Bu raporda fabrikada, boza üretimi sırasında oluşan atık suyun arıtılması işlemi ve arıtma tesisinin dizaynı üzerinde durulmuştur. Amaç oluşan atık suyun çevreye verilmeden önce zararlı etkilerinin yok edilmesi ve çeşitli yerlerde ( sulama vb.) kullanılmasını sağlamaktır.
Kurulucak olan arıtma tesisinde bir adet dengeleme ve havalandırma havuzu, bir adet ön çökeltme havuzu, bir adet son çökeltme havuzu ve iki adet yoğunlaştırma ( susuzlaştırma) havuzu yeralmaktadır. Günlük oluşan toplam atık su miktarı 1186,02 kg olup bunun % 0,5’i büyük partiküllü katı atıkları, % 6’ sı küçük partiküllü katı atıkları, geri kalan kısmı ise su ve suda çözünmüş halde bulunan maddeleri oluşturmaktadır. Atık su çeşitli aşamalardan geçirilerek içerdiği katı ve çözünmüş halde bulunan partiküllerden arındırılarak canlı yaşamına zarar vermeyecek hale getirilir.
Aşamalar;
________________________________________
FİZİKSEL ARITMA:
________________________________________
Mekanik ızgaralar ve kum tutucu, arıtma tesisinde birikim yapacak ve mekanik ekipmana zarar verecek iri cisimlerin ve aşındırıcı katıların giderilmesini sağlamaktadır.
Dengeleme tankı, atıksu debi ve kalitesindeki kısa süreli dalgalanmaları yok ederek ön arıtma ünitelerinin daha itikrarlı çalışması için yapılmıştır. Bu tank aynı zamanda atıksu terfisine imkan vermektedir.
________________________________________
KİMYASAL ARITMA:
________________________________________
Ön arıtma , sağladığı askıda madde ve KOİ (Kimyasal Oksijen İhtiyacı) giderimleri ile biyolojik arıtmanın boyutlarının ve işletme giderlerinin azalmasını sağlamaktadır. Kimyasal pıhtılaştırıcı ilavesi, kimyasal arıtmada kirletici giderme verimlerinin yükselmesini sağlamaktadır.
________________________________________
BİYOLOJİK ARITMA:
________________________________________
Ön arıtmadan çıkan atıksudaki KOİ (organik maddeler) ve AKM (askıda katı madde)’nin biyolojik arıtmayla giderimi suretiyle yasal standartlara uygun kalitede çıkış suyu elde edilmektedir.
Yüksek ve istikrarlı arıtma verimi için uzun havalandırmalı aktif çamur prosesi kullanılmaktadır. Çamur yaşı uzun bir tasarım kullanılmasının yanı sıra atıksuyun istikrarlı biyolojik arıtımı bakımından kritik bir sınır olan bir günlük hidrolik bekletme süresi de sağlamaktadır.
________________________________________
ÇAMUR ARITIMI:
________________________________________
Çamur susuzlaştırma için belt presler kullanılmaktadır. Susuzlaştırma öncesi yoğunlaştırma için de belt preslerin üzerine mote edilen kayışlı dinamik yoğunlaştırıcılar kullanılacaktır. Böylelikle minimum arazi kullanan, kopmpakt ve ekonomik bir çamur arıtma düzeni kurulmuştur. Bu çamur ünitesinden %25 kurulukta günde yaklaşık 11,6166 kg çamur keki çıkması tahmin edilmektedir..
2. GİRİŞ
Basitlestirilmis bir genelleme yapacak olursak, atiksu aritma islemlerinde aslolanın sudaki katı partikül halindeki maddeleri sudan ayırmak oldugu söylenebilir. Aslında atıksulardaki kirleticilerin çoğu ya katı partiküller halinde bulunurlar, yada bu arıtma işlemleri sirasinda partiküler hale çevrilirler. Suda cözünmüş biçimde bulunan mikro kirleticiler bir çoğu çok düşük konsantrasyonlarda da olsa, yaratabilecekleri kötü etkiler- mesela kanserojen-mutajen etkiler vs açısından insan sağlığını ve ekolojiyi tehdit eden unsurlardir.
Arıtmanın ekolojik dengenin korunması ve sürekliliği açısından her zaman bir hedef olarak görülmemesi gerekir. Çevre kirliliğinin önüne geçmek ve ekolojik dengeleri korumak için arıtma bir araç olarak en uygun biçimde ve gerektiği kadar kullanılmalıdır. Gereksiz yere kullanılan arıtma boşuna harcanmış kaynak ve enerjidir ve ekolojik dengeleri bozma olasılığıda vardır. .
3. ÇÖZÜM YÖNTEMİ
Atıksu, içinde sepet ızgara bulunan dengeleme havuzuna geldikten sonra, giriş pompasıyla arıtma tesisinin ilk bölümü olan havalandırma ünitesine gönderilir. Havalandırma bölümünde blower’den basılan hava, difüzörler yardımıyla havuz içine homojen bir şekilde verilerek, aktif çamurun oluşabilmesi için gerekli olan oksijen temin edilir,ayrıca havuzun tam karışması sağlanarak, oluşan bakteri floklarının çökelmemesi sağlanır.
Havuz içinde bulunan mikroorganizmalar,difüzörün suya kazandırdığı çözünmüş oksijeni kullanarak,atık suyun içindeki erimiş ve katı halde bulunan organik maddeleri okside ederek nihai ürün olarak karbondioksit (CO2) ve suya (H2O) dönüştürür.
Havalandırma bölümünden çökeltme bölümüne air-lift sistemi ile gönderilir. Bu unite “kimyasal Havuz” olarak da adlandırılır. Burada çöken mikroorganizma flokları air-lift sistemiyle havalandırılarak tesisin çevreye verebileceği koku bu şekilde önlenmiş olur. Su burada pH ayarlaması yapılacak olan bölmeye akar. PH’sı ayarlanan su son çökeltme bölümüne geçer, burada çamur ve kimyasallar dibe çöktürülür, üstta kalan su ise “Biyolojik Arıtma”nın yapılacağı bölüme pompalanır. Çökelme bölümünden belirli oranda su geri devir ettirilerek havalandırma ünitesinde bakteri konsantrasyonu sabit tutulur, çöken fazla çamur zaman zaman alınır. Çökelme tam olduktan sonra yüzeydeki duru su, deşarj pompası yardımı ile Kum filtreye gönderilir, çökelmeyen askıdaki katı maddeler bu bölümde tutulur, arıtılan çıkış suyu klorlama işlemine tabi tutulduktan sonra bahçe sulaması vs. ihtiyaçlar için kullanılabilir, veya alıcı ortama deşarj edilir.
1. Izgara : Atık suyu işletmeden gelirken içinde olması muhtemel büyük maddelerin tutulması içindir, bu şekilde arıtma tesisinin bulunan pompa ve diğer ekipmanlara zarar vermesi engellenmiş olur.
Parti başına kullanılan su miktarı : 925 kg
Günlük kullanılan su miktarı : 925 * 2 = 1850 kg
Temizlik için kullanılan su günlük su miktarının %60 olarak alınmıştır.
1850 * 0,60 = 1110 kg ( atık olarak çıkan su miktarı )
Boza atıkları , günlük üretilen boza miktarının % 3’ i olarak kabul edilmiştir
Günlük üretilen boza miktarı: 2334 kg ( bkz. Rapor 1)
Boza atıkları: 2334 * 0,03 = 70,02 kg
Çeşitli sebeplerle oluşan büyük partikül miktarı : 6 kg
Izgarada tutulan büyük partıkül miktarı günlük oluşan toplam atık miktarının % 0,5’i olarak alınmıştır: 1186,02 * 0,005 = 6 kg
Günlük oluşan toplam atık su miktarı: 1110 + 70,02 + 6 = 1186,02 kg
Atık su Büyük partiküllerden
(1186,02 kg) arındırılmış atık su
( 1180,02 kg )
Büyük partiküller
( 6 kg)
2. Dengeleme havuzu : Izgaradan geçen suyun toplanıp tesise uygun aralıklarla homojen olarak verilmesi için arıtma tesislerine dengeleme havuzu yapılmalıdır. Küçük tesislerde hacim uygun tutularak bu kısmı ön çökeltme havuzu olarak da kullanılabilir.Dengeleme havuzundan Pompalar yardımı ile su ön çökeltme havuzuna terfi ettirilir.
Dengeleme havuzunda toplanan atık su miktarı 1180,02 kg’ dır.
3. Havalandırma Havuzu : Arıtma tesisinin en önemli kısmıdır. Atıksuyun havalandırılarak bakterilere oksijen kazandırılması ve diğer organik ve inorganik maddelerin oksidasyonu için uygun dozajda hava verilmelidir. Havalandırma yaygın olarak Blower ve mekanik karıştırıcı olan Airator vasıtası ile gerçekleşmektedir. Küçük işletmelerde dengeleme havuzu aynı zamanda havalandırma havuzu olarak da kullanılabilmektedir. Burada alttan hava verilmesinin diğer bir sebebi, sudaki hertürlü atık maddenin ( çamur ) havuzun dibine çökmesi engellenerek arıtma işlemini kolaylaştırmaktır.
Havalandırma havuzuna gelen atık su miktarı 1180,02 kg’ dır.
Mikroorganizmaların oluşturdukları aktif çamur miktarı havalandırma havuzuna gelen atık su miktarının % 3’ ü olarak kabul edilmiştir.
1180,02 * 0,03 = 35,4 kg
Oluşan toplam aktif çamur miktarı : 70,02 + 35,04 = 105,42 kg
4. Ön Çökeltme Havuzu : Atıksuda bulunan kum, mil, çamur ve çökebilen diğer maddelerin arıtma ünitelerine gitmesini önlemek için ön çökeltme havuzu yapılmalıdır. Dip kısma biriken çamur zaman zaman çamur sıyırıcılar tarafından alınır. Yüzeyden kalan su havalandırma havuzuna gelir.
KimyasalArıtma(Nötralizasyon)
Nötralizasyon suyun pH larının ayarlanması işlemidir. Atıksuyun pH sının ayarlanması çeşitli amaçlarla gerekebilir. Bunlar arasında atık suyun alıcı ortama veya kanalizasyon deşarjından önce deşarj standartlarını sağlamak üzere pH sının nötr hale getirilmesi, arıtma düzenlerinde biyolojik arıtmaya girişten önce pH ayarlanması , kimyasal çöktürme için uygun pH sağlamak için ayar yapılması sayılabilir. Nötralizasyon işleminin dizaynı nötralizasyon veya pH ayarlamasına bağlı olarak yapılır. Ancak pH değişimi yönünden her dizayn için önemli olan husus pH sının değişim karakteristiğidir.
atık su Yüzeyde kalan su
(1180,02 kg) ( 1074,6 kg )
Dip kısma biriken
Aktif çamur
( 105,42 kg )
5. Son Çökeltme Havuzu : Çökelen Aktif çamurun bir kısmı geri devir ile havalandırma havuzunun giriş kısmına geri verilir. Bu aşamada gerekli görüldüğü taktirde Biyolojik Arıtma da yapılır. Atık suyun biyolojik atırma işlemine uygun hale getirilmesi için öncelikle nötralizasyon işlemi yapılmalıdır. Dip kısma biriken aktif çamur zaman zaman Çamur sıyırıcılar tarafından alınarak çamur yoğunlaştırıcıya gönderilir. Yüzeyden alınan duru su ise dezenfeksiyon işlemi yapıldıktan sonra alıcı ortama veya bahçe sulamada kullanılır.
Biyolojik Arıtma:
Bu aritma yöntemi çözünmüş ve partikül halindeki organik maddelerin kontrol altinda üretilen mikrorganizmalar tarafindan besin ve enerji kaynagi olarak sudan alınması işlemidir. Dogal bir islemdir. Aerobic (havali) ve anaerobic (havasiz) biyolojik arıtma belli başli iki ana temel yöntemdir.
Mikroorganizmalar tarafından oluşturulan aktif çamur miktarının, ön çökeltme havuzunda yüzeyde kalan suyun % 1’i kadar olduğu kabul edilmiştir.
1074,6 * 0,01 = 10,746 kg
Yüzeyde kalan su Duru su
(1074,6 kg ) (1063,854 kg)
mikroorganizma aktivitesi
sonucu oluşan aktif çamur
(10,746 kg)
6. Kum Filtre : Son çökeltme havuzundan ayrılan suda bulunabilecek askıdaki maddelerin tutulabilmesi için deşarjdan önce son ünite olarak kum filtresi kullanılabilir. Deşarj limitleri sağlanırsa kum filtre konmayabilir. Bizim sistemimizde deşarj limitlerinin sağlandığı kabul edilmiştir.
7. Dezenfeksiyon İşlemi : Biyolojik arıtma yönteminin kullanıldığı tesislerde , çıkan duru suda çok miktarda bakteri olacaktır. Eğer arıtılan su kullanma suyu olarak düşünülüyor ise suyun mutlaka dezenfeksiyon işleminden geçirilmesi gerekir, en yaygın dezenfeksiyon yöntemi klorla yapılmaktadır. Klor suya sıvı veya toz şeklinde verilebilir.
Dezenfeksiyon hastalık yapıcı (patojen) organizmaların yok edilmesi veya etkisiz hale getirilmesidir. Dezenfeksiyon bu yönü ile tüm organizmaların yok edildiği sterilizasyon işleminden ayrılır.
Dezenfeksiyonda fiziksel, kimyasal, mekanik ve radyasyona dayalı çeşitli dezenfeksiyon yöntemleri kullanılmaktadır. Fiziksel olarak dezenfeksiyon ısı, ışık ve akustik yollar ile sağlanır. Mekanik dezenfeksiyon su atıksu arıtma da yer alan çöktürme, süzme gibi işlemlerde değişen verimlerde elde edilir. Radyasyon ile dezenfeksiyon elektromanyetik veya diğer tür ışınlarla yapılır. Dezenfeksiyon için en yaygın kullanım vasıtaları kimyasal vasıtalardır. Bunlar arasında klor, klor bileşikleri, brom, iyot, ozon, fenoller, alkoller, ağır metal ve bileşikleri, boyar maddeler, sabun ve deterjan, hidrojen peroksit, potasyum permanganat, asit ve bazlar sayılır.
Dezenfeksiyonun etkisi başlıca mikroorganizmaların hücre duvarlarının tahribi, hücre zarının geçirgenliğinin bozulması, protoplazmasının yapısının değiştirilmesi ve enzim ihibasyonu şeklinde olmaktadır. Dezenfeksiyona etkili olan faktörlerin arasında dezenfektanın etki süresi son derece önemlidir.
8. Yoğunlaştırma (susuzlaştırma) Havuzu : Ön çökeltme ve son çökeltme havuzundan gelen çamurların durgun şartlarda çamurun su muhtevasının düşürülmesi için yapılan ünitedir. Yüzeyden alınan sular tesisin dengeleme havuzuna geri verilir. Dip kısımdaki yoğunlaşmış çamur ise istenilen kuruluğu göre Press filtreye veya diğer çamur susuzlaştırma ünitelerine gönderilir. Burada çamurun çabuk kurumasını sağşamak amacıyla havuzlara kireç ilave edilir. Kuruyan çamur toplanarak gübre olarak kullanılır.
Arıtma işlemi sonunda oluşan toplam sulu aktif çamur miktarı:
105,42 + 10,746 = 116,166 kg
Susuzlaştırma işlemi sonunda oluşan çamur kekinin ( KM: %75 ), sulu aktif çamur miktarının % 70’ u olduğu kabul edilmiştir .
116,166 * 0,7 = 81,3162 kg
10. Arıtılan suyun Kullanılması: Kum filtreden ve dezenfeksiyon ünitelerinden geçen su bahçe sulama, vs. işlemlerinde rahatlıkla kullanılabilir.Veya Alıcı ortama Deşarj edilir.
4. TARTIŞMA
Fabrikada çeşitli temizlik ve sanitasyon işlemleri neticesinde oluşan atıklar, pompa ve kanallar vasıtasıyla arıtma tesisine aktarılır. Burada fiziksel , kimyasal ve biyolojik olarak arıtılan atıksu, çevreye zarar vermeyecek hale getirilerek alıcı ortama deşarj edilmektedir. Bu amaçla arıtma tesisinde 1 adet dengeleme havuzu, 2 adet çökeltme havuzu, kum filter ve iki adet susuzlaştırma havuzu bulunmaktadır. Günde toplam 1186,02 kg atıksu arıtılmaktadır.
Fiziksel arıtma , arıtma tesisinde birikim yapacak ve mekanik ekipmana zarar verecek iri cisimlerin ve aşındırıcı katıların giderilmesini sağlamaktadır. Dolayısıyla üretim hattından gelebilecek büyük parçaçıkların pompa gibi mekanik ekipmanlara zarar vermesini önlemek amacıyla atıksuyun dengeleme havuzuna giriş kısmına ızgara yerleştirilmiştir. Bu ızgaralar belli periyotlarda sökülerek temizlenmelidir , aksi halde biriken büyük partiküller atığın dengeleme havuzuna gelişini engelleyerek sistemin etkinliğini azaltır.
Kimyasal arıtma bölümüde yapılacak işlem çok önemlidir. Suyun pH’sı bu bölümde yer alan sapit bir pH metre ile ölçülür ve okunan bu değere göre havuza H2SO4 ilavesi otomatik olarak yapılır. Suyun istenilen pH’sı 6,0-9,0 arasındadır. Bunun yanında kimyasal pıhtılaştırıcılar da ilava edilerek pıhtı oluşumu hızlandırılır.
Biyolojik arıtma bölümünde mikroorganizmalar kullanılarak çözünmüş veya partikül halindeki bileşiklerin çevreye zararsız son ürünlere dönüştürülme işlemi gerçekleştirilir. Biyolojik arıtmada aerobic mikroorganizmalar kullanılmaktadır. Bu mikroorganizmalar spontan gelişebilir yada saf kültür olarak ilave edilebilir. Bu aşamada havalanndırma aerobic mikroorganizmaların çalışabilmeleri açısından önemlidir;
Havalandırma, bir adet oksidasyon havuzunda gerçekleştirilmektedir. Tabanı kısmen küçük kabarcıklı difüzörlerle kaplı, dalgıç karıştırıcılarla resirküle edilen, yüksek su derinlikli bu havuzun kullanılması ile oldukça yüksek bir havalandırma verimi elde edilmektedir. Havalandırma tanklarının tasarımı ayrıca atıksudaki nitrifikasyon/denitirifikasyon yoluyla basit ve ekonomik olarak giderimine de imkan vermektedir. Azot giderimi şu anda yasal olaral gerekmemekle birlikte son çökeltme tanklarında denitrifikasyonun yaratacağı problemlerin diğer parametrelerin giderimine olumsuz etkilerinin önlenmesi bakımından bu husus büyük önem taşımaktadır.
Havalandırma arıtılacak sudaki uçucu maddeleri bertaraf etmek ve havadaki oksijenin suya gecmesini saglayarak dogal oksidasyonu hızlandırmak amacıyla yapılır. Kirli sularda uçuçu maddelerin çoğu hoş olmayan güçlü kokular saldığı için bu aşamada koku giderici kimyasallar kullanılmalıdır.
Havalandırmanın nedenleri ve problemleri şöyle siralanabilinir:
1. Güneş altında yapilan havalandırma arıtılacak suda mikroskobik yosun üremesine yol acabilir. Bu durumda bu yosunlarin ürettiği organik maddeler suya istenmeyen koku ve tad verebilirler. Genelikle bu tür yosundan oluşan biojenik koku ve tad oluşturucu organik kimyasalarin çoğunlugu uçucu olmadığı için bu maddelerin suda istenmeyen koku ve tadı ancak koku ve tad giderici kimyasallar veya filitrasyon yöntemiyle giderilir
2. Arıtılacak suda CO2 miktarının yüksek olması, suyun pH sının düşük olmasına yol açar (suyun asidik özelligi artar). pH in düşmesi bir çok açıdan istenmeyebilir. Suyun sertligi alkalinitesi değişir, korozyon etkisi artar, daha sonra uygulanacak coagülasyon işlemlerinde notralizasyon gerekebilir ve bu amaçla notralize kimyasalları kullanmak zorunluluğu doğabilir. Arıtılacak sudaki CO2 gazı miktarı 10 mg/l den yüksekse havalandırma sudaki CO2 yi düşürmek için uygundur. Daha düşük CO2 konsantarasyonlarında ise lime eklemek cözüm olabilir
3. Havalandırma ile suya geçen oksijen suyun korozif özelliğini artırır
4. Toksik ve kötü koku-tad kaynağı H2S (hidrojen sulfid) gazinin bertaraf edilmesinde bu gazın sudan havaya transferini hızlandırır
5. Havalandırma, pH’sı düşük ve CO2 si yüksek sularda cözünmüş olarak bulunan demir (Fe) ve manganı(Mn) oksitleyerek çökelmelerini saglar.
Havalandırmada kötü tad ve kokuya yol açan uçuçu organik maddeler (volatile organic substances, VOS) giderilir. Eğer bu uçuçu organik maddeler atmosfer için de kirlilik kaynağı yaratacak toksik madeler ise bu durumda havalandırma sitemine bu toksik maddeleri tutacak aktif karbon veya benzeri özellikler içeren gaz sıyırıcıları eklenmelidir.
Endüstriyel atık arıtımında gelişen sistemler neticesinde kapasiteye göre çeşitli seçenekler sunan paket arıtma sistemleride kullanılabilmektedir. Ancak pahalı oluşu ve bizim sistemimize uygun olmayışı bakımından tercih edilmemiştir. Tercih edilen system uygulanabilirliliği ve verimi cok yüksek olan bir sistemdir.
5. AKIM ŞEMASI
Üstte kalan su
Aktif Çamur
Aktif Çamur
Üstte kalan su
Uzaklaştırılan su
DEZENFEKSİYON
( Klor ilavesi )
DEŞARJ
( Sulama , vb. )
ÇAMUR KEK
( Gübre olarak kullanılabilir)
6. KAYNAKLAR
1. MEYVE-SEBZE İŞLEME SANAYİNDE SU, ATIK SU ARITILMASI, ARTIK ATIKLARININ DEĞERLENDİRİLMESİ ; Prof.Dr. Ünal YURDAGEL, Doç. Dr. Ünal Rıza YAMAN, Doç. Dr. Taner BAYSAL- 1992; Ege Üniversitesi Basımevi Bornova-İzmir
2. ATIK SULAR VE ARITIM DERS NOTLARI ; Doç.Dr. Rengin ELTEM; Ege Ünivesitesi Fen Fakültesi Biyoloji Bölümü Temel ve Endüstriyel Microbiyorloji Ana Bilim Dalı.
3. FİZİKSEL ARITIM, ATIK SU ARITIM SİSTEMLERİ. 1991; TMMOB Kimya Mühendisleri Odası, İstanbul Şubesi 55-95
4. ATIK SU ARITIMINDA ÇÖKELTME, YÜZDÜRME VE MEKANİK FİLTRASYON; Uslu O. , Özer A. , Toprak M. (1994).; D.E.Ü Müh. Fak. Yayınları No:235
5. UYGULAMALI ÇEVRE BİLİMİ VE ÇEVRE EPİDEMİYOLOJİSİ ; Doğan F.; E.Ü Ödemiş Sağlık Yüksek Okulu Yayınları No:1. İzmir-1998
6. ATIK SU STABİLİZASYON HAVUZLARI,; İnan N.D. , Eltem R.; E.Ü. Fen Fak. Biyoloji Bölümü, Diploma çalışması. Bornova-İzmir-2000
220 views