CVM 404 ARITMA TESİSLERİ İŞLETMESİ 11.04.2012 CVM 404 ARITMA TESİSLERİ İŞLETMESİ Yrd. Doç. Dr. Berna KIRIL MERT

BİYOLOJİK ARITMA Biyolojik arıtma, atıksuların içinde bulunan ve kirletici madde olarak tanımlanan askıda ve çözünmüş halde bulunan organik ve inorganik karakterli maddelerin mikroorganizmalar tarafından aerobik, anerobik ve fakültatif şartlarda parçalanarak çevresel açıdan zararsız bileşiklere dönüştürülmesi işlemleridir.

Aerobik Büyüme Prosesleri BİYOLOJİK ARITMA Aerobik Büyüme Prosesleri Aerobik Süspanse Büyüme Prosesleri Aerobik Bağlı Büyüme Prosesleri Aktif çamur prosesleri Damlatmalı filtre sistemleri Havalandırmalı lagünler Biyodisk üniteleri Uzun Havalandırmalı sistemler Arazide arıtma Stabilizasyon havuzları Yapay sulak alanlar

DAMLATMALI FİLTRE Damlatmalı filtreler, üzerinde mikroorganizmaların biyofilm halinde büyüdüğü katı tanecikler içeren bir dolgulu sistemdir. Bu birim, içinde 0,1-10 cm büyüklüğünde dolgu malzemesi (kırma taş, plastik, sert kömür, özel dolgu maddeleri vs.) bulunan bir tanktan oluşur.

DAMLATMALI FİLTRE

DAMLATMALI FİLTRE Bu tankın üzerine ilk arıtmaya (birinci kademe) tabi tutulmuş atıksu belirli bir debi ile verilir.

DAMLATMALI FİLTRE Bu işlem genellikle tankın merkezi etrafında yavaşça hareket eden delikli bir borudan oluşan düzenekle (atıksu dağıtım sistemi) sağlanır.

DAMLATMALI FİLTRE Damlatmalı filtrelerde biyofilm oluşumu üç fazda meydana gelmektedir: 1. İndirgeme (İndüksiyon) 2. Birikme (Akümülasyon) 3. Kopma (Plateau)

DAMLATMALI FİLTRE Taşların üzerinde ince bir tabaka meydana getiren bakteriler atıksudaki organik kirleticileri önce adsorplamakta ve daha sonra biyolojik arıtım reaksiyonu meydana gelmektedir. Filtre dolgu maddesi yüzeyine yakın bu kesimde havasız şartlar oluşmakta, burada oluşan gazların yardımı ve sıvı hareketinden oluşan kesme kuvveti ile biyofilm dolgu malzemesinden ayrılıp çıkış suyu ile birlikte dışarı akmaktadır

DAMLATMALI FİLTRE Damlatmalı filtreden çıkan atıksu son çökeltme tankına verilir. Çökeltme tankı çıkışından belli oranda su damlatmalı filtreye, gerekli hidrolik yükü sağlamak üzere geri verilir.

DAMLATMALI FİLTRE Klasik damlatmalı filtre üst görünüşü (Ataköy Biyolojik Atıksu Arıtma Tesisi)

DAMLATMALI FİLTRE Plastik dolgulu damlatmalı filtre üst görünüşü

DAMLATMALI FİLTRELERİN SINIFLANDIRILMASI Damlatmalı filtreler boyutlandırmada esas alınan yüzeysel hidrolik yük ve organik yük değerlerine göre üç gruba ayrılırlar. Düşük hızlı damlatmalı filtreler (fasılalı çalışanlar) Yüksek hızlı damlatmalı filtreler (devamlı çalışanlar) Süper hızlı damlatmalı filtreler (devamlı çalışanlar) Tüm damlatmalı filtreler paralel yada seri olarak işletilebilirler.

Düşük hızlı damlatmalı filtreler: DAMLATMALI FİLTRELERİN SINIFLANDIRILMASI Düşük hızlı damlatmalı filtreler: Yavaş filtrelerde 2000-4000 m3/m2-gün atıksu verilmektedir. Düşük hızlı damlatmalı filtrelerin hacimleri fazla olduğundan çok miktarda bakteri ihtiva ederler. Düşük hızlı filtrelerin işletmeleri daha kolaydır ve küçük nüfuslar için kullanılırlar. Filtre ortamı, 2-3 m derinliktedir. Bu tip filtreler, taş ve çakıl gibi doğal malzemelerle kolayca yapılabilirler. Gerekli ekipman,sadece bir dozlama sifonu ve dağıtıcıdır.

DAMLATMALI FİLTRELERİN SINIFLANDIRILMASI Düşük hızlı damlatmalı filtreler: Filtre girişi ve çıkışı arasında 2,5-3,5 m’lik bir yük kaybı olur. Genellikle geri devirsiz olarak düzenlenirler. Bu nedenle bu tip filtrelerde pompa gerekmeyebilir. Hidrolik yükleme 1-5,6 m3/m2-gün değerleri arasında değişir.

DAMLATMALI FİLTRELERİN SINIFLANDIRILMASI Yüksek hızlı damlatmalı filtreler: Hızlı filtrelerde 10000-30000 m3/m2-gün atıksu verilmektedir. Yüksek hızlı filtreler atık sularda mevcut olan organik maddeleri daha çok miktarda ayrıştırabilmektedir. Yüksek hızlı filtrelerin tıkanmasını önlemek için devamlı yıkanması gerekmektedir. Yıkanmanın gerçekleşmesi için hidrolik yükleme değeri 0,8 m3/m2-sa değerinin altına düşmemelidir. Yüksek hızlı damlatmalı filtrelerde arıtma şeması iki tipte olabilir. Sadece bir çökeltme havuzunun bulunduğu tek kademeli filtreler veya tekil arıtmadan sonra yer almak üzere iki çökeltme havuzunun bulunduğu iki kademeli filtrelerdir.

DAMLATMALI FİLTRELERİN SINIFLANDIRILMASI Kaba Filtreler: Kaba filtreler yüksek geri devir oranlarının kullanıldığı ve yüksek hidrolik yüklerde işletilen özel olarak dizayn edilmiş yüksek hızlı damlatmalı filtrelerdir. Kaba filtre tabiri kirletici giderme veriminin düşük olmasındandır. Bu tip filtreler, esas olarak ikinci kademe damlatmalı filtre veya aktif çamur prosesinden önce ardışık oksidasyon prosesinin organik yükünü düşürmek maksadıyla kullanılırlar. Kaba filtrelerin işletilmesi, geri devirli yüksek hızlı damlatmalı filtre ile aynıdır.

DAMLATMALI FİLTRELERİN SINIFLANDIRILMASI Süper hızlı (Kule şeklinde) damlatmalı filtreler: Damlatmalı filtrelerde sentetik dolgu malzemelerinin kullanılmasıyla hidrolik ve organik hızlarının oldukça yüksek seçilmesi mümkün olmuştur. Kaba arıtma yapan süper hızlı filtrelerin arıtma teknolojisinde özellikle endüstri atık sularının ve bunların evsel atik sularla birlikte arıtıldığı sistemlerde, aktif çamur tesisinden önce kule seklinde damlatmalı filtrelerin uygulamalarına rastlanılmaktadır. Yüksek hızlılarda olduğu gibi süper hızlı damlatmalı filtrelerin büyük bir kısmında geri devir uygulanır.

DAMLATMALI FİLTRELERİN SINIFLANDIRILMASI Birleşmiş aerobik arıtma prosesleri: Damlatmalı filtreler ile aktif çamur sistemini birleştiren birçok arıtma prosesi kombinasyonları geliştirilmiştir. Birleşmiş biyolojik sistemler, birleşmiş damlatmalı filtre/aktif çamur sistemi olarak bilinmektedir. Birleşmiş sistemlerin dört avantajı vardır; Tutunarak çoğalan sistemlere göre ani yüklere karşı direnç ve stabilize, Kısmi BOİ gideriminde tutunarak çoğalan sistemlere göre hacimsel verim ve düşük enerji gereksinimi, Aktif çamur sisteminin çökelme karakteristiğini geliştirmek için tutunarak çoğalma sistemi biyolojik seçici görevi görmektedir, Aktif- çamur sisteminde yüksek kalitede arıtma.

DAMLATMALI FİLTRELERİN SINIFLANDIRILMASI

DAMLATMALI FİLTRELERİN SINIFLANDIRILMASI

DAMLATMALI FİLTRELERDE ARITIMI ETKİLEYEN FAKTÖRLER Damlatmalı filtrelerde, oluşan biyokütlenin stabilizasyonu nispeten uzun bir süreçtir. Bu süre kullanılan dolgu malzemesine, organik yükleme hızına, hidrolik kesme kuvvetine, sıcaklığa ve diğer çevresel faktörlere bağlıdır.

DAMLATMALI FİLTRELERDE ARITIMI ETKİLEYEN FAKTÖRLER Yük Salınımları: Yapışık büyüme süreçleri, mevsimsel veya ani yüklemeleri absorbe etme yeteneğine sahiptir. pH ve Alkalinite: Bu sistemlerde gelişen bakteriler genelde 5.5-9.0 pH aralığında yaşayabilirler. Toksisite: Yapışık büyüme süreçleri, aktif çamur sürecine kıyasla toksisiteye veya şok yüklere daha az duyarlıdır. Bununla birlikte toksisite arıtma veriminin düşmesine neden olur. Nutrientler: Bakteriyel büyüme için azot çözünmüş amonyak, fosfor ise ortofosfat formunda olmalıdır. C:N:P=100:5:1 olmalıdır.

DAMLATMALI FİLTRELERDE ARITIMI ETKİLEYEN FAKTÖRLER 5. Sıcaklık: Yapışık büyüme sistemlerindeki bakteriler aktif çamur sürecindeki bakterilere kıyasla sıcaklık düşmesine daha duyarlıdır. Sıcaklığın düşmesi yapışık büyüme sürecinin giderim hız katsayısında azalmaya neden olur. 6.Çözünmüş Oksijen: Yapışık büyüme süreci çıkışında yüksek ÇO konsantrasyonunun varlığı, birinci kademede veya filtre dolgu malzemesinin ortasında da yüksek değerin olacağı anlamına gelmez. 7. Mikroorganizmalar: Genelde hetetrofik bakteriler ve az sayıda protozoa ve mantar bulunur. Nitrifikasyon gerçekleşiyorsa, ototrofik nitrifikasyon bakterilerine de rastlanır.

KLASİK DAMLATMALI FİLTRELER İÇİN PROSES DİZAYNI VE İŞLETME PARAMETRELERİ Özellik Tanım Hidrolik yük Hidrolik yük empirik olarak üretilmiş, besleme, yüzey gerilimi ve hidrolik bekletme süresini ilişkilendiren bir tasarım ve işletme parametresidir. Hidrolik yük genellikle geri deviri de içeren günlük atıksu debisinin filtrenin yüzey alanına oranı olarak verilir. Birçok taş ortamlı filtrenin derinliği 1 ya da 2 m olduğundan bazı ülkelerde kullanılan hacimsel yük basitçe birim zamanda birim alana düşen debi cinsinden ifade edilir. Organik Damlatmalı filtrelerde organik yük, m3 başına günlük kilogram BOİ5 (kgBOİ5/m3.gün) olarak ifade edilir. Katı madde yükü için herhangi bir parametre olmayıp damlatmalı filtrelerdeki katı madde giderimi herhangi bir modelle açıklanamamaktadır. Oksijen transferi Damlatmalı filtrelerde hava ihtiyacı genellikle doğal yolla karşılanır. Bu şekildeki hava transferi ortam sıcaklığı ve filtre içindeki sıcaklık farkı ile meydana gelir. Derin plastik ortamlar havalandırma için genellikle bir kompresör kullanımını gerektirir. Doğal havalandırmalı damlatmalı filtrelerde en yüksek oksijen transfer hızı 0,11 m3/m2.gün olup bu değer uygulanan 400 mg/L’ lik nihai BOİ konsantrasyonları için gerekli oksijen miktarına karşılık gelir. Geri devir Plastik filtre ortamını da içeren yüksek hızlı sistemlerde çıkış suyu geri devir akımı çöktürme tankından önce veya sonra alınabilir. Çöktürmeden önce geri devir, meydana gelen biyokütlenin ham atıksuyla karışmasını sağlamak suretiyle reaksiyon hızını artırsa da ünitenin tıkanması olasılığını da artırır. Son çöktürmeden sonra yapılan geri devir ise hidrolik yükü artırırken atıksuyun seyrelmesinide sağlar ve çöktürmeden önceki geri devir akımı gibi herhangi bir tıkanma problemine yol açmaz. İki konfigürasyon da debi dengelemesi işini görür.

KLASİK DAMLATMALI FİLTRELER İÇİN PROSES DİZAYNI VE İŞLETME PARAMETRELERİ Özellik Tanım Sıcaklık Atıksu sıcaklığı hava sıcaklığından daha önemlidir. Filtrelerin performansına sıcaklığın etkisi, Denklem : rT = r20θ(T-20) θ yerine 1,035 konularak giderim katsayısının düzeltilmesiyle hesaplanır. İşletme problemleri İşletme problemleri aşırı alg gelişimini, oksijen transferi azlığı sebebiyle koku oluşumunu, haşerelerin üremesini ve salyangoz ile kanatlı böceklerin istilasını kapsamaktadır. Son çöktürme tankları Damlatmalı filtre çöktürme tanklarından gelen çamurun hepsi çamur işleme tesislerine gönderilir. Damlatmalı filtreyi takip eden çöktürme tankları için önerilen debi ve katı madde yükleri sırasıyla 16–24 m3/m2.gün ve 2–4 kg/m2.saat’ tir.

DAMLATMALI FİLTRELER İÇİN PROSES DİZAYNI VE İŞLETME PARAMETRELERİ

DAMLATMALI FİLTRELER

Damlatmalı Filtrelerde Azot ve Fosfor Giderimi Düşük hızlı damlatmalı filtrelerin yüksekliği 1,35 m. ile 3,0 m. arasında değişir. Ancak filtrenin üst tabakasındaki 60-90 cm içinde yoğun biyolojik filtre (hetetrof bakteri) oluşumu gözlenir. Alt bölmelerde bu oluşum daha azdır. Alt bölmelerde daha çok nitrifikasyon bakterilerine rastlanır. Bu bakterilerin yaşamı için yeterli oksijen ve amonyak bulunmalıdır. Bu nedenle filtre çıkış suyu serbest oksijen (%50) ihtiva eder. Filtrenin üst tabakalarında atik suyun ortamda bulduğu oksijen ile karbon ve organik azot oksitlenir ve CO2 ve amonyağa dönüşümü sağlanır. Filtrenin aşağı tabakalarından ise amonyak ototrof bakterilerce nitrit ve nitrata dönüşümü sağlanır.

DAMLATMALI FİLTRELERİN İŞLETMEYE ALINMASI Damlatmalı filtrenin, nisanın sonu ile haziranın başı arasında işletmeye alınmasına çalışılmalıdır. Böylece biyofilmin en kısa zamanda büyümesi sağlanacaktır. İşletmeye alma esnasında ilkbahardaki yağışlı hava debisinin, yaz aylarındaki kokunun, kış aylarında ise, bakterilerin çok yavaş büyümesinin dikkate alınması gerekmektedir. Atıksuyun damlatmalı filtreye verilmesini takiben problemsiz bir işletme için, dağıtıcı kolların dönmesi, kolun dönme hızı ve atıksuyun filtre yüzeyine üniform olarak dağılıp dağıtılmadığı kontrol edilmelidir. Ve bu bilgiler kayıt edilmelidir. Atıksuyun dağıtıldığı başlıkların temiz olduğundan emin olunmalıdır. Bazı kirletici maddeler başlıklarda tıkanmaya yol açabilir. Başlıkların uygun aralıklara bakımının yapılması gereklidir.

DAMLATMALI FİLTRELERİN İŞLETMEYE ALINMASI Yılın hangi döneminde olunduğu, hava şartları ve atıksuyun kirlilik derecesi, biyofilmin gelişmesi için gerekli zamanı etkileyen belli başlı faktörlerdir. Biyofilm tabakası oluşturma periyodu süresince, arıtılan atıksuların kalitesi değişkenlik gösterebilecektir. Bu süre zarfında kirletici yükü azaltmak ve sağlığa zararlı durumları önlemek için yüksek dozajda klorlama yapılır. Problemsiz bir işletme için sistemdeki bütün vanalar kontrol edilmelidir. Her bir ekipman parçası için imalatçı firma tarafından hazırlanan bir el kitabı olduğu unutulmamalıdır. Pompalara zararlı etkisini azaltmak amacı ile, filtrenin alt dren sistemine sürünerek girilmeli ve kaba maddeler başlangıçta uzaklaştırılmalıdır.

DAMLATMALI FİLTRELERİN GÜNLÜK İŞLETİMİ Günlük olarak kontrol edilecek hususlar: 1. Göllenme olup olmayacağına dair herhangi bir gösterge 2. Filtre sineklerinin üreyip üremediği 3. Koku oluşup oluşmadığı 4. Deliklerin tıkanıp tıkanmadığı 5. Dağıtma kollarında herhangi bir titreşim veya takılma olup olmadığı 6. Salmastra tablasının sızıntı yapıp yapmadığı

DAMLATMALI FİLTRELERİN İŞLETME PROBLEMLERİ Sorun Sebep Çözüm Göllenme Geri devir oranının uygulanmaması Ön çökeltim tankının iyi çalışmaması Filtre malzemesinin çok küçük olması Filtrelerdeki birikimler Ani yüksek organik yükleme Filtre malzemesine su püskürtülebilir. Filtre malzemesi tırmıkla temizlenebilir. Filtre malzemesi değiştirilebilir. Klor dozlaması yapılabilir. Atıksu verilmesinin durdurulması ve biyofilmin kurumasının sağlanması Filtrenin 24 saat süre ile atıksu içinde tutulması sağlanabilir. Filtrede Sinek Üremesi Anaerobik şartların oluşması Geri devir oranı arttırılmalıdır. Delikler temiz tutulmalıdır. Böcek öldürücü kullanılabilir. Filtreler 24 saat süre ile taşırılabilir. Klorlama yapılabilir. Tesis arazi bakımının iyi yapılması gereklidir.

DAMLATMALI FİLTRELERİN İŞLETME PROBLEMLERİ Sorun Sebep Çözüm Filtre Yüzeyindeki Biyofilmin Kopması (Sıyrılma) Biyofilmin kontrolsüz kopması Filtrenin geri devir oranı arttırılabilir. Yıkama prosesi esnasında, daha fazla hız düşürücü orifis açarak dönme hızının düşürülmesi sağlanmalıdır. Koku Anaerobik şartların oluşması Aerobik şartlar için ön klorlama ve ön arıtma yapılması Filtrenin havalandırılması kontrol edilmelidir. Daha fazla oksijen temini sağlanmalıdır. Geri devir oranı arttırılmalıdır. Etrafa atıksu sıçraması önlenmelidir. Koku giderici maddeler kullanılabilir.

DAMLATMALI FİLTRELERİN İŞLETME PROBLEMLERİ Sorun Sebep Çözüm Filtrede Salyangoz Üremesi Salyangozların büyümesi Suyun pH değerini 9’a ya da biraz daha yukarı çekilmelidir. Filtre yatağını suya batmış hale getirilmelidir. Periyodik yıkama işleminden sonra filtreyi kurutulmalıdır. Seçici biyolojik ilaçlar kullanılmalıdır. Arıtma Tesisi Çıkış Su Kalitesinin Düşük Olması Filtreden kopan maddeler Giderme kapasitesinin düşük olması Organik yük kontrol edilmelidir. Soğuk Havadan Kaynaklanan Problemler Buzlanma olması Geri devir oranı azaltılabilir. İki kademeli damlatmalı filtreler seri yerine paralel çalıştırılabilir. Püskürtme etkisi azaltılmalıdır. Isı kaybı azaltılmalıdır. Buzlar kırılmalı ve uzaklaştırılmalıdır. Gerekirse sıcak su veya buhar ilave edilmelidir.

DAMLATMALI FİLTRELERİN İŞLETME PROBLEMLERİ Sorun Sebep Çözüm Arıtma Tesisi Giriş Debisi ve Atıksu Özelliklerinin Değişmesi Yüksek debi,AKMve BOİ veya septikleşmiş atıksuyun sisteme gelmesi Operatör tesise giren akışları kontrol etmelidir. Filtreye geri devir akımı azaltılmalıdır. Filtreler paralel işletilebilir. Birleşik sistem ise,ızgara ekipmanı sık sık kontrol edilmelidir. Klorlama arttırılmalıdır. Kanalizasyon sistemi bir depolama rezarvuarı olarak kullanılabilir. Aksaklıklar (giriş ve sızma ) için kanalizasyon sistemi sık sık kontrol edilmelidir.

DAMLATMALI FİLTRELERİN İŞLETME PROBLEMLERİ ve ÇÖZÜM YOLLARI