Su değerli bir metadır. Doğal sularımızı korumak ve içme suyu üretimini desteklemek için, tüm atıksular su döngüsüne dönmeden önce tüm içeriklerinden ve kirleticilerden arındırılır. Suyu arıtmak ve mümkün olan en iyi, doğal su kalitesini elde etmek için farklı prosesler kullanılır.
Genel olarak, atıksu arıtımı iki temel tipe ayrılabilir. İlk olarak, sorunlu maddeler sudan uzaklaştırılır. Bu temizleme, demir uzaklaştırma, manganez giderme, sterilizasyon, tuzdan arındırma veya yumuşatma ile yapılır. İkinci olarak, maddeler, kaliteyi artırmak ve pH değeri veya iletkenlik gibi parametreleri etkilemek için özel olarak eklenir.
Atık suların çevremize etkileri
Sanayileşme ve artan nüfusla birlikte sadece çevremizi değil, dünyamızı kirletiyoruz. Bu kirlilik sonucu bir çok canlının ya yaşam kalitesini düşürüyoruz, yada yaşamını tehdit ediyoruz.
Atık suları arıtıyoruz !
Bütün kirlettiğimiz ve çevreyi kirleten atık suları yüksek verimle, ekonomik, tekrar kullanılabilir şekilde arıtabiliyoruz.
Su arıtma aşamaları:
- Fiziksel prosesler; havalandırma, sedimantasyon veya termal etki gibi mekanik hazırlık için. Buna elek, filtre ve kalbur kullanımı da dahildir.
- Biyolojik prosesler; anaerobik atıksu arıtımı, biyokimyasal oksidasyon veya çamur çöktürmesi gibi
- Kimyasal prosesler nötralizasyon, dezenfeksiyon, flokülasyon ve çökeltme gibi
- Membran prosesler filtrasyon, ozmoz ve nanofiltrasyon gibi
Arıtılacak en yüksek atıksu hacmi, belediye atıksu arıtma tesislerinde bulunmaktadır, bu yüzden burada daha çeşitli bir kombinasyon ve daha etkili prosedür gereklidir. Kullanılan prosedürler, atıksu arıtma tesisi tipine bağlıdır.
MEKANİK SU ARITMA:
İlk aşamada, hala arıtılmamış olan atıksu mekanik olarak arıtılmaktadır; bu, içerdiği katıların yaklaşık %20-30’unu giderir. Bunu başarmak için, atıksu, bir elek veya kalbur tamburu ile yaprak, kağıt veya tekstil gibi kaba kirlerin filtrelendiği bir elek tesisine yönlendirilir. Birkaç santimetre boşluk genişliğine sahip kaba eleklerden, suyun farklı hızlarda aktığı birkaç milimetre boşluk genişliğine sahip ince elekler, kaba malzemeleri adım adım filtreler. Mekanik olarak geri kazanılmış elek kalıntıları kurutulur ve bir yakma tesisinde bertaraf edilir.
Ön saflaştırılmış su daha sonra kum toplayıcı olarak adlandırılan aşamaya geçer. Atıksu arıtma teknolojisinde, taş, cam kıymık veya kum gibi kaba partiküllerin yanı sıra eleklerle ayrılmamış kaba organik materyali uzaklaştırmak için bir sedimantasyon tankı kullanılır. Bu, yaklaşık 0,3 m/sn’lik nispeten yüksek bir akış hızı ile olur. Havalandırmasız uzun kum toplayıcı, -silindirik kum toplayıcı olarak da adlandırılan- havalandırılmış uzun kum toplayıcı ve yuvarlak kum toplayıcı arasında bir ayrım yapılır..
Havalandırmalı kum toplayıcı atıksudan ilave katı ve sıvı yağları temizler ve aşağıdakiler meydana gelir: verilen proses havası, suda sıvı ve katı yağlar gibi daha hafif maddeleri taşıyan bir yuvarlanma hareketi üretir. Burada sudan kolayca uzaklaştırılabilirler.
Birincil atıksu arıtma tankı, atıksu arıtımının bir sonraki aşamasıdır. Atıksuyun hızı yaklaşık 1,5 cm/sn’dir ve kum toplayıcıdan belirgin şekilde daha yavaştır. Akış hızının azalması, havuzun genişletilmesiyle elde edilir. Daha ince kir parçacıklarının, doğalarına bağlı olarak, tabana veya su yüzeyine yerleşebilmesi için, düşük bir akış hızı gereklidir. Sedimantasyon ile ortaya çıkan (dibe çöken) tortuya birincil çamur denir. Genellikle organik materyalden oluşur. Birincil çamur alttan bir kazıyıcı ile bir taze çamur hunisine itilir. Yüzen maddeler bir yüzer çamur kanalına aktarılır. Bir pompa taze çamuru eritme kulesi olarak bilinen üniteye taşır.
Bu eritme kulesinde, dört aşamada metan gazı üretilir (hidroliz, asitleştirme, asetojenik ve metanojenik faz); bir blok ısıtma tesisinde elektriğe dönüştürülür ve tesise enerji sağlamak için kullanılabilir. Eritme kulesindeki eritme prosesi yaklaşık dört hafta sonra tamamlanır. Geriye kalan, santrifüj veya filtre ile kurutma işleminden sonra sıklıkla tarımda kullanılan kokusuz bir çamurdur.
Mekanik temizleme aşaması burada sona ermektedir. Kirliliğin ortalama %30 ila %40’ı bu aşamada atıksudan uzaklaştırılmaktadır. Atıksu arıtma tesisindeki atıksu, artık arıtımının bir sonraki aşamasına ulaşmaktadır.
A Bir yuvarlak kum toplayıcı, maddeleri santrifüj kuvveti ile atıksudan ayırır ve emerek uzaklaştırır. Kum toplayıcıda temizlendikten sonra, kum toplayıcı döküntüsü yıkanır ve organik maddelerden arındırılır. Bu, örneğin yol yapımında tekrar kullanılabilen, toplanan inorganik malzemenin kurutulmasını geliştirir. Daha fazla geri dönüşüm mümkün değilse, kum toplayıcı döküntüsü uygun şekilde atılmalıdır; atık gömülmeli ya da yakma tesislerinde imha edilmelidir.
BIOLOGICAL CLEANING:
Çoğu atıksu arıtma tesisinde, mekanik arıtma aşamasında önceden arıtılmış su, genellikle sirkülasyon tankları olarak tasarlanan havalandırma tankları olarak bilinen üniteye ulaşmaktadır. Biyolojik temizliğin yapıldığı yer burasıdır.
Su, oksijen verilerek ve pervanelerin yardımıyla dolaşıma sokulur. Bakteriler ve mikroorganizmalar için farklı ortam koşullarının yaratıldığı daha az veya çok havalandırılmış alanlar yaratılır. Bu mikroorganizmalar, hala suda bulunan organik kirleticilerle beslenir ve bunları inorganik maddelere dönüştürür. Bakteriler, suda serbestçe yüzen aktif çamur kümeleri oluştururlar. Oksijen temini, bakterilerin çoğalmasını uyarır ve böylece aktive edilmiş çamur oluşumunu teşvik eder. Bu nedenle biyolojik atıksu arıtma işlemine aktif çamur prosesi de denir.
Aktif çamurlu atıksu, ikincil atıksu arıtma tankına deşarj edilir. Atıksu akımının akış hızı burada tekrar azaltılır. Sedimantasyon gerçekleşir: Aktif çamur, saflaştırılmış suyun dibine çöker, burada alttaki mekanik temizleme cihazları ile temiz sudan ayrılabilir. Bir kısmı eritme kulesine ek biyokütle olarak aktarılır. Çamurun “geri devir çamuru” olarak da bilinen diğer kısmı, havalandırma tankında kirleri parçalayacak kadar mikroorganizma bulunduğundan emin olmak üzere havalandırma tankına geri gönderilir. Biyolojik arıtmadan sonra atıksuyun yaklaşık %90’ı ayrıştırılabilir maddelerden temizlenir. Oksijen kompresörler tarafından sağlandığından, biyolojik temizleme aşaması tüm temizleme proseslerinin en kuvvetli aşamasıdır. Su, yasal olarak öngörülen kaliteye ulaştığında, su döngüsüne (örneğin bir nehre) geri döndürülebilir.
Diğer birçok durumda biyolojik temizlik yeterli değildir. Bu durumlarda, daha fazla atık su arıtma işlemi gereklidir – örneğin, kimyasal bir arıtma şeklinde hazırlık. Burada kimyasal katkı maddeleri de kullanılmaktadır.
KİMYASAL ATIK SU ARITMA:
Atıksu arıtımının bu aşamasında, atık su arıtımı için kimyasal prosesler kullanılır. Bu amaçla, yasal olarak belirlenmiş su standart değerlerini elde etmek üzere kimyasal bileşikler kullanılır. Atıksu arıtma tesislerindeki kimyasal arıtma nötralizasyon, dezenfeksiyon, fosfat çökeltme, azot giderimi, buz çözme ve manganez giderilmesini içerir.
Nötralizasyon belirlenen pH değerini üretmek için kullanılır, örneğin HCL gibi bir asit veya kireç sütü gibi bir baz eklenerek sağlanır.
İlgili dezenfeksiyon sırasında, patojenler klor veya klor dioksit eklenerek öldürülür. Atıksuyun UV ışığı ile ışınlanması kimyasal eklemeye iyi bir alternatiftir, ancak daha az kullanılır. Fosfat giderimi: Atıksuyumuz sıklıkla deterjan, gübre, gıda katkı maddeleri ve dışkı kaynaklı fosfatlarla kirlenir. Atıksuda kalırlarsa, su kütlelerinin aşırı fertilizasyonuna ve ekosisteme zararlı olan yararsız bitki büyümesine (ötrofikasyon) yol açabilecek besinlerle zenginleştirilmesine yol açarlar.
Fosfatlar, kimyasal çökeltme veya flokülasyon prosesi ile uzaklaştırılır. İlgili fosfat çökeltme kum toplayıcısına veya ikincil atıksu arıtma tankına alüminyum veya demir tuzlarının eklenmesi ile kısmen tetiklenir. Bu ikincil temizleme sırasında oluşan metal fosfat kümeleri daha sonra aktif çamurla birlikte atık sudan uzaklaştırılır. Çalışma şekline bağlı olarak fosfat, atık sudaki mikroorganizmaların yardımıyla “avlanabilir”. Ancak bu durumda, halen nadiren kullanılan bir biyolojik fosfor eliminasyonundan bahsediyoruz.
Kimyasal su arıtma ayrıca azot giderimi içerir: amonyak ve amonyum gibi suya zararlı azot bileşiklerini atık sudan uzaklaştırmak için kullanılır. Azot bileşikleri hayati oksijeni sudan uzaklaştırır ve hatta su kütlelerine deşarj olduğunda balıkların ölmesine neden olabilir. Nitrojen, nitrifikasyon ve denitrifikasyon ile elimine edilir: İlgili nitrifikasyonsırasında amonyum, anaerobik bakteri ve oksijen ilavesiyle nitrite ve daha sonra ikinci aşamada nitrata dönüştürülür. Sonraki denitrifikasyon , ayrıca, anaerobik mikroorganizmaların eklenmesi ile tetiklenir. Bunlar, nitratı, enzimatik aktiviteler yoluyla, daha sonra atmosfere geri döndürülen nitrojen gazına ayrıştırır.
Demirden arındırma: Atıksuyun demir içeriğini belirlenen değere düşürmek için, demir (II) katyonları oksijen ilavesiyle oksitlenir. Oksidasyon prosesini tetiklemek için atıksuya kostik soda da eklenmelidir.
Manganez giderilmesi: Manganez genellikle atıksuda manganez hidrojen karbonat olarak bulunur. Oksijen ilavesi, sudan kolayca uzaklaştırılabilen, az çözünür manganez IV bileşiklerini oluşturur.
MEMBRAN PROSESLERİ/NANOFİLTRASYON:
Dördüncü ve son temizleme aşamasında membran ve filtre prosesleri kullanılır. Bu saflaştırma aşaması, kısmen çökeltme ve flokülasyon kimyasal prosesleriyle birleştirilir. Bu, örneğin, flokülasyon filtrasyonu yöntemini yaratır. Atıksuya, ayrıştırılacak maddelerin çökmesine neden olan katkı maddeleri ve çökelticiler eklenir. Çökertilmiş malzeme içeren atıksu daha sonra bir bez veya kum filtresinden geçirilir.
Filtre katmanından yavaşça sızar. Askıda kalan en küçük organik katılar bile uzaklaştırılır.
Nanofiltrasyon çok benzer şekilde çalışır. Bununla birlikte, normal filtrasyonun aksine, su, basınç altında, moleküller veya ağır metal iyonları gibi en küçük çözünmüş parçacıkları bile tutan bir membrandan geçirilir. Aynı şey, daha yüksek çalışma basınçlarının ve daha ince membranlarının kullanıldığı ters ozmozda da olur.
Filtrasyon, nanofiltrasyon ve ters ozmoz sırasında tutulan kirleticiler, birincil atıksu arıtma tankı yoluyla filtre çamuru şeklinde çamur arıtımına filtre edilir.
Su şimdi atıksu arıtma tesisinin son alanına, arıtılmış su depolama tankına ulaşmaktadır. Burada su örnekleri tekrar alınır ve su kalitesi kontrol edilir. Arıtılmış su, yalnızca yasal olarak belirlenen parametreler karşılandığında su döngüsüne geri döndürülür.