Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

KİRLİLİK YÜKÜ HESAPLAMALARI Yrd. Doç Dr. Alpaslan EKDAL İTÜ Çevre Mühendisliği Bölümü Yerüstü Sularının Kalitesinin Belirlenmesi, Sınıflandırılması.

Benzer bir sunumlar


... konulu sunumlar: "KİRLİLİK YÜKÜ HESAPLAMALARI Yrd. Doç Dr. Alpaslan EKDAL İTÜ Çevre Mühendisliği Bölümü Yerüstü Sularının Kalitesinin Belirlenmesi, Sınıflandırılması."— Sunum transkripti:

1 KİRLİLİK YÜKÜ HESAPLAMALARI Yrd. Doç Dr. Alpaslan EKDAL İTÜ Çevre Mühendisliği Bölümü Yerüstü Sularının Kalitesinin Belirlenmesi, Sınıflandırılması ve Yönetimi Konulu Hizmet İçi Eğitim Programı (3-7 Kasım 2014 Afyonkarahisar)

2 KİRLETİCİ KAYNAKLAR Kirletici kaynaklar başlıca 2, daha detaylı olarak 4 sınıfta toplanmaktadır. NOKTASAL KAYNAKLAR YAYILI KAYNAKLAR GEZİCİ KAYNAKLAR DOĞAL KAYNAKLAR

3 KİRLETİCİ KAYNAKLAR Noktasal Kirletici Kaynaklar Evsel atıksu deşarjları Endüstriyel atıksu deşarjları Kentsel drenaj sistemleri deşarjı Yayılı Kirletici Kaynaklar Tarım, orman ve çiftlik alanları yüzeysel akışları Yağış suları drenajları Rekreasyon alanları akışları ve sızıntıları Su ürünleri üretim alanları Katı atık depolama alanları Atmosferden taşınım

4 KİRLETİCİ KAYNAKLAR Gezici (mobile) Kirletici Kaynaklar Deniz ulaşımı Su sporları Doğal Kirletici Kaynaklar (Yayılı Kaynaklar) Atmosfer Ormanlık ve çayır alanları akışları ve sızıntıları Heyelan bölgeleri Volkanlar Taşkın alanları Yükselen yeraltı su veya deniz suyu (gel-gitler)

5 NOKTASAL KAYNAKLAR

6 ATIKSU DEBİSİNİN BELİRLENMESİ Atıksu miktarını belirleyen faktörler: Proje nüfusu Sızma debisi Yağış şiddeti Yeraltı suyu seviyesi Sanayi debileri ve değişimleri

7 ATIKSU DEBİSİNİN BELİRLENMESİ Arıtma tesislerinin boyutlandırılmasında atıksu debilerinin bilinmesi gerekmektedir. Bir yerleşimin atıksu arıtma tesisine gelen debi aşağıdakilerin toplamı olarak bulunur: EVSEL ATIKSU DEBİSİ SANAYİ ATIKSUYU DEBİSİ SIZMA DEBİSİ

8 ATIKSU DEBİSİNİN BELİRLENMESİ Kişi başı su tüketiminden hareketle: Sanayi hariç tüm su tüketimlerini evlere dahil ederek hesaplama Türkiye genelinde bu yöntem uygulanır. Servislere bölme yöntemiyle MESKENLER KURUM VE KURULUŞLAR TİCARİ FAALİYETLER TURİSTİK TESİSLER BU YAKLAŞIM DAHA ÇOK ÖZEL YERLERDE UYGULANIR. Debi ölçüm verilerinin değerlendirilmesi suretiyle Pik faktörleri kabulü ile

9 BİRİM ATIKSU DEBİSİ Kişi başına su tüketimi: L/N-gün (İller Bankası, İSKİ v.b proje şartnameleri) Türkiye’de şebekeye verilen su miktarı: L/N-gün (İTÜ Çevre Müh. Böl. araştırmaları) Şebekeye verilen suyun tamamı tüketiciye ulaşmaz; kayıplar Türkiye genelinde %20-%60 arasında değişir. Su ihtiyacının %70-90 arasındaki belirli bir kesri kanallara intikal etmektedir. Ev, kurum, ticari faaliyet ve sızma dahil, sanayi hariç oluşan atıksu miktarı: L/N-gün aralığında

10 NÜFUS TAHMİNLERİ Evsel debi hesabı için söz konusu yerleşimin gelecek nüfusu hesaplanmalıdır. Nüfus projeksiyonu için kullanılan hesap yöntemleri: ARİTMETİK ARTIŞ GEOMETRİK ARTIŞ İLLER BANKASI BENZER ŞEHİR LOJİSTİK EĞRİ AZALAN HIZLI ARTIŞ

11 ATIKSU DEBİLERİNİN HESABI Q = Q EV + Q SANAYİ + Q SIZMA Evsel debi, kişi başına günlük su sarfiyatının nüfusla çarpımından bulunabilir. Kişi başına günlük su ihtiyacının yıllık ortalaması (ortalama q) ile gösterilirse, yaz aylarındaki su ihtiyacı olan (maksimum q), ortalamanın 1,5 katı olarak kabul edilmektedir. maksimum Q ev = . maks q. N maksimum Q ev : Yazlık evsel su sarfiyatı, m 3 /gün  : Kanala intikal yüzdesi maksimum q: Kişi başına yazlık su ihtiyacı, m 3 /N-gün N : Kasabanın gelecekteki nüfusu

12 ATIKSU DEBİLERİNİN HESABI Q h = maks Q ev /n 1 + Q sanayi /n 2 + Q sızma /24 Q 24 = ( maks Q ev + Q sanayi + Q sızma )/24 Q min = ort Q ev /n 3 + Q sanayi /n 4 + Q sızma /24 Q h : Hesap debisi, m 3 /saat Q 24 : Ortalama debi, m 3 /saat Q min : Minimum debi, m 3 /saat n: Sabitler

13 n 1 gün içindeki salınımları gösterir, 10 ila 20 arasında bir değerdir ve nüfusa bağlı olarak değişir. n 1 =14 için hesap debisi Q 14 işaretiyle de gösterilmektedir. n 2 sabiti sanayi kuruluşunun vardiya sayısı ile alakalıdır. Tek vardiya çalışan tesislerde bu değer 5-6 arasında alınabilir. n 3 sabiti 37 ila 40 arasında bir değerdir. Bir veya iki vardiya çalışan tesislerde minimum debi hesabında sanayi debisi dikkate alınmaz. Üç vardiya çalışan tesislerde n 4 =24 alınabilir. ATIKSU DEBİLERİNİN HESABI

14 Minimum debi: Q min = (24/37)*Q 24 Ortalama debi: Q 24 Hesap debisi: Q h = (24/14-18)*Q 24 Maksimum debi (kurak): Q maks,k =(24/12)*Q 24 Maksimum debi (yağışlı): Q maks,y = 1.5* Qmaks,k

15 SANAYİ YÜKÜNÜN BULUNMASI Eşdeğer nüfus hesaplanıp, evlerden gelen atıksular içinde düşünülebilir. N eşd =(Q san *C BOİ )/BOİ 5 yükü (g/kişi.g) Üretim türü ve miktarına göre, anketlerle su tüketimi belirlenerek, literatür bilgileri ile her bir sanayi için ayrı ayrı yük hesaplanabilir. Debinin zamanla değişimi ölçüm suretiyle elde edilebilir. Sanayi bölgelerinde hektar başına debi alınmak suretiyle hesaplanabilir. (örn. 0,5-1,0 L/sn-ha)

16  Evlerden gelen debinin belli bir yüzdesi olarak kabul edilebilir. (örn. günlük ortalama debinin %50-100’ü)  Kanalların hizmet ettiği alana bağlı olarak (su toplama havzası alanından) bulunabilir. (örn. 0,1- 0,2 L/sn-ha)  Kanal uzunluğuna göre bulunabilir. (örn. 0,80 L/sn-km)  Kanal uzunluğuna ve çapına bağlı olarak tahmin edilebilir. (örn. 0,5- 5,0 m 3 /gün-km-cm) Muayene bacalarından atıksu mecrasına giren debi de bu miktara ilave edilmelidir (örn. 0,4 m 3 /gün-baca sayısı) Sızma Debisinin Tahmini

17 KİRLİLİK YÜKLERİNİN BELİRLENMESİ Kişi başına kirlilik yükü kabulleri ile Konsantrasyon kabulleri ile Arıtılacak atıksuyun yeterli süre ve sayıda numune alınarak karakterize edilmesi ile

18 KİRLİLİK YÜKLERİNİN BELİRLENMESİ BOİ 5 : Toplumun beslenme alışkınlıkları vb. bağlı olup gBOİ 5 /N-gün aralığındadır. Türkiye’de bu değer g/N-gün olup projelerde g/N-gün aralığında seçilir. Toplam Kjeldahl Azotu (TKN): g/N-gün (15 g/N-gün) Toplam Fosfor (Top-P): 3-6 g/N-gün (4 g/N-gün)

19 K İ RL İ L İ K YÜKLER İ N İ N BEL İ RLENMES İ (g/N-gün)BOİ 5 AKMTKNNH 3 -NTop-P Türkiye ,4-2 Almanya ,2-1,6 ABD ,7-4,5 Japonya ,15-0,4

20 150 L/N-gün’lük su sarfiyatı için atıksudaki katı madde konsantrasyonları, mg/L

21

22 PROJE DEBİSİ VE YÜKÜNÜN SEÇİMİ Atıksu miktar ve özellikleri değişkendir. Şehirden şehire değişir. Aynı şehirde zaman içinde değişir: Mevsimsel Günlük Saatlik Arıtma tesisi bu değişimlere, en ekonomik şekilde cevap verebilmelidir.

23 PROJE DEBİSİ VE YÜKÜNÜN SEÇİMİ Debi ve yük değişiminin etkisi birimden birime değişir. Çeşitli birimler için farklı debi ve yükler göz önüne alınır. Değişim, genel olarak pik faktörleri ile karakterize edilir. Büyük projelerde yerinde ölçüm yapılması faydalıdır. İstatistiki değerlendirme yapılmalıdır. Çevre faktörleri her koşulda dinamiktir. İstatistik, bu dinamik faktör veya etkileri yorumlamak için gereklidir.

24 BOYUTLANDIRMADA KULLANILAN TİPİK DEBİLER Debi Faktörü Uygulama alanı Saatlik pik Pompalar ve kanallar (borular), ızgara, kum tutucu, çöktürme havuzları, filtreler, klor temas havuzu Maks. günlük Çamur pompaları >1-gün maks.Izgara atıkları ve kum için depolama ihtiyacı Maks. haftalıkKayıt ve raporlama Maks. aylık Kayıt ve raporlama, kimyasal madde depolama tesisi Min. saatlikPompaların durdurulma süresi, debi ölçerlerin en düşük ölçme aralığının tayini Min. günlük Giriş kanallarında katı madde çökelmesi kontrolü Min. aylıkDüşük akım dönemlerinde devrede tutulacak birim sayısı

25 Yük faktörüUygulama Alanı Maksimum günlükBiyolojik proses üniteleri 1-gün maksimum Çamur yoğunlaştırma ve susuzlaştırma sistemleri Süreli pikÇamur arıtma birimleri Maksimum aylıkÇamur depolama tesisi Minimum günlükDamlatmalı filtre geri devir oranı BOYUTLANDIRMADA KULLANILAN TİPİK DEBİLER

26 YAYILI KAYNAKLAR

27 YAYILI KİRLETİCİ YÜKLERİN TAHMİNİ Arazi kullanımına göre ortaya çıkan yayılı kirlilik yükleri topraktan alıcı ortama ulaşıncaya dek çeşitli taşınım prosesleri ile azalmalara uğrayabilir. Detay çalışmalarda havza yük modellerinden yararlanarak alıcı ortama ulaşabilmesi olası yükler çeşitli senaryolarla irdelenebilir. SWAT, HSPF (ABD) ve MONERIS (Avrupa) modelleri örnek olarak verilebilir. Modellerin girdi verilerinin sağlıklı elde edilmesi veya üretilmesi gereklidir.

28 YAYILI KİRLETİCİ YÜKLERİN TAHMİNİ MONERIS kararlı hal modeli olup, yıllık bazda kabaca bir fikir vermektedir. Özellikle Tuna Nehri gibi büyük havzalarda kullanılmaktadır. Tarımsal kirleticilerin sağlıklı saptanması ve hesaplanması gerekli bilgilerin ulaşılabilirliğine bağlıdır. Aksi takdirde seçilecek birim yükler bazında kaba tahminler yapılabilir. Veri eksikliği yayılı kirleticilerin tespitinde önemli bir dezavantajdır.

29 YAYILI KİRLETİCİ YÜKLERİN TAHMİNİ N ve P (besi maddesi) parametreleri bazında yıllık yük tahminleri yapılmaktadır. Arazi kullanımı dağılımı ve arazi kullanımına ait alansal veriler kullanılmaktadır. Birim kirlilik yükleri literatür bazlı aralık değerler olarak verilmektedir. Aralık değerlerin seçimindeki önemli faktörler Coğrafi Durum Topografya İklim ve Meteoroloji Toprak yapısı ve özellikleri

30 Melen Havzası Örneği Coğrafi Durum Topografya İklim ve Meteoroloji

31 ARAZİ KULLANIMI 1987 yılı arazi kullanımı 2006 yılı arazi kullanımı

32 YAYILI KİRLETİCİ YÜKLERİNİN TAHMİNİ Yayılı Kaynak Yükleri (N & P bazında kg/yıl) Tarım alanlarından kaynaklanan yükler (artık ticari gübre) Hayvancılıktan kaynaklanan yükler Orman alanlarından kaynaklanan yükler Çayır, mera ve otlak alanlarından kaynaklanan yükler Kentsel yüzeysel akış Kırsal yüzeysel akış Atmosferik birikim Katı atık depo alanları sızıntı suları Fosseptik çıkış suları

33 HAVZA MODELLEME VE YAYILI BESİ MADDESİ YÜKLERİNİN TAHMİNİ

34 TARıM ALANLARıNDAN GELEN BESI MADDESI EMISYONLARıNıN TAHMINI

35 BİRİM YAYILI KİRLETİCİ YÜKLER Yayılı Kaynak Birim Yükler (kg/ha.yıl) (Istanbul Ömerli-Elmalı Baraj Havzası Çalışmaları) Toplam N Toplam P Tarım Alanları Orman Alanları Çayır ve Meralar Meskûn Bölge Yayılı Kaynak TipiAralık Değerler Ortalama değerler Evsel atıksu g/kişi/gün N 2,19-4,38 P 0,37-1,46 N 3,28 P 0,92 Tarım alanları kg/ha./yıl N 0,11-13,45 (*) P 0,56-3,03 (*) N 7,96 (**) P 0,11 (**) N - P - N 7,96 P 0,11 Orman alanları kg/ha./yıl N 1,45-3,36 P 0,56-3,03 N 2,41 P 0,05 Kırsal Alanlar kg/ha./yıl N 9,50 P,0,90 N 9,50 P,0,90 Yağış mg/L N 1,00 P,0,10 N 1,00 P,0,10 Hayvancılık Büyükbaş, kg/hayvan/yıl N 3,80 P 2,50 N 3,80 P 2,50 Hayvancılık Küçükbaş, kg/hayvan/yıl N 1,10 P 0,20 N 1,10 P 0,20 Kümes Hayvancılığı kg/hayvan/yıl N 0,05 P 0,02 N 0,05 P 0,02

36 MELEN HAVZASI ARAZİ KULLANIMI (2006 YILI) Arazi Kullanımı (ha) Düzce SakaryaBoluZongul.Toplam MerkezAkçakocaCumayeriÇilimliGölyakaGümüşovaKaynaşlıYığılca Tarım Orman Çayır, Mera, otlak Su Kentsel Alan Kırsal Alan Kum Toplam

37 YAYILI YÜKLERİN TAHMİNİ Tarım Alanları Ticari gübre uygulamaları Düzce Tarım İl Müdürlüğü’nden elde edilmiştir. Ancak ürün türü bazında ticari gübre kullanımı verisi temin edilememiştir. Aylık satılan gübreler farklı tür ve çeşitte olduğundan, öncelikle aktif N ve P değerlerine dönüştürülmüştür. Bu dönüşümün sonucu olarak, tarım arazilerine uygulanan toplam N ve P miktarı belirlenmiştir. Farklı türlerdeki gübrelere göre aktif azot ve fosfor değerleri ilçe ve ay bazında hesaplanmıştır.

38 ORMAN, ÇAYIR, OTLAK VE MERA ALANLARI ORMAN ALANLARI 2 kg N /ha/yıl ve 0,05 kg P /ha/yıl birim yükleri kullanılmıştır. ÇAYIR, MERA VE OTLAK ALANLARI 5 kg N /ha/yıl ve 0,10 kg P /ha/yıl birim yükleri kullanılmıştır. KENTSEL YÜZEYSEL AKIŞ 3 kg N /ha/yıl ve 0,50 kg P /ha/yıl birim yükler kullanılmıştır. KIRSAL YÜZEYSEL AKIŞ 9,5 kg N /ha/yıl ve 0,90 kg P /ha/yıl birim yükler kullanılmıştır.

39 HAYVANCILIK (ARTIK DOĞAL GÜBRE) Hayvancılık faaliyetlerinden kaynaklanan hayvan dışkılarından tarımsal faaliyetlerde doğal gübre olarak yararlanılmaktadır. Bundan dolayı, hayvan sayılarını ve bunlara karşı gelen dışkıların kalite ve miktarlarını bilmek önemlidir. Doğal ve ticari gübrelerin çevrede davranışları ve akıbetleri neredeyse aynıdır; ikisinin de içerdiği besi maddelerinin bir kısmı su ortamına yüzeysel akış ve sızma vasıtasıyla taşınmaktadır. Bundan dolayı, azotun yaklaşık %5-30’unun ve fosforun %0,5-5’inin alıcı ortama girdiği düşünülmektedir. Ticari gübrelerde olduğu gibi aynı kayıp yüzdeleri, %15 N ve %5 P, kabul edilerek, hayvan gübresi birim kayıpları tipik gübre besi maddesi oranı için hesaplanmıştır. Bu hesaplamalarda, çeşitli hayvan türlerinin ağırlıkları manda ve sığır için 500 kg, koyun için 45 kg ve tavuk için 2 kg olarak kabul edilmiş olup, hayvan yetiştiriciliğinden kaynaklanan birim kirletici yükleri buna göre hesaplanmıştır.

40 TRAFİK EMİSYONLARI DAHİL ATMOSFERİK BİRİKİMLERİNDEN GELEN YÜKLER Trafik emisyonları ve endüstriyel emisyonlardan, ısıtma sistemlerinden, vs. gelen hava kirletici kaynaklar. Trafik emisyonlarından gelen yükler, Cornair Program / Copert III Modeli ile bulunmuştur. 0,004 NH 4 + -N/ ha.yıl olarak bulunmuştur. Toplam trafik emisyonları miktarı 0,155 kg N/ha.yıl olarak tahmin edilmiştir. Atmosferik birikim yolu ile başlıca hava kirletici parametreler NO 3 - ve NH 4 ’tür. Tahmini azot yükleri ulusal ve uluslararası literatür baz alınarak hesaplanmıştır. Atmosferik birikim açısından başlıca hava kirletici parametreler NO 3 - ve NH 4 ’dür.

41 TRAFİK EMİSYONLARI DAHİL ATMOSFERİK BİRİKİMLERİNDEN GELEN YÜKLER Yıllık ortalama yağış miktarı 836 mm/m 2, (8360 m 3 /ha. yıl) kabulü ile her iki formdaki azot birim yükleri: NO 3 - -N = 2,809 kg /ha. yıl ve NH 4 -N = 7,491 kg N/ha. yıl olarak hesaplanmıştır. Böylece, atmosferik birikim yolu ile ortaya çıkacak toplam birim kirlilik yükü 10,300 kg N/ha. yıl olarak bulunmuştur. Toplam atmosferik birikim birim yükü trafik emisyonları da ilave edildikten sonra 10,455 ~ 10,5 kg N/ha. yıl olarak hesaplanmıştır. Bulunan birim yük, toplam havza alanının %5’ine uygulanacaktır. Her bir ilçe ve havzayı paylaşan diğer iller için bu oran sabit kabul edilmiştir. Görüldüğü gibi, trafik emisyonları atmosferik birikime oranla oldukça düşüktür.

42 KATI ATIK DEPOLAMA ALANLARI SIZINTI SULARI Düzensiz depolama tesislerinden gelecek sızıntı suyu miktarı hesaplanırken kapanma (iyileştirme) öncesinde yıllık yağış yüksekliğinin %70’i, kapanma sonrasında ise %35’ine eşdeğer sızıntı suyu oluşumu kabul edilmiştir. Sızıntı suyu toplama havuzlarında oluşan bu miktarın %50’sinin en yakın atıksu arıtma tesisine yönlendirileceği düşünülmektedir. Toplanamayan sızıntı sularının da yüzeysel ve yeraltı suyu akışıyla yayılı kaynak olarak alıcı ortama ulaşacağı varsayılmaktadır.

43 FOSSEPTİK ÇIKIŞ SULARI İlçelerin bazıları tam olarak kanalizasyon sistemine bağlı değildir. Bundan dolayı, buralardaki yerleşimler fosseptik kullanmaktadırlar. Fosseptik çıkış suları yayılı kirletici kaynak olarak kabul edilmektedir. Kanalizasyona bağlı olmayan kırsal nüfusun su kullanım hesabında kişi başına su tüketiminin 50 L/kişi/gün olduğu ve bunun %80’inin ise atıksu olarak çıktığı düşünülmüştür. Fosseptik çıkış sularının besi maddesi yükleri tipik konsantrasyonlar alınarak hesaplanmıştır. TKN konsantrasyonu 60 mg/L, toplam P konsantrasyonu ise 10 mg/L alınarak fosseptik çıkış suyu yükleri hesaplanmıştır.

44 TOPLAM KİRLİLİK YÜKLERİ

45 YAYILI KİRLİLİK YÜKLERİ

46 NOKTASAL KİRLİLİK YÜKLERİ

47 TOPLAM BESİ MADDESİ YÜKLERİ

48

49


"KİRLİLİK YÜKÜ HESAPLAMALARI Yrd. Doç Dr. Alpaslan EKDAL İTÜ Çevre Mühendisliği Bölümü Yerüstü Sularının Kalitesinin Belirlenmesi, Sınıflandırılması." indir ppt

Benzer bir sunumlar


Google Reklamları