daha karmaşık olacağı için maliyetleri de artacaktır. Kurutulmuş çamur devamlı olarak aynı kalitede elde edilmelidir. ATEX yönetmeliği 94/9/EC şartlarını sağlıyor olması gerekir. Bant tipi çamur kurutucuların çok basit ve sağlam yapıları, kontrollü bir çalışma sistemi ile çalışıyor olması yanı sıra çevreleyen ortam oksijen konsantrasyonu diğer kurutma sistemlerinden çok daha emniyetli işletmelerini garanti etmektedir. Sera tipi kurutucularda çamur kekinin sera içine karıştırıcı sisteme verilmesi ve kurutulmuş çamurun seradan alınması önemlidir. Koku yayılması ve toz çıkması en aza indirilmeli, karıştırmanın homojen olarak yapılmasını sağlayan karıştırıcı ekipman tercih edilmeli, köşe ve kenarlardaki çamur kekleri de aynı şekilde verimli olarak karıştırılmalıdır. Sera içinde kuru çamurun muhafazası, yapışkan forma izin vermeden en uygun karıştırıcı sistemin seçilmesi de önemlidir. Karıştırma hızı ve birçok etken dikkate alınmalıdır. Dönen parçaların az aşınması, karıştırıcının aynı hatta hareket etmesini garanti edecek, örneğin zincirli sistemlerle teşkil edilmesi, çamur kalınlıklarına göre otomatik hareket imkanı vb. özellikler dikkate alınmalıdır. Elektrik kontrol sistemi karmaşık olmamalıdır. Kurutulacak çamur keki çok iyi incelenmelidir. Evsel atıksu arıtma tesislerinden elde edilen çamur kekinin özellikleri nispeten biliniyor olmasına karşın, endüstriyel atıksuların karıştığı evsel atıksu arıtma tesislerinden, örneğin tamamen deri sanayi gibi endüstriyel atıksu arıtma tesislerinden elde edilen çamur keklerinin kurutulması için çok daha titiz çalışmaların yapılması gerekir. Tesisi yapmaya aday firmaların yeterliliği incelenmeli, yurtiçinde veya yurtdışında çok benzer kurutma tesislerinin verimli çalışıp çalışmadığına mutlaka bakılmalıdır. Bu konuda teorik bilgi yanında pratik uygulama deneyimi sahibi olmuş uzmanların görüşü alınmalı, sadece kitaplarda yazanlar değil, en az birkaç sene benzer tesisleri başarıyla çalıştıran kişilerin ve firmaların görüşleri de dikkate alınmalı, işlettikleri tesisler yerinde incelenmeli ve edinilen bu bilgileri yurdumuz şartlarına göre uyarlamalıyız.