ATIKSU ARITMA TESİSLERİ PROJELENDİRME ESASLARI TC. ÇEVRE VE ORMAN BAKANLIĞI ÇEVRE YÖNETİMİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ Su ve Toprak Yönetimi Dairesi Başkanlığı ATIKSU ARITMA TESİSLERİ PROJELENDİRME ESASLARI 19 KASIM 2009 ANTALYA

ATIKSU ARITMA TESİSİ TASARIMI Hangi kirleticilerin giderilecek ? Hangi kalitede su üretilecek ? Önceden yapılacak hazırlıklar? Nasıl bir proses seçilmeli ? Çamur Bertarafı ? Maliyetler ?

Karbon (C), Azot (N), Fosfor (P) ANA KİRLETİCİLER Karbon (C), Azot (N), Fosfor (P) C O2 Org_N NH4N NO3 Ototrof Heterotrof CO2, N2 +

HANGİ KİRLETİCİLER GİDERİLECEK ? Sadece karbon giderimi, (C) Karbon ve amonyak (TKN) giderimi (nitrifikasyon), (C, N) Karbon ve azot giderimi, (nitrifikasyon ve denitrifikasyon), (C, N, DN) Karbon giderimi, nitrifikasyon, denitrifikasyon, biyolojik (veya kimyasal) fosfor giderimi, (C, N, DN, P)

KARBON GİDERİLMESİ C kaynakları, proteinler, lipidler vb. ☺ C + O2 → CO2 ↑ + ☺☺☺ ☺: Heterotrof bakteri

AZOT GİDERİLMESİ N2: Nitrogen gazı (havanın 79 %) NH3: amonyak NH4- : amonyum iyonu NO2- : nitrit ion NO3- : nitrat ion (NH2)2CO: Üre Org N: Organik Azot TKN: Toplam Kjeldahl Azotu (% 40 org N -- %60 NH4H )

AZOT GİDERİLMESİ NİTRİFİKASYON ( Oksik kısım ) ☻ Org N → NH3 + O2 → NO3 +☻☻☻ NH3 + O2 → NO2− + 3H+ + 2e− (nitrosomonas ) NO2 + H2O → NO3− + 2H+ + 2e− (nitrobakter ) DE-NİTRİFİKASYON ( Anoksik kısım ) ☺(Karbon harcar) NO3− → N2↑ + ☺☺☺ Denitrifikasyon prosesi yardımıyla anoksik koşullarda nitratın azot gazına dönüştürülmesi sonucu azot giderimi gerçekleştirilmektedir

FOSFOR GİDERİMİ ATP ↔ ADP + Enerji + P Bakteri stres altında anaerobik havuzda ortama P iyonu vermesine rağmen havalandırmalı ortamda verdiği P miktarından daha fazlasını almaktadır. Giriş atıksu uçucu madde içeriğinin (VFA) düşük olması ve işletme ve tasarımdan kaynaklanan problemler nedeniyle günümüzde fosfor deşarj parametresini sağlamak için kimyasal dozlama yöntemi de yedek olarak kullanılmaktadır.

ARITMADAN SONRA DEŞARJ EDİLECEK ALICI ORTAM ?

DEŞARJ STANDARDI Su Kirliliği ve Kontrolü Yönetmeliği Kentsel Atıksu Arıtımı Yönetmeliği

NASIL BİR ARITMA ? PROSES SEÇİMİ

HANGİ KİRLETİCİLER GİDERİLECEK ? Sadece karbon giderimi, (C) Karbon ve amonyak (TKN) giderimi (nitrifikasyon), (C, N) Karbon ve azot giderimi, (nitrifikasyon ve denitrifikasyon), (C, N, DN) Karbon giderimi, nitrifikasyon, denitrifikasyon, biyolojik (veya kimyasal) fosfor giderimi, (C, N, DN, P)

PROSES SEÇİMİ AKIM ŞEMASI Ham Su Ölçümleri (1 senelik) Qav, Qpk, Qdwf BOİ5, Fraksiyonu Sıcaklık KOİ, Fraksiyonu pH, Alkalinite AKM fN(Azot salınım fakt) NH4N, orgN, NO3N fC(Karbon salınım fakt T P Alıcı Ortam ? (Proses seçimine tesir eder)

Çıkış suyu standartları ? EU hassas bölgerlere deşarj ? TN< 10-15 mg/L? TP< 1-2 mg/L ? Elektrik C/N oranı De-Nitrif için yeterli C var mı? Evet İlk Çökeltme CH4 Hayır Çürütücüler

Nitrifikasyon, ve P giderimi Hayır Nitrifikasyon ? Sadece C gideren tesis Evet Kısmi Nitrifikasyon Hayır De-Nitrifikasyon ? Sadece nitrifikasyon yapan tesis, C, N Evet Evet Bio ve kimyasal P giderimi Hayır Nitrifikasyon ve De- nitrifikasyon yapan tesis, C,N, DN Evet Nitrifikasyon, De- Nitrifikasyon, ve P giderimi C,N, DN, P

ÖLÇÜMÜN ÖNEMİ

BİLİNMESİ GEREKEN PARAMETRELER En yüksek ve en düşük atıksu sıcaklığı Atıksu Debileri (kurak, yağışlı hava), Nüfus projeksiyonu AKM, Süzülmüş ve Toplam BOİ5 ve KOI, Hamsu TKN ve Amonyak değerleri, VFAs, pH, Alkalinite İnfiltrasyon / Sızma miktarları, şebeke boru tipi Endüstriyel atıksu debisi ve karakteri

ATIKSU SICAKLIĞININ TESİRİ Yüksek Sıcaklıklar: Stabil Çamur için daha küçük havalandırma tankı ( İnşaat ) Daha fazla hava ( Enerji ) Düşük Sıcaklıklar: Stabil Çamur için daha büyük havalandırma tankı Daha az hava

ATIKSU SICAKLIĞI (P.KÖY)

EVSEL ATIKSU KARAKTERİSTİKLERİ

TÜRKİYEDE ATIKSU KARAKTERİSTİKLERİ

FİZİKSEL ARITMA ÜNİTELERİ Kaba Izgara Terfi Pompası İnce Izgara Kum Tutucu Havuzlar Debi Ölçüm Savağı (Parshall Savağı) Dengeleme Havuzu

IZGARALAR Kaba ızgaralar: 40 mm’den iri maddeleri uzaklaştırmak İnce ızgaralar : çubuk aralığı 5-15 mm mertebesindedir % 20-25 oranında AKM % 10 BOI5 giderimi sağlanır

KUM VE YAĞ TUTUCU HAVUZU Kum, çakıl gibi inorganik maddeleri atıksudan ayırmak Pompa ve benzeri teçhizatın aşınmasına ve çöktürme havuzlarında tıkanma tehlikesine engel olabilmek, Hareketli mekanik ekipmanın aşınmasını önlemek, Boru ve kanallarda birikintileri engellemek kum birikiminden dolayı çamur çürütücünün temizlenme periyodunu azaltmak Yağ, gres, solvent ve benzeri yüzer maddeleri sudan ayırmak için yağ tutucular kullanılır Akışlı dikdörtgen planlı, havalandırmalı, daire planlı ve düşey akımlı olarak sınıflandırılmışlardır Ön arıtma giriş yapısı için zararlı olabilecek veya operasyonu etkileyecek maddelerin uzaklaştırılmasını kapsar. Bu maddeler kağıt parçaları, tahta, odun parçaları, teneke, pet şişe, her türlü plastik maddeler, kum, gres, yağ, zift ve yüzey pisliğini içerir. Bu maddeleri tutmak için kullanılan metot ızgaradan geçirme ve kum tutucu havuzlarında kumun, yağ ve gresin uzaklaştırılması metodudur. Bu bölümde sudan ayrılan kaba atıklar çöp depolama alanına, kum tutucu havuzlarında tutulan kum ise şimdilik tesis içerisinde bulunan işletmeden uzak boş bir araziye dökülmektedir. Yüzeyde toplanan, scum olarak tabir edilen yüzey pisliği köpük pompası vasıtası ile döner eleğe gönderilir.

DENGELEME HAVUZU Atıksu karakteristiklerindeki değişiklikleri minimize ederek, arıtma kademelerinde optimum şartları sağlamaktır Konsantrasyonun dengelenmesi ve çökelmenin önlenmesi amacıyla karıştırma uygulanır. Genellikle, bekletme süresi 4 ile 8 saat arasında olacak şekilde bir bekletme süresi seçilir. Bu süre bazı durumlarda 12 saat, hatta daha fazla olabilir. Karıştırma gereksinimi, 4-8 W/m3 Havalı şartları korumak için de 0.01-0.015 m3/m3.dk debide hava verilmelidir. Ön arıtma giriş yapısı için zararlı olabilecek veya operasyonu etkileyecek maddelerin uzaklaştırılmasını kapsar. Bu maddeler kağıt parçaları, tahta, odun parçaları, teneke, pet şişe, her türlü plastik maddeler, kum, gres, yağ, zift ve yüzey pisliğini içerir. Bu maddeleri tutmak için kullanılan metot ızgaradan geçirme ve kum tutucu havuzlarında kumun, yağ ve gresin uzaklaştırılması metodudur. Bu bölümde sudan ayrılan kaba atıklar çöp depolama alanına, kum tutucu havuzlarında tutulan kum ise şimdilik tesis içerisinde bulunan işletmeden uzak boş bir araziye dökülmektedir. Yüzeyde toplanan, scum olarak tabir edilen yüzey pisliği köpük pompası vasıtası ile döner eleğe gönderilir.

İLK ÇÖKTÜRME TANKLARI Ön çöktürme işlemini takip eden diğer arıtma ünitelerinin organik madde ve katı madde yükleri azaltılmış olmaktadır. AKM giderimi % 50-65 BOİ giderimi % 25-40 Yüzey yükü, bekletme süresi ve derinlik Bu bölümde ön arıtma sisteminde çöktürülemeyen, askıda kalan ve yüzebilen maddeler uzaklaştırılır. İlk çökeltme tankında dairesel hareketli köprüye bağlı sıyırıcılar vasıtası ile dibe çöken bu maddeler toplanarak cazibe ile ham çamur yoğunlaştırıcılarına gönderilir. İyi bir ilk çökeltme tankı giren sudaki askıda katı madde miktarının %60-70’ini, BOİ5 miktarının %25-35'ini arıtabilir. İlk çökeltme tankından savaklanan su, aktif çamur ile karıştırılarak biyolojik arıtma için havalandırma tanklarına gönderilir.

HAVALANDIRMA TANKLARI Bu bölümde çözünmüş olan organik maddeler mikroorganizmalar için besin kaynağıdır. Bu besinin kullanılmasıyla aktif mikroorganizma kütlesinin üremesi ve atığın aerobik olarak stabilizasyonu sağlanır. Aerobik mikroorganizmaların yaşayabilmesi için yüzeysel havalandırıcılar yardımı ile suya oksijen transferi sağlanır.

TAM KARIŞIMLI AKTİF ÇAMUR SİSTEMİ ( CMAS ) ↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑ ☺☺☺☺☺☺☺☺ CO2 Ön çökeltme Havalandırma Son çökeltme Geri devir Çıkış Giriş Çamur geridevir

Bir aktif çamur sisteminin iki bileşeni: Havalandırma tankı ve son çöktürme tankı. Mikroorganizmalar havalandırma tankında organik atıkları parçalayıp yumak oluştururlar, daha sonra son çökeltme tankında arıtılmış sudan ayrılırlar.

SON ÇÖKTÜRME TANKLARI Havalandırma tanklarından çıkan aktif çamurlu su son çökeltme tanklarına giriş yapar. Havalandırma tanklarında stabilize edilmiş olan atık, son çökeltme tanklarında çamur olarak çöktürülür. Çöken bu çamur cazibe ile geri dönüş pompalama istasyonu haznesine gelir. Gerekli miktarı geri döndürülür, fazla miktarı da ham çamur yoğunlaştırıcılarına sevk edilir. Havuzlardan temizlenmiş olarak savaklanan su alıcı ortam olan Ankara Çayı'na deşarj edilir.  

SON ÇÖKTÜRME TANKLARI Ana tasarım parametreleri ; Bekletme süresi (t), saat Katı madde yükü (qM), kg/m2.sa Yüzeysel hidrolik yük (qH) m3/m2.sa Kenar su derinliğidir (HS) m Son çöktürme tankının tasarım kriterlerinin maksimum debi koşullarında da kontrol edilmesi gereklidir. Havalandırma tanklarından çıkan aktif çamurlu su son çökeltme tanklarına giriş yapar. Havalandırma tanklarında stabilize edilmiş olan atık, son çökeltme tanklarında çamur olarak çöktürülür. Çöken bu çamur cazibe ile geri dönüş pompalama istasyonu haznesine gelir. Gerekli miktarı geri döndürülür, fazla miktarı da ham çamur yoğunlaştırıcılarına sevk edilir. Havuzlardan temizlenmiş olarak savaklanan su alıcı ortam olan Ankara Çayı'na deşarj edilir.  

ÇAMUR ÖZÜMLEME TANKLARI Ham çamur tanklarından alınan yoğunlaşmış çamur, pompa vasıtası ile ısı eşanjöründen geçirilerek ısıtılır ve özümleme tanklarına pompalanır. Özümleme, çürüyen veya bozunabilen organik maddelerin biyolojik olarak parçalanmasıdır. Özümleme prosesi anaerobik şartlarda uygun pH değeri olan 7,0-7,5 arasında 35 ºC’de iki üç hafta sürer. Bu işlemde son ürün olarak çürümeyen ve bozunmayan katı maddeler kalmaktadır. Üstten alınan gaz filtrelerden geçirilerek gaz depolama tanklarına gönderilir.

ÇAMUR SUSUZLAŞTIRMA ÜNİTESİ Katyonik polielektrolit eklenen çamur bant filtre preslerinden geçirilerek suyu alınır. Kuru madde oranı %4-6 dan %25-30 a çıkarılır.

BİYOKATI Arıtma tesisimizden çıkan çamurun tarımsal alanlarda kullanılabilirliğinin araştırma çalışmaları Köy Hizmetleri Ankara Araştırma Enstitüsü ile yapılan bir protokolle gerçekleştirilmiş ve bu konunun detayları çıkarılan bir teknik yayında açıklanmıştır. Araştırmalar sonucunda, biyokatının toprak zenginleştirmede son derece yaralı olduğu, kullanılan alanlarda ürün miktarı ve kalitesinde artış olduğu gözlemlenmektedir.

ÇAMUR BERTARAFI

ÇAMUR ARITIMI VE STABİLİZASYON Su ve atık suların arıtımında ortaya çıkan, taşıdıkları özelliklerden dolayı kendilerinin de ayrıca arıtılmaları gereken, arıtılmadan çevreye verildiklerinde çevrede hasar oluşturabilecek, katı ve sıvı karışımından oluşan maddelerdir. Neden arıtım gereklidir? Yüksek miktarlarda organik madde içeriği Patojen mikroorganizmalar Çok miktarda su içerir.

Uçucu Katı Madde/Toplam Katı Madde <0.60 STABİL ÇAMUR TARİFİ Uçucu Katı Madde/Toplam Katı Madde <0.60 Berhava edilen uçucu katı madde % > 40 % Oksijen tüketim hızı < 2 mg O2/saat/g uçucu katı madde

Karasinek, fare, sivrisinekleri cezbetmez STABİL ÇAMUR Kokmaz Karasinek, fare, sivrisinekleri cezbetmez

MALİYETLER

Birim Maliyet € (m³/gün) Türkiye de İnşa Edilen Bazı Atıksu Arıtma Tesislerinin Yatırım Maliyetleri (2002-2003) 1 Euro = 1.04 ABD Tesisin Adı Proses Tipi Debi (m³/gün) Maliyeti (mil. €) Birim Maliyet € (m³/gün) Ankara Karbon giderme, denitrifikasyon yok, çürütme ve metandan elektrik üretilmesi 766,000 170 222 İzmir Yoğunlaştırma ve Belt pres, N, DN , P 650,000 61.85 95 Bursa Doğu AAT İleri Biyolojik Arıtma + Mekanik Çamur Susuzlaştırma 240,000 31.83 133 Bursa Batı AAT 87,500 15.19 174 Adana (Batı) Biyolojik + Çamur Susuzlaştırma 227,346 47.12 207 Tuzla Ön arıtma + ön çöketme+ çürütücü + C giderme 225,000 68.00 302 Diyarbakır Ön arıtma + ön çökeltme+ çürütücü 167,000 32.00 192 Malatya 134,000 26.80 200 Paşaköy İleri Biyolojik Arıtma + Çamur Susuzlaştırma 100,000 12.28 123 Kayseri İleri Biyolojik Arıtma + Çamur Susuzlaştırma + çürütücü 110,000 24.23 220

Birim Maliyet € (m³/gün) Tesisin Adı Proses Tipi Debi (m³/gün) Maliyeti (mil. €) Birim Maliyet € (m³/gün) I. Bursa O.S.B Kimyasal, Biyolojik, Çamur İyileştirme 40,000 8.25 206 Fethiye Biyolojik + Dezenfeksiyon + Çamur Susuzlaştırma 20,000 9.28 464 Konya Biyolojik + Çamur Susuzlaştırma 200000 28.5 142.5   2006 Fiyatları Paşaköy II İleri Biyolojik Arıtma + Çamur Susuzlaştırma 100,000 24.90 249 Ambarlı 400,000 81.00 202.5

SİVAS AAT- İlk Yatırım ve 15 sene işletme maliyeti (€)   Sadece karbon giderimli tesis      23.535.355                          C,N,P giderimi (çürütücülü)            27.028.401                          C,N,P Uzun havalandırmalı              27.409.975                        

AAT TASARIMINDA TAVSİYELER Basit, Dayanıklı, İşletmesi kolay olmalı, Örn. Küçük yerler için, yerel teknoloji kullanımı. Basit oksidasyon hendekleri Modüler ve Kolayca Genişletilebilir olmalı, Esnek İşletme olanağı sağlamalı, Karışık, tamiri zor aletleri az kullanmalı, Otomasyon sistemi kullanılmalı.

TEŞEKKÜR EDERİM...