Kentsel Atık Su

Modern sıhhi atık su toplama sistemleri, konut binalarından, iş yerlerinden ve endüstriyel alanlardan çıkan atık suyu bir dizi boru aracılığıyla, işlemden geçirilmesi ve tahliye edilmesi için atık su arıtma tesislerine taşır. Birleşik atık su sistemleri olarak da bilinen bazı daha eski sistemler, konut ve ticari kaynaklardan çıkan atık suyun yanı sıra yağmur suyunu da taşır.

Atık su çoğunlukla yer çekiminin etkisiyle, bazen de pompalama istasyonlarında bulunan pompaların desteğiyle yer altı kanalizasyon borularından akar. Bir alanın topoğrafyasına bağlı olarak bu terfi hatlarının uzunluğu birkaç mile kadar ulaşabilir. Toplama kanalları, iki hattın birleştiği ve daha büyük bir boruyla buluştuğu toplama noktalarıdır ve rögar girişleriyle erişilebilen büyük odaları içerebilir.

1. Endüstriyel
2. Konut
3. Yağmur suyu

Ön arıtma, tipik olarak arıtma tesisindeki ilk prosestir, eleme ve kum uzaklaştırma adımlarından oluşur. Eleme prosesinde su, mekanik bir ızgaradan veya bir döner tamburdan geçirilerek çöpler, kumaş parçaları ve diğer kalıntılar sudan ayrılır. Kumun uzaklaştırılması için suyun hızı düşürülür ve böylece çakıl ile ince kum gibi daha ağır inorganik parçacıklar dipte çöktürülerek yer çekimi etkisiyle ayrılabilir. Kum tutucu ve ızgaralarda ayrılan parçalar çöp konteynerinde toplanmadan önce yıkanır ve kompakt hale getirilir. Kum ve kalıntılar; ön çöktürme havuzu mekanizmaları, havalandırma difüzörleri ve membranlar da dahil daha sonraki proses elemanlarında onarılamayacak hasarlara yol açabileceğinden bu ön arıtma prosesleri modern su kaynağı geri kazanım tesisleri için çok önemlidir.

Organik katı maddeler birincil arıtmadaki ön çöktürme havuzlarında yer çekimi etkisiyle çökerken sıvı ve katı yağlar ile gres, su yüzeyinde yüzdürülür. Çöken katılara ön çamur denir ve genellikle bir anaerobik çürütücüye gönderilmeden önce başka bir proseste yoğunlaştırılır. Yüzen sıvı ve katı yağ ile gres toplanır ve tipik olarak doğrudan anaerobik çürütücüye aktarılır. Tipik bir ön çöktürme havuzunda, eleme adımından geçirilen atık suda bulunan katıların yaklaşık %70'i ve Biyokimyasal Oksijen İhtiyacının %45'i uzaklaştırılır. Gelişmiş biyolojik nütrient giderimi uygulayan modern tesislerde genellikle ön çamurdaki karbon ayrılır veya fermente edilir ve açığa çıkan yan ürün, ilgili mikroorganizmalar için besin kaynağı olarak kullanılmak üzere bir anaerobik veya anoksik prosese dozlanır.

1. Izgara/Kum Tutucu
2. Ön Çöktürme Havuzu

Sİkincil arıtma adımında, çözünmüş organik maddeler, azot ve fosfor gibi nütrientler ve birincil arıtmadan kurtulan askıda katı maddenin büyük bir kısmı uzaklaştırılır. Çoğunlukla mikroorganizmaların büyümek ve çoğalmak için organik maddeleri metabolize ettiği biyolojik prosesler kullanılır. En yaygın iki biyolojik ikincil arıtma prosesi, yüzeyde tutunmuş sistemler ve askıda gelişen sistemlerdir. Askıda büyüme proseslerinde, atık suda ve geri devir çamurunda bulunan bağımsız organizmalar, askıda büyüyen mikroorganizma floklarının gelişimini destekler. Bu floklar, kirleticileri aerobik, anoksik ve anaerobik ortamlar aracılığıyla giderebilecek organizmalar içerir. Kirleticiler uzaklaştırıldıktan sonra floklar ikincil bir çöktürme prosesine gönderilerek burada yer çekimi etkisiyle sudan ayrılır. Ardından ikincil çöktürme havuzunun dibindeki çamurun bir kısmı birincil işlem sonrası çıkan atıkla (Geri Devir Çamuru) karıştırılarak karışık sıvı elde etmek üzere geri gönderilir. Çamurun geri kalanı (Atık Aktif Çamur) prosesten ayrılarak mikroorganizmalar için ideal ekolojik ortam oluşturmak amacıyla kullanılır. Yüzeye tutunmuş sistemlerde mikroorganizmalar bir ortama tutunarak biyofilm oluşturur. Çöken atık su çamuru, mikroorganizmaların kirleticileri giderdiği biyofilm kaplı ortamla karıştırılır veya üzerine serpilir. Askıda büyüme prosesinde olduğu gibi biyofilm parçaları ve askıda floklar, ayrılması için ikincil bir çöktürme havuzuna gönderilir. Burada çamur geri dönüştürülüp atılır ve açığa çıkan temiz su bir sonraki prosese gönderilir.

Biyolojik arıtmanın verimli şekilde çalışması için organizmalar karbon, azot ve fosfor gibi nütrientlerin (C:N:P olarak gösterilir) dengeli oranda olmasının yanı sıra demir, bakır, çinko, nikel, mangan, potasyum, sülfür gibi eser elementlere ve atık suda tipik olarak bulunan diğer bileşenlere gereksinim duyar. Genel olarak kabul edilen C:N:P oranı 100:5:1'dir. Bazı tesisler bu oranın dışında etkili çalışmayı sürdürürken diğer tesislerde ikincil çöktürme havuzunda polisakkarit şlam oluşumuna veya biyolojik mekanizmaların inhibisyonuna ve çökmeye yol açan filamentli bakteri büyümesi görülür.

İkincil arıtmayı tamamlamak için birden fazla biyolojik proses uygulanabilir. Bunların arasında sürekli (piston) akışlı havalandırma havuzları, tam karışımlı havalandırma tankları, ardışık kesikli reaktörler, oksidasyon hendekleri, damlatmalı filtreler, hareketli yataklı biyolojik reaktörler, entegre sabit film aktif çamur ve diğerleri yer alır.

Biyolojik Nütrient Giderimi (BNR), mikroorganizmaların ortamını değiştirerek sudan azot ve fosforu uzaklaştırır. BNR prosesi anaerobik (oksijen veya nitrat yok), anoksik (oksijen yok, nitrat mevcut) ve aerobik (oksijen mevcut) aşamalarından oluşur. Bu aşamalar sırasında bir dizi odadan geçirilen suda çeşitli biyolojik işlemler uygulanır.

Kimyasal fosfor giderimi gibi kimyasal arıtma işlemleri de kullanılabilir. Havalandırma havuzu ve çöktürme havuzlarına fosforun flokülasyon yoluyla giderildiği işlemde, kimyasal bir çöktürücü katılır ve fosfor çözünmeyen bileşiklere bağlanıp çöktürülerek çamur olarak uzaklaştırılabilir.

1. Havalandırma
2. İkincil Çöktürme Havuzu

Üçüncül arıtmada filtrasyon, dezenfeksiyon, karbon absorpsiyonu ve diğer prosesler gibi teknikler kullanılarak önceki arıtma proseslerinden kalan organik yükü, askıda veya çözünmüş katı madde, patojenler ve ağır metaller uzaklaştırılır. Çıkış suyu perdahlama da denen üçüncül arıtma işlemi, çıkış suyunun kalite seviyesini amaçlanan kullanıma (göllere, nehirlere veya denize tahliye; parklar, golf sahaları, yeşil alanlar vb. gibi tahıl ürünü sulama amaçlı olmayan sulama işlemlerinde yeniden kullanım; yer altı suyuna tahliye veya belirli durumlarda içme suyu tesisleri için ham su kaynağı olarak) uygun seviyeye artırır. Atık su tesisi çıkış suyunun, yargı bölgesi ve ülkeye bağlı olarak farklılık gösteren çıkış suyu limitlerine uygunluğunu sağlamak amacıyla izlenmesi gerekir.

1. Filtrasyon
2. Dezenfeksiyon/p>

Prosesten ayrılan çamuru yönetmek için uygulanan yöntem hem katı hacmine hem de sahaya özel diğer koşullara bağlıdır. Genellikle günde otuz milyon litreden düşük giriş suyu akışı olan tesisler, aerobik çürütmeden yararlanır. Atık aktif çamur ve varsa ön çamur, havalandırmalı bir reaktöre katılır ve burada bulunan mikroorganizmaların, çamurdaki organik madde ile mikroorganizmaları besin kaynağı olarak kullanması sonucunda çamurun uçucu katı madde miktarı ve toplam ağırlığı azalır. Anaerobik çürütme ise tipik olarak günlük otuz milyon litreden fazla giriş suyu akışı olan tesislerde kullanılır. Bu proseste, çamurdaki organik maddeyi ve mikroorganizmaları asidojenez ve metan oluşumu proseslerinde besin kaynağı olarak kullanan farklı organizmalar için anaerobik ortam oluşturmak amacıyla hava geçirmez reaktörler kullanılmaktadır. Anaerobik çürütmede açığa çıkan metan gazı, çürütücüyü ısıtmak için kazanlarda yakıt olarak kullanılabilir, kontrollü şekilde yakılabilir veya temizlenerek yeşil enerji kaynağı olarak yeniden kullanılabilir.

Çamurdaki sıvının bir kısmının polimer bileşikler eklenerek uzaklaştırıldığı ve çamurun konsantre hale getirildiği yoğunlaştırma işlemi, genellikle anaerobik çürütme öncesinde uygulanır. Belt presler, santrifüjler veya diğer susuzlaştırma işlemleriyle çamur daha da yoğunlaştırılarak kek haline getirilir. Çamur keki kurutulabilir veya araziye ya da düzenli depolama sahalarına gömülebilir.

1. Yoğunlaştırma ve Çürütme
2. Çamur Susuzlaştırma ve Biyokatı İşleme

Atık su arıtma endüstrisinde giderek büyüyen bir uzmanlık alanı olan Water Intelligence Systems; dijital teknolojiler, gelişmiş sensörler, kontrol üniteleri ve algoritmalardan yararlanarak tesis operatörlerinin verimi artırmasına imkan tanır ve tesis işletiminde genel maliyet tasarrufları elde edilmesini sağlar.

Hach'ın Water Intelligence System'i olan Claros™; sistem verileri, cihaz verileri ve manuel olarak toplanan veriler de dahil tüm tesis veri kaynaklarını bir araya getirerek verimliği en üst düzeye çıkaracak ve maliyet tasarrufu sağlayacak kararların verilmesine yardımcı olur.

Bu sistemler sayesinde akış hızı, suyun bileşenleri, çözünmüş oksijen, nütrient seviyeleri verileri ve diğer faktörler çok daha kolay takip edilir ve doğrulanır. Bu da daha hızlı yanıt vermeyi sağlayan arıtma seçenekleri, otomasyon özellikleri ve veri görselleştirme ile rapor oluşturma imkanları sağlar.

Operatörler su kalitesi, akış hızı ve diğer faktörlerde veri kaynaklı bilgilerden yararlanarak fazladan arıtma uygulama (kimyasallar ve ayrıca hava üfleyicilerin çalışma süresi açısından) oranını azaltırken tesislerinin uygunluk limitlerinde kalacağını bilir.

Yönetmelikler sıkılaştıkça ve tesisler maliyet tasarrufu yapma yolları aramaya ihtiyaç duydukça Claros gibi Water Intelligence sistemleri daha da fazla önem kazanacak ve daha yaygın uygulanacaktır. Hach'ın büyüyen Claros Özellikli sensörleri, kontrol üniteleri, cihazları, Process Management sistemleri ve laboratuvar ekipmanları sayesinde operatörler her türdeki tesislerin özel gereksinimlerine uygun sistemleri yapılandırabilir.