4. Türk-Alman Su İşbirliği Günleri 4. Turkish-German Water Partnership-Day 23-24. 09. 2014 - Antalya Atıksu çamurlarının değerlendirilmesiyle ilgili Türkiye'deki uygulamalar Fallbeispiele von Abwasserklärschlammverwertung in der Türkei Prof. Dr.-Ing. İbrahim Alyanak Pamukkale Üniversitesi, Denizli (Emekli) Alyanak Mühendislik Dan. Taah. - İzmir
ÇAMUR KAYNAKLARI Atıksu arıtma çamurunun fiziksel ve kimyasal özelliklerine bağlı olarak ekolojik ve ekonomik yönlerden en uygun tekniklerin ve sistemlerin seçilmesi söz konusu olmaktadır. Çamur Kaynakları Tabloda özetlenmiştir. FİZİKSEL ARITMA İŞLEMLERİ BİYOLOJİK ARITMA KİMYASAL ARITMA İLERİ ARITMA ÇAMUR HACMİNİ AZALTMA İŞLEMLERİ Izgara Kum Tutucu Klasik Aktif Çamur Uzun Havalandırmalı Aktif Çamur Aktif Çamur Oksidasyon Stabilizasyon Koagülasyon Flokülasyon Kimyasal Çökeltim Flotasyon Nötralizasyon Dezenfeksiyon Aktif Karbon Membran Filtreler İleri Oksidasyon İyon Değiştiriciler Adsorpsiyon Yoğunlaştırma Susuzlaştırma
2. BİYOLOJİK ATIKSU ARITMA SİSTEMİ SEÇME ESASLARI Çamur işleminin etkin uygulandığı ülkelerde, çamurun susuzlaştırılması yönünden Uzun Havalandırmalı Biyolojik Arıtma ve Aerob-Çamur stabilizasyon prosesi, 30 000-50 000 EN (EşdeğNüfus) üzerindeki AAT için ekonomik yönden uygun olmayan bir biyolojik yöntem olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu hususun Tasarım standardı olan F.Almanya ATV DVWK A 131E Bu standarda göre: 30 000-50 000 nüfusa kadar aerobik stabilizasyon, Nüfus 50 000 üzerinde ise, anaerobik stabilizasyon çok daha ekonomik olmaktadır. 100.000 nüfustan sonra metan gazı ile elektrik ve ısı enerji üretimi gerçekleşir. 1.000.000 nüfustan sonra arıtma tesisinin elektrik enerjisi tüketiminin tamamına yakını karşılanmaktadır.
Atıksu arıtma teknolojileri farklı ekonomik ve ekolojik yönlerden irdelenip, karşılaştırılmak suretiyle planlamalıdır. Atıksu ve çamurunun bertarafı, özellikle yüksek organik madde içeriğinden dolayı değerlendirilmesi de dikkate alınmalıdır. (Atıksu Arıtma Tesisleri Teknik Usuller Tebliği-2010) Bu kapsamda, ATV optimum kurallarına göre, uzun havalandırmalı aktif çamur sisteminin 50.000 EN (eşdeğer nüfus) un üzerinde kullanılması, çamur bertarafı ile birlikte ekonomik olmamaktadır. Bu nüfus değerinin üstünde mutlaka anaerob çamur çürütme ünitesi uygulanmalıdır. Diğer husus ise, arıtma çamurunun susuzlaştırılmasıdır. Termik kurutma ile en az 800 kwh/ton.su enerji gerekli iken, solar kurutma ile 20-30 kwh/ton.su yeterli olmaktadır.
ÇAMUR İŞLEMLERİ Atıksu Arıtma Çamurunun Fiziksel Yapısı % 14 KM değerine kadar akışkan, % 14 20 KM aralığında pastöz, % 40 KM değerinin üzerinde gözenekli (granül), % 75 KM değerinin üzerinde kuru yapıdadır. % 75 82 KM aralığında, iç ve dış sürtünme ile a riski vardır % 90 KM Çimento fabrikası kabul değeri (Bu düzeyde kuru olmasının istenmesinde Ana neden, sürtünme ile yanma riskidir) Çamur İşleme Teknolojileri Mekanik - Fiziksel - Yoğunlaştırma, - Şartlandırma ve Su Alma Isıl - Fiziksel - Pastörizasyon - Kurutma Depolama - Mono depolama - Katı atıkla birlikte Biyo-Kimyasal Stablizasyon - Aerobik stablizasyon - Anaerobik çamur çürütme - Kompostlaştırma Kimyasal Stablizasyon Isıl Stablizasyon - Kuru Yakma - Islak (Nemli) yakma - Piroliz ile Gazlaştırma
Farklı Kurutma Sistemlerinin Isı + Mekanik (elektrik) Enerji Kullanımları Enerji tüketilen Kurutma İşlemi Birincil yakıt ile Isıtılmış kuru hava içinde Termal kurutmada Isı + Mekanik (elektrik) Enerji tüketimi Buharlaştırılan 1 ton Su İçin Kullanılan Enerji (kwh/ton su ) 800-950 Kullanılan Enerji Tipi Yakıt + elektrik enerjisi Termal kurutmada mekanik Enerji tüketimi (*) Güneş enerjisi, Sera ve aktarma makinesi ile Solar kurutmada Mekanik (elektrik) Enerjisi tüketimi 250 350 Elektrik enerjisi 20 30 Elektrik enerjisi (*) Kojeneratör Atık ısısı kullanıldığında bu enerji gideri dikkate alınır.
Çamurların Geri Kazanımı ve Nihai Olarak Bertarafı için Arazi (Tarım + Yeşil Alan) Uygulaması Arazi uygulaması, arıtma çamurlarının (biyokatıların) toprak yüzeyinin üstüne veya çok az altına dağıtılması olarak tanımlanır. Arıtma çamurları 1) tarım alanlarına, 2) kullanılamayacak durumdaki bozulmuş alanlara ve 3) bu amaç için tahsis edilmiş depolama alanlarına uygulanabilir. Bu alanların hepsinde, arazi uygulaması arıtma çamurlarının daha fazla arıtımlarının gerçekleşmesi hedeflenerek tasarlanmaktadır. Güneş ışığının, toprakta bulunan mikroorganizmaların ve kurumanın birlikte etkileri yardımıyla patojen mikroorganizmalar ve birçok toksik organik bileşikler yok edilmektedir
ATIKSU ARITMA TESİSLERİ TEKNİK USULLER TEBLİĞİ Resmî Gazete Sayı : 27527 20 Mart 2010 KAPSAM MADDE 2 (1) Bu Tebliğ, atıksu arıtımı için uygulanabilir olduğu genelde kabul edilmiş metodları, atıksu arıtma tesisi kapasitesinin belirlenmesi ve projelendirilmesine esas teşkil edecek bilgileri, atıksu toplama sistemi bulunmayan yerleşim yerlerinin atıksu uzaklaştırmada uygulayacağı teknik esasları, atıksu toplama sistemi bulunan yerleşim yerlerinde ise değişik nüfus aralıklarına göre uygulanabilecek teknik esasları, dezenfeksiyon yöntemlerini, derin deniz deşarj sistemlerini, arıtma çamurlarının işlenmesi ve bertarafı ile arıtılmış atıksuların geri kazanımı ve yeniden kullanımı ile ilgili teknik esaslarını içermektedir.
EK 6 Arıtma Çamurlarının İşlenmesi, Geri Kazanımı ve Bertarafı İle İlgili Genel Esaslar ve Uygulanan Metotlar Çamurların çevreye duyarlı ve uygun bir şekilde işlenmeleri, arıtılmaları ve bertarafı için katı madde kaynaklarının ve miktarlarının doğru bir şekilde belirlenmesi gerekmektedir. Çamur kaynakları, arıtma tesisinde yer alan arıtma birimlerine göre farklılık gösterir Çamurların Geri Kazanımı ve Nihai Olarak Bertarafı Arıtma çamurları, uygun işlem ve prosesler ile işlendikten ve geri kazanıldıktan sonra nihai olarak uzaklaştırılmaları gerekmektedir. Atıksu arıtma tesislerinden kaynaklanan çamurların uzaklaştırılması için yaygın olarak kullanılan seçeneklerden birisi, bu çamurların evsel çöpler ile birlikte veya tek başlarına düzenli depolama alanlarında depolanmasıdır. Fakat muhtemel patojen içerikleri, koku ve benzeri problemlerden dolayı, her tip atıksu çamurunun düzenli depolama alanlarında depolanabilmesi uygun değildir. f) Mekanik Susuzlaştırma Yöntemleri 1) Santrifüj ile Susuzlaştırma; 2) Bant Filtre ile Susuzlaştırma; 3) Filtre Pres ile Susuzlaştırma;
g) ğ) h) Doğal Susuzlaştırma Yöntemleri Isıl Kurutma Çamur Kompostlaştırma Çamur kompostlaştırma, ham veya çürütülmüş arıtma çamurlarının ağaç parçası, talaş, saman veya evsel çöp gibi katkı maddeleriyle karıştırılıp, gözenekli ve daha az sulu hale getirilerek havalı şartlarda mikroorganizmalar vasıtasıyla faydalı bir ürüne dönüştürülmesi işlemidir. Arıtma çamuru kompostlaştırılmasında önemli miktarda (hacim olarak 2/1-3/1 katkı maddesi/çamur oranı) katkı maddesi gerekmektedir. Bununla birlikte katkı maddesinin büyük bir kısmının proses sonunda elenip tekrar kullanımı mümkündür. Kompostlaştırma sistemleri genellikle karıştırmalı yığın, havalandırmalı statik yığın ve reaktörde kompostlaştırma olmak üzere üç kategoriye ayrılmaktadır. Karıştırmalı yığın metodu en eski ve basit metot olup, arıtma çamuru/katkı maddesi karışımından yığınlar oluşturulmakta ve biyolojik faaliyet için gerekli hava, karıştırma vasıtasıyla (başlangıçta haftada iki defa, sonra haftada bir) temin edilmektedir. Havalandırmalı statik yığında, karıştırmalı yığın metoduna benzer şekilde yığınlar oluşturulmakta, ancak yığınların havalandırılması hava üfleyicilerle gerçekleştirilmekte ve karıştırma yapılmamaktadır. Reaktörde kompostlaştırma sistemleri, özellikle son yıllarda daha iyi bir proses ve koku kontrolü sağlamak amacıyla geliştirilmiştir. Bu amaçla yatay ve düşey reaktörler kullanılabilmektedir.
ı) Yakma Arıtma çamurlarının yakılması sırasında çamur içerisindeki organik katılar, tamamen okside olarak nihai son ürünlere çevrilmektedir. Bu nihai ürünler önemli oranda karbondioksit, su ve küldür. En önemli üstünlükleri; çamurların hacimlerinin yüksek oranlarda azaltılması ve bu sayede uzaklaştırılmaları için gerekli masrafların azalması, zehirli maddelerin ve patojen mikroorganizmaların giderilmesi ve enerji geri kazanım potansiyeline sahip olmasıdır. Ancak yüksek ilk yatırım ve işletme maliyetleri, kalifiye işçi ihtiyacı ve hava kirletici emisyonları bu yöntemin en önemli mahzurlarını oluşturmaktadır Yakma yönteminin en önemli mahzuru oluşan hava kirletici emisyonlarıdır. Yakma ile meydana gelen hava kirleticileri iki kategoriye ayrılmaktadır. Bunlar, koku ve yanma emisyonlarıdır. Koku, genellikle insan psikolojisi üzerinde önemli etkide bulunmaktadır. Yanma emisyonları ise uygulanan termal teknolojiye, kullanılan yardımcı yakıtın cinsine ve beslenen çamuru tipine göre değişmektedir. Özel öneme sahip olan yanma kaynaklı hava kirletici emisyonları, partiküler maddeler, azot oksitler, asit gazları, hidrokarbonlar ve ağır metaller (civa, berilyum, vb) gibi özel tehlikeli bileşiklerdir.
4. YAKMA VE BİRLİKTE YAKMA Çimento fabrikasında hammadde 1400 C ye k adar ısıtılarak klinker üretilmektedir. Arıtma çamurunun külü çimento bileşimine çok yakın olduğundan, organik kısmı yandıktan sonra kalan mineral kısmı Çimento kalitesine olumsuz bir etki yapmamaktadır. Bu nedenle hammadde ile birlikte yandıktan sonra külleri çimento içinde kalarak hammadde olarak değerlendirilmiş olmaktadır. Ancak, organik kısmından sağlanan enerji, kurutma işleminde kullanılan enerjinin oldukça altında kaldığından, net enerji kazanımı olamamaktadır. Arıtma çamurlarının tarımda kullanılma olanağının bulunmaması durumunda, çimento fabrikasında yakıt ve/veya hammadde olarak kullanımı alternatif teknik çözüm oluşturmaktadır. Çimento üretiminde kullanılan ; Arıtma Çamurunun Organik Kısmı Enerji Kaynağı Arıtma Çamurunun Mineral (Kül) Kısmı Hammadde olarak değerlendirilmektedir. Bazı Avrupa ülkelerinde, arıtma çamuru yakma, katı atık + arıtma çamuru yakma ve çimento fabrikalarında yakıt ve /veya hammadde olarak değerlendirme uygulamaları bulunmaktadır. Örneğin İsviçre de oluşan toplam arıtma çamurunun % 60 kadarı çimento fabrikalarında yakılarak değerlendirilmekte ve bu yolla giderimi sağlanmaktadır. Ancak bunun için arıtma çamurunun önceden % 90 KM değerine kadar kurutulması gerekmektedir. Bu da önemli bir maliyet getirmektedir. Ekolojik ve ekonomik yönden arıtma çamurlarının tarımda kullanılma olanağının bulunmaması durumunda,, en uygun teknik çözüm arıtma çamurunun çimento üretiminde değerlendirilmesi, enerji kaynağı ve hammadde olarak kullanılması olmaktadır. İzmit % 20 22 KM ile 120 TL/ton ödeyerek veriyor. İstanbul Ataköy % 92 KM ile ücretsiz veriyor. Genelde % 92 KM için çimento fabrikaları 10 50 TL/ton ödeyerek alıyor.
TÜRKİYEDEN ÖRNEK UYGULAMALAR Biyolojik Çamur Stabilizasyonu 30 000-50 000 nüfusa kadar aerobik stablizasyon, Nüfus 50 000 üzerinde ise, anaerobik stablizasyon çok daha ekonomik olmaktadır. Muğla AAT bunun Türkiyede en yeni ve bu nüfüs düzeyi için en uygun örnektir. 100 000 nüfustan sonra metan gazı ile ihtiyaç fazlası enerji üretimi gerçekleşebilmektedir. 500 000-1 000 000 nüfustan sonra tüm arıtma tesisinin havalandırma ve pompa elektrik enerjisi karşılanabilmektedir. Maliyet Aerob stabilizasyon Anaerob Stabilizasyo n 30 000 Eşdeğer Nüfus Mersin-Meski AAT bunun Türkiye de en yeni ve uygun örneğidir ve havalandırma, kanalizasyon bağlantı pompası ve Solar çamur kurutmanın tükettiği, tüm elektrik enerjisinin % 92 si biyogaz ile çalışan Ko-jenerator tarafından üretilebilmektedir.
Bu noktada, Türkiye de son yıllarda yapılan bazı anaerob çamur çürütmeli atıksu arıtma tesisleri hariç, dahala bir çok atıksu arıtma tesisinde çamurun stabilizasyonu, uzun havalandırmalı biyolojik sistem kapsamında yapıldığından, bu tesislerde büyük bir çamur sorununu ve aşırı elektrik tüketimi yaşamaktadır. Ayrıca çamur yoğunlaştırıcı % 3,5 4 KM sağlanmakta, dekantör ile % 8 KM sağlanıp, Böylece gerekli anaerob Reaktör hacminde % 50 kadar bir azalma sağlanmakta ve reaktördeki ısı kayıplarında da önemli azalma olduğundan, üretilen toplam net enerji miktarında da önemli artış olmaktadır. Bu farka örnek, aynı eşdeğer nüfusa sahip olan Mersin AAT de 3 reaktör, Adana AAT de 6 reaktör vardır. Şu anda büyük şehirlerden Bursa, ve Kayseri uzun havalandırmalı atıksu arıtma tesislerinde, Büyük bir çamur sorunu yaşanmakta ve buna çözüm arayışındadırlar. ATV kurallarının uygulandığı tesisler; Adana, Ankara, ve İzmir AAT tesisleridir. Yanı sıra tüketilen Enerji bilançoları yönünden en uygun olanlar Mersin, Muğla, Antalya, İstanbul Ataköy ve Tuzla, Konya AAT, tesisleridir.
KONSANTRE ANAEROBİK ÇAMUR ÇÜRÜTME YÖNTEMİ Bu sistemde çamur % 8 KM ile anaerobik çamur çürütme ünitesine verilmektir. Ama Türkiye de henüz çoğunlukla % 6 KM ile uygulama yapılarak, daha büyük hacimli çamur çürütücü yapılmıştır. Bu gibi tesisler % 8 KM ile işletilir ise, çamur çürütme kapasitelerinin % 33 artması sağlanacaktır. AKIM ŞEMASI :konsantre anaerobik çamur çürütme için, ön yoğunlaştırma ve ileri susuzlaştırma dekontör yöntemi ile sağlanmaktadır.
ÇAMUR SORUNU ÇOK BÜYÜK OLAN AAT. LER KAYSERİ AAT 1.000.000 EN Uzun Havalandırmalı AAT Sadece Ön çökeltim Çamuru çürütülmektedir. BURSA - DOGU AAT. 3.000.000 EN Uzun Havalandırmalı AAT Çamur sorunu en büyük ve Çamuru çürütme yoktur.
Ankara Atıksu arıtma Tesisi 1.000.000 EN İleri Arıtma + Çamur çürütme Türkiye deki ATV kurallarına uygun ilk uygulanan tesis (KFW kredisi ile) Çamur çürütme %4 KM ile ADANA Batı AAT 1.000.000 EN İleri Arıtma + Çamur çürütme Çamur çürütme %4 KM ile
Konya AAT 1.000.000 EN İleri Arıtma + Çamur çürütme ESKİŞEHİR AAT 1.000.000 EN İleri Arıtma + Çamur çürütme
Atıksu arıtma Tesisi - MERSİN İleri Arıtma + Konsantre Çamur çürütme + Solar Kurutma uygulanan ilk tesis (1.000.000 EN ) ATV kurallarına ve AB uyumu kapsamında, noksansız uygunlukta ve başarılı olarak İlk uygulama Mersin AAT de gerçekleşmiş durumdadır.
Mersin AAT Arıtma Mekanik Çamur yoğunlaştırma + susuzlaştırma ve Konsantre Biyogaz Tesisi Akım şeması.
Mersin AAT Solar Çamur Kurutma Tesisi. SIZE: CAPACITY: INPUT : OUTPUT; 12 x 80 m 1165 t/a; 25% DS < 70% DS
MUĞLA Merkez AAT 80.000 EN Son Çökeltim Çamuru [kg KM/gün] 3232.0 Ön Çökeltim Çamuru [kg KM/gün] 646.4 Toplam Fazla Çamur [kg KM/gün] 3878.4 Çamur Katı Madde İçeriği [%] (**) 6.0 Çürütücü Besleme Debisi [m3/gün] 64.0 Toplam Çürütülmüş Çamur [kg KM/gün] 1745.3 Çamur keki miktarı (% 28 KM) [m3/gün] 6.2 Arıtma Tesisi ve Çamur Çürütücü Toplam Elektrik Enerjisi Tüketimi Çamur Çürütücü Üretilen Biyogaz Miktarı [KWh/gün] [m3/gün] 3700 799.9 Metan Miktarı [m3/gün] 440.0 Fuel-Oil Eşdeğeri [ton/gün] 0.440 Toplam Enerji üretimi [kwh/gün] 3519.6 Kullanılabilir Isı [kwh/gün] 1583.8 Biyogazdan Üretilen Elektrik Enerjisi [kwh/gün] 1337.5 Ek Elektrik Enerjisi İhtiyacı [kwh/gün] 2362.5
ENERJİ TEMİNİ BİYOGAZ + DOGAZGAZ KULANAN KOJENERASYON SİSTEMİ UYGULAMALARI Tüm tesisin elektrik enerjisi ve çamur kurutma ünitesindeki termal enerji ihtiyacı Co-jenerasyon tipi gaz türbini ünitesi ile karşılanabilmektedir. Bu enerji için çamur çürütmede oluşan Biyogaz yeterli olmadığında ek olarak Doğal gaz kullanılabilmektedir. Böylece hem doğalgaz ve atıksudan elde edilen biyogaz yakılarak üretilen elektrik enerjisi için ayrıca para verilmeyecek hem de çamur kurutmak için atık ısı kullandığından, çamur kurutma işlemi için gereken ısıl enerji masrafının önüne geçilmiş olacaktır. Bu sistem, özellikle ürettiği elektrik enerjisine ek olarak yüksek termal enerji ihtiyacını da karşıladığından, elektriksel ve ısıl enerji ihtiyacı fazla olan uygulamalarda büyük bir avantaj teşkil etmektedir. Antalya Hurma, İstanbul Ataköy ve İstanbul Tuzla arıtma tesisleri KOJENERASYON Enerji tesisinin enerjisinden, arıtma tesisinin ELEKTRİK ENERJİ ihtiyacının tamamını sağlayan ve İşlem Sırasında oluşan ISI ENERJİ ile de çamur kurutma ile arıtma tesisinin enerjisinin tamamı sağlayan örnekler durumdadır.
İstanbul Ataköy AAT Gerekli elektrik enerjisinin üretilmesi için doğalgaz ve atıksudan elde edilen biyogazı yakabilen toplam 4,6 MW gaz türbinleri sayesinde tesisin ihtiyacı olan elektrik enerjisi elde edilir ve yüksek ısıdaki atık egzost gazı çamur kurutmada değerlendirilerek tesisin tüm enerji ihtiyacı üretilmektedir..
İstanbul - TUZLA AAT ÇAMUR KURUTMA ÜNİTESİ Mekanik çamur susuzlaştırmadan gelen %25 lik çamur, kurutma ünitesinde %90 a çıkarılır. Çıkarılan kuru ürün üstü kapalı kamyonlarla çimento sanayiye götürülür ve çimento sanayide 3.000 kcal/kg ek yakıt olarak kullanılmaktadır. Kurutma için gereken ısı ise kojenerasyon ünitesinden sağlanır.
ANTALYA - HURMA AAT 1.000.000 EN -Çamur Üniteleri a. Mekanik Yoğunlaştırma (% 6 KM) b. Çamur Çürütme (konsantre fermantasyon) c. Anaerobik Reaktörde Çamur Susuzlaştırma ( Dekantör ) (% 26-30 KM) d. Arıtma Çamuru Termal Kurutma (Ko- Jenerasyon Tesisi atık ısısı ile) (% 90 KM) - Elektrik üretimi Ko-Jenerasyon Tesisinde Biyogaz ve noksan olan kadar Doğalgaz kullanımı
------------------------------ BİYOGAZIN SADECE ISI ENERJİSİ OLARAK KULANILDIĞI UYGULAMA ÖRNEĞİ İZMİR - Çiğli Atık Su Arıtma Tesisi ------------------------------ Çiğli Atık Su Arıtma Tesisi sahası içinde kurulan Çamur Çürütme ve Kurutma Tesisi günde 800 ton kurutma kapasitesindedir. Çürütme işlemi sonrası susuzlaştırılan çamur diğer 13 tesisten gelen çamurlarla birlikte çamur kurutma ünitelerinde yüzde 92 kuru madde içerecek şekilde kurutulmaktadır. Kurutmadan çıkan A sınıfı biyo-katı özelliğine sahip çamurlar bitkisel gübre ve toprak iyileştiricisi olarak tarımsal alanlarda, orman alanlarında kullanılması ve ayrıca eski kömür ve maden yatakları ile park, bahçe ve rekreasyon alanlarının yeşillendirilmesinde toprak iyileştirici olarak değerlendirilmesi için çalışmalar sürdürülmektedir. Kurutulan çamurlar yakıt olarak da kireç ve çimento fabrikaları değerlendirilmesi mümkün olmakla birlikte uygulama oluşmamıştır. Oluşan Biyogaz için Ko-Jenerasyon sistemi Uygulanmadığından, enerji bilançosu yönünden ekonomik örnek değildir. Sadece Biyo-enerji sadece çamur kurutmada kullanılmakta, elektrik üretimi yapılmadığından, sistemin ekonomik olmayan bir enerji gideri olmaktadır. Bu nedenlerle bu uygulama iyi bir örnek değildir.
Havalandırma Havuzu İnegöl İlçe ve OSB Ortak Atıksu Arıtma Tesisi Giriş Son Çöktürme 64.000 m3/gün kapasiteli Uzun Havalandırmalı Çamur Çıkışı Aktif Çamur (Anaerobik + Anoksik + Oksik) Prosesi ile İnegöl Belediyesi ne ait evsel atıksuların ve İnegöl OSB ye ait endüstriyel Geri Devir Q RAS atıksuların arıtımını yapan örnek bir tesistir. Arıtma sistemi; Enerji tasarrufu sağlayan havalandırma sistemi, oluşan arıtma çamuru Patentli Katı Madde Ayırma Modülü Arıtılmış Su Çıkışı miktarını azaltan (Patentli Cannibal Biyolojik Reaktörü) "Anoksik biyolojik çamur azaltma" Smart Cannibal Kontrol Yazılımı Patentli Cannibal Biyolojik Reaktörü Biyokütle Çevrimi prosesi ile Çamur miktarı azaltılmakta, ve çıkan fazla çamur, 70 ton/gün kapasiteli termal çamur kurutma tesisinde % 90 KM düzeinde kurutulur. Arıtma tesisinin tüm elektrik enerjini ve kurutma için gerekli ısı enerjisini temin için, 2x2 MW lık kojenerasyon tesisi kurulmuştur. Çamur kurutmada sadece doğalgaz kojenerasyon sisteminin ısı enerjisinin kullanıldığı örnek olup, Toplam İşletme maliyetlerinin; % 10 unu ısı enerjisi ve Kurutma Tesisi % 44 ünü elektrik enerjisi oluşturmaktadır.
Gerekli Çamur Kuru Madde Düzeyleri Arıtma çamurlarının bertaraf ve değerlendirme işlemleri öncesinde; Düzenli depolama için % 50 KM, Kompostlaştırma için % 40 KM Çimento fabrikasında yakabilmek için % 90 KM değerine kadar ek olarak kurutulması gerekmektedir. Bu kurutma işlemi sırasında çamur bünyedeki suyun buharlaşması için büyük miktarda ısı enerjisi ve kurutma tesisindeki mekanik işlemler için de mekanik enerji sarf edilmesi gerekmektedir. Mekanik su alma işlemi ile ulaşılabilen % 20-30 KM kuru madde değerinin üzerine, ancak ısıl kurutma işlemi ile ulaşılabilmektedir. Termal Çamur Kurutma Tesisi Solar Çamur Kurutma Tesisi
Farklı Kurutma Sistemlerinin Isı + Mekanik (elektrik) Enerji Kullanımları Kullanılan İşlem Tekniği Buharlaştırılan 1 ton Su İçin Kullanılan Enerji (kwh/ton su ) Birincil Enerji Tipi Santrifüj dekantör ve yakıt ile Termal kurutma Isıtılmış kuru hava içinde Termal kurutma Yüksek basınç ile presleme ve ortamdaki veya ısıtılmış hava ile Termal kurutma Isıtılmamış havası ile Termal kurutma (*) Güneş enerjisi, Sera ve aktarma makineli Solar kurutma 1 230 Yakıt + elektrik enerjisi 970 Yakıt + elektrik enerjisi 735 Yakıt + elektrik enerjisi 250 330 Elektrik enerjisi 20 30 Elektrik enerjisi *) Atık ısı kullanıldığında ayrı bir ücret ödemesi yok ise, bu enerji gideri dikkate alınır.
Kurutma işlemi sırasında koku veya toz emisyonu oluşabilmektedir. Koku emisyonu uçucu hidrokarbonlar neden olmakta ve 70 º C aşılınca buharlaşmaya başlayan organik asit ve aldehitler önemli bir koku emisyonuna neden olmaktadır. Solar (güneşle) Kurutma sırasında ortam sıcaklığı 50 º C geçilmediğinden, bu tür bir koku emisyonu sorunu oluşmamaktadır. Bu nedenle, Buharlaşma Enerjisi soğuk (atmosfer sıcaklındaki) hava ile sağlanan tekniklerde geliştirilmektedir. Ancak küçük tesisler için uygulanabilmektedir. Yüksek sıcaklık (> 70 º C) kurutucularında, ayrıca koku emisyonu (gazlaşmış HC) giderme işlemi eklenmesi gerekmektedir.
Arıtma Çamurunun Park-Bahçe atığı ve Yeşil Atıklar ile Kompostlaştırması Anaerob stabilizasyon ile çamurdaki patojenler tamamen yok olmadığından, doğrudan tarımda kullanılamamaktadır. Hijyenleştirme için en uygun yöntem, kompostlaştırmadır. Anaerob stabilize çamurun C/N oranı 8-12 aralığındadır. Kompostlaştırma için C/N oranı 25-35 aralığında olması gerekmektedir. Bitkisel (park-bahçe, pazaryeri, mutfak ve tarımsal) atıklar ile birlikte Kompostlaştırma yapıldığında, optimum C/N oranı gerekli düzeyde sağlanmış olmaktadır. Kompostlaştırma (aerob ayrışma) sırasında sıcaklık günlerce 60 65 ºC düzeyinde olduğundan, Biyolojik bir pastörizasyon gerçekleşmekte ve tarımsal kullanım için bir sakınca kalmamaktadır. Bu sırada humuslaşma sağlanmakta ve Arıtma Çamuru ile birlikte işlenen malzeme (yeşil atık v.b.) organik olgun gübreye dönüşmüş olmaktadır. Kompostlaştırma (aerob ayrışma) sırasında sıcaklık günlerce 60 65 ºC düzeyinde olduğundan, Biyolojik bir pastörizasyon gerçekleşmekte ve tarımsal kullanım için bir sakınca kalmamaktadır. Bu sırada humuslaşma sağlanmakta ve Arıtma Çamuru ile birlikte işlenen organik malzeme olgun (pastörize olmuş) gübreye dönüşmüş olmaktadır.
TOPRAKTA KULLANILMASINA DAİR YÖNETMELİK SINIR DEĞERLERİ (*) Çevre ve Orman Bakanlığı : 3 Ağustos 2010 27661 - EVSEL VE KENTSEL ARITMA ÇAMURLARININ TOPRAKTA KULLANILMASINA DAİR YÖNETMELİK EK I-A TOPRAKTAKİ AĞIR METAL SINIR DEĞERLERİ EK I-B TOPRAKTA KULLANILABİLECEK STABİLİZE ARITMA ÇAMURUNDA MÜSAADE EDİLECEK MAKSİMUM AĞIR METAL MUHTEVALARI (**) Tarım ve Köyişleri Bakanlığı: Haziran 2010 27601 Tarımda Kullanılan Organik, Organomineral Gübreler Ve Toprak Düzenleyiciler İle Mikrobiyal, Enzim İçerikli ve Diğer Ürünlerin Üretimi, İthalatı Ve Piyasaya Arzına Dair Yönetmelik Ağır metal sınırları MADDE 5 (1) Çevre, insan ve hayvan sağlığını korumak amacı ile bu Yönetmelikte ifade edilen ürünlerdeki ağır metal oranları mg/kg (ppm) cinsinden aşağıdaki değerleri geçemez. Ağır Metal (Toplam) ph 7 Ek 1A (*) mg. kg-1 Sınır Değerler Ek 1B (*) (mg kg-1 kuru madde) TKOG Yön. 4 Haziran 2010 27601(**) Organik Tarım Yön. 18 Ağustos 2010 (**) Mersin AAT Kurşun 100 750 150 45 26 Kadmiyum 1,5 10 3 0,7 0,5 Krom 100 1000 350 70 32 Bakır 100 1000 450 70 63 Nikel 70 300 120 25 70 Çinko 200 2500 1100 200 247 Civa 1 10 5 0,4 0,2
Arıtma Çamuru + Organik atıkların kompostlaştırılmasından elde edilen Kompostun Hijyenik yönden sakıncasız olduğu belirlendikten sonra, Sebze ve diğer tarımsal üretiminlerde kullanılabilirliği Ege Üniv. Ziraat Fakültesi akademisyenlerince araştırıldı. Çalışma sonunda, üretilen Olgun Kompostun toprak iyileştirici (Humus) özelliğinin uygun, Hijyenik yönden de sakıncasız olduğu belirlenmiştir. Arıtma Çamuru + Org. Katı atık karışımından üretilen kompostun her türlü tarım alanı, yeşil alan, park bahçe ve orman alanlarında kullanılabileceği sonucuna ulaşılmıştır.
Kuşadası/AYDIN - KUŞATAK Entegre Kompost tesisi (Yeşil atık + Arıtma çamuru )
SONUÇ VE DEĞERLENDİRMELER Türkiye de özellikle son 10 yıl içinde AB uyumlu olarak projelendirilen ve bunu uygulayan belediyelerde yeni atıksu arıtma tesisleri büyük oranda daha uygun teknoloji ile yapılmakta ve çalıştırılmaktadır. Bunun sonunda, arıtma çamuru bertarafı masrafı da önemli miktarda azalmaktadır. Aralık 2001 de yürürlüğe giren, Mart 2005 de değiştirilen TKKY Toprak kirliliği ve kontrol yönetmeliği AB uyum çalışmaları kapsamında daha uygun AAT teknolojilerinin aranmasını sağlamıştır. Bu noktada arıtma tesisinde anaerobik çürütmenin yapılması ve burada gıda sanayi, tarım ve hayvancılık atıklarından birlikte biyogaz üretilmesi ve çevrenin daha ileri ve daha ekonomik korunması sağlanabilecektir. Çürütmeden çıkan çamur sonunda hem daha iyi susuzlaştırılmakta ve kompostolaştırılarak park-bahçe ve tarım alanlarında kullanılmasının en ekolojik ve ekonomik uygulamayı da sağlanabilecektir. Ancak Kayseri ve Bursa en büyük çamur sorunu yaşamaktadır. ATV kurallarının kısmen uygulandığı tesisler; Adana, Ankara, ve İzmir AAT tesisleridir. Konsantre fermentasyon ve biyogazın ko-jenerasyon ile ısı ve elektrik temininde kullanılması ile Tüketilen Enerji bilançoları yönünden en uygun olanlar Mersin, Muğla, Antalya, İstanbul Ataköy ve Tuzla, Konya, Eskişehir AAT, tesisleri örnek düzey delerdir.
Atıksu arıtma çamurunun fiziksel ve kimyasal özelliklerine bağlı olarak ekolojik ve ekonomik yönlerden en uygun tekniklerin ve sistemlerin seçilmesi söz konusu olmaktadır. 30 000-50 000 nüfusa kadar aerobik stabilizasyon, Nüfus 50 000 üzerinde ise, anaerobik stabilizasyon çok daha ekonomik olmaktadır. 100.000 nüfustan sonra metan gazı ile elektrik ve ısı enerji üretimi gerçekleşir. 1.000.000 nüfustan sonra arıtma tesisinin elektrik enerjisi tüketiminin tamamına yakını karşılanmaktadır. Türkiye de özellikle son 10 yıl içinde AB uyumlu olarak projelendirilen ve bunu uygulayan belediyelerde yeni atıksu arıtma tesisleri büyük oranda daha uygun teknoloji ile yapılmakta ve çalıştırılmaktadır. Bunun sonunda, arıtma çamuru bertarafının masrafı da önemli miktarda azalmaktadır. Avrupa ülkelerinde, arıtma çamuru yakma, katı atık + arıtma çamuru yakma ve çimento fabrikalarında yakıt ve /veya hammadde olarak değerlendirme uygulamaları bulunmaktadır. Ekolojik ve ekonomik yönden arıtma çamurlarının tarımda kullanılma olanağının bulunmaması durumunda,, en uygun teknik çözüm arıtma çamurunun çimento üretiminde değerlendirilmesi, enerji kaynağı ve hammadde olarak kullanılması olmaktadır.
Ülkemiz genelindeki örnek değerlendirmelerim sonunda; 50 000 EN üzerindeki atıksu arıtma sistemi klasik arıtma + konsantre fermantasyon ile anaerobik çamur çürütme + oluşan biyogaz ko-jeneratör ile ısı ve elektrik üretiminde kullanılması, ekonomik ve Çevresel yönden daha uyumludur. Türkiye deki uygulamaları değerlendirmelerim sonunda; Solar Kurutma + Kompostlaştırma en ekonomik ve Çevresel yönden daha uyumlu tekniktir. Solar Kurutma + Yakma alternatifinin dışında diğer teknik, Arıtma tesisinde, yalnız biyogaz ile veya biyogaz + doğalgaz kullanımı ile kojenerasyon sistemi kullanılarak, hem arıtma tesisinin elektrik enerji üretilmekte, bu anda oluşan atık ısı ile de çamur kurutmanın gerçekleşebilir olması, Termik Kurutma + Yakma işlemini uygulanabilir konuma getirmektedir. Ancak, Linyit kömürü düzeyinde net enerjiye sahip olmasına rağmen, bertaraf kavramı altında ücretsiz veya ücret karşılığı yakma veya çimento fabrikalarının kullanma koşulu oluşturması, bu alternatifin kullanılmasını engellemektedir. Piyasada Linyit kömürü fiyatı 200 300 USD düzende olduğuna göre, Linyit kömürü eşdeğeri olan % 90 KM içeren kuru çamur için min. 100 USD ödenmesi ile uygulama yaygınlaşabilecektir. Uzun havalandırmalı Arıtma tesisinden çıkan çamur % 20 22 KM düzeyinde susuzlaştırılmış ve bu hali ile kurutma işlemi çimento fabrikası veya kurutucu firma aracılığı ile yakmaya verilirken 120 TL/ton bedel ödenmesi, kurutma bedelinin üzerinde olduğundan ekonomik bir alternatif oluşturmamaktadır.
Vielen Dank - Teşekkürlerimle -