ATIKSU ARITIMI

Prof.Dr.Ayşenur Uğurlu

ATIKSU ARITIMI• FİZİKSEL

• BİYOLOJİK

• KİMYASAL

FİZİKSEL ARITIMIzgaralar koruyucu ekipman olduklarından tesiste ilk ünite olarak kullanılırlar.

Hareketli mekanik ekipmanın aşınmasını önlemek, boru ve kanallarda birikintileri engellemek ve kum birikiminden dolayı çamur çürütücünün temizlenme periyodunu azaltmak için santrifüj, ısı değiştirici ve yüksek basınçlı diyafram pompalardan önce kum tutucuların (kum ayırıcı) kullanılması şarttır.

KUM TUTUCU

ÖN ÇÖKELTMEBaşlıca amacı katı sıvı ayırımı yaparak atıksuda bulunan askıda katı maddelerin uzaklaştırılmasıdır. Ön çökeltme ile askıdaki katıların yaklaşık %65’i, BOİ’nin %35’i giderilmektedir.

Çökelmeyi Etkileyen FaktörlerHavuz boyu-eni-derinliğiGiriş çıkış yapılarıBekleme süresiAtıksu özellikleri (taze-beklemiş)Kanalizasyon sisteminin özellikleriSıcaklık

Ön Çökeltme• Atıksuda bulunan yoğunluğu sudan büyük olan partiküller yerçekimi

etkisiyle çökelme eğilimindedir. Bu işlemin yapıldığı tanklara çökelme havuzu denir.Teorik olarak bu tankta suyun kalma süresine ise bekleme süresi denir.

Başlıca Elemanlar Çamur sıyırıcı Çamur Toplama Haznesi Köpük sıyırıcı Köpük Toplama Haznesi Giriş-dağıtım yapısı Çıkış savakları Köprü Çamur alma borusu

Biyolojik atıksu arıtımının temel amaçları

 

Temel olarak çözünmüş ve partiküler maddeleri , biyolojik olarak parçalanabilen bileşenleri (organik madde) kabul edilebilir son ürünlere dönüştürmek veya okside etmektir (H2O, H2S, CO2, CH4).

Askıda ve çökelemeyen kolloidal katıları biyolojik bir flok yada biyofilm tarafından yakalanmasını veya bir araya gelmesini sağlamak.

Azot ve fosfor gibi nütrientleri dönüştürmek ve uzaklaştırmak.

Bazı durumlarda spesifik iz (eser) organik bileşenleri ve

bileşikleri uzaklaştırmak.

Biyolojik arıtmada organik maddeler, mikroorganizmalar tarafından besin ve enerji kaynağı olarak kullanılır. Bu kullanım sırasında organik maddelerin bir kısmı enerjiye dönüştürülür, diğer kısmı hücre için gerekli maddelerin sentezinde kullanılır. Mikroorganizmaların faaliyetlerini etkileyen başlıca faktörler, pH, sıcaklık, gerekli besi maddelerinin, eser elementlerin, yeterli çözünmüş oksijenin bulunması ve uygun karıştırmadır.

Biyolojik Arıtma Askıda Büyüme

Aktif Çamur Sisteminde Kontrol parametreleriF/M oranı Havuzdaki organik yüklemenin, ortamdaki mikroorganizma konsantrasyonuna bağlı olarak ifadesidir

MLSS Havalandırma havuzundaki askıda katı madde konsantrasyonudur

MLVSS Havalandırma havuzundaki uçucu askıda katı madde konsantrasyonudur

Çamur Yaşı Havalandırma havuzunda mikroorganizmaların ortalama kalış süresidir. Çamur geri devri yapıldığı için mikroorganizmalar hidrolik bekleme süresinden daha uzun bir süre sistemde kalırlar

Hidrolik bekleme süresi 3-30 saat arasında

F:M (BESİN: MİKROORGANİZMA)

F/M oranı bize mikroorganizmaların büyümesi ve hücre koşulları ile ilgili bilgi vermektedir. Havalandırma havuzunda bakterilerin kullanacağı parçalanabilir maddelerin miktarı BOD ve COD ölçümleri ile tesbit edilir. Aktif çamurda uçucu askıda katı madde miktarını (VSS ) ölçerek mikroorganizmaların ağırlığı belirlenir.

F/M oranı yüksek ise mikroorganizmalar oldukça hızlı büyürler (çünkü mikroorganizma başına düşen besin miktarı çok yüksektir.)

F/M düşük ise mikroorganizmalar oldukça yavaş büyürler (Çünkü büyüme için çok az besin mevcuttur)

OKSİJEN KULLANIMI

Havalandırma havuzunda minimum 1 mg/l, nitrifikasyonlu sistemlerde ise 2 mg/l çözünmüş oksijen bulunmalıdır.Mikroorganizmalar yaşamaları için oksijene ihtiyaçları vardır. Oksijenin kullanım hızı Oksijen Uptake rate OUR yada respiration-solunum hızı genelde ölçülmektedir. mg O2/sa/gMLSS olarak ifade edilmektedir. Yüksek O2 kullanım hızı yüksek F/M oranı ve genç çamur ile bağlantılıdır. Düşük oksijen kullanım hızı ise düşük F/M oranları ve yaşlı çamur ile bağlantılıdır. Eğer yğksek kullanım oranı isteniyorsa, daha fazla çamur atımı yapılmalıdır. Düşük F/M için ise daha az çamur atılmalıdır.

Çamur Yaşı

Kısa Çamur Yaşları

(1 ~ 5 gün)

• KOİ giderimi 75 ~ 90%

• Nitrifikasyon gerçekleşmez

Çamur Yaşları

(10 ~ 15 gün)

• Nitrifikasyon gerçekleşir

• Oksijen ihtiyacı 3-4 kat artar

Çamur Yaşları

(20 günden fazla)

• Uzun havalandırmalı sistemlerdir

• Havalandırma havuzu hacmi %50 ~ 60 daha fazladır.

• Nitrifikasyon gerçekleşir (çıkış suyunda yüksek Nitrat konsantrasyonları bulunur)

Aktif çamur proseslerinin ve proses modifikasyonlarının tanımı

Büyük yerleşimler için aktif çamur prosesleri • Klasik Piston Akım; • Piston Akımlı Kademeli• BeslemeliAzalan havalandırma• Modifiye havalandırma• Kraus proses• Tam karıştırmalı• Yüksek-hızlı havalandırma• Saf oksijenBiyolojik nütrient giderimi için aktif çamur prosesleri • Tek kademeli nitrifikasyon• Ayrı kademede nitrifikasyon• Tek kademeli nitrifikasyon/ denitrifikasyon• Azot ve fosfor giderimiKüçük yerleşimler için aktif çamur prosesleri • Kontak (temas) stabilizasyon• Uzun havalandırma• Oksidasyon havuzu• Kesikli boşaltmalı uzun havalandırma• Ardışık kesikli reaktör

BOİ (veya KOİ) yüklemesi

• MLSS

• F/M yüklemesi

• Çamur yaşı

• Çözünmüş oksijen

• Nutrient gereksinimi

• Çamur Hacim İndeksi (SVI)

• Fazla çamur oluşumu/Çamur geri dönüşü

• Karıştırma

• Çamurun mikroscopik incelenmesi

• Taşma hızı (son Çökeltme tankı) tipik 0.5 to 1 m/h

BİYOLOJİK NUTRİENT GİDERİMİNİTRİFİKASYON

Biyolojik nitrifikasyonda amonyak iki adımda nitrata okside olur. İlk adımda amonyak nitrite dönüşürken, ikinci adımda nitrit, nitrata dönüşür.

1 mg amonyak azotunun oksidasyonu için 3,96 mg O2’e ihtiyaç vardır. Bu miktar teorik ihtiyaç olan 4,57 mg’lık değerin altındadır. Çünkü amonyağın bir kısmı yeni hücre üretiminde kullanılmaktadır.

Nitrifikasyon-Denitrifikasyon Sistemleri

Biyolojik Fosfor Giderimi

Anaerobik reaktörde P salınımı•Kısa zincirli yağ asitleri (SCFA) PAO’lar tarafından alınır ve poli-hidroksi-alkonat olarak (PHA) depolanır•PHA’nın depolanması için gerekli enerji enerji açısından zengin olan poli P’ın ortofosfata parçalanması ile sağlanır•Ortofosfat çözeltiye geçerek ortamdaki fosfat konsantrasyonun artmasına neden olur

Aerobik Reaktörde fosforun alınması•P yeni hücrelerde bünyeye alınarak poli fosfat oluşturulur•Anaerobik reaktörde salınandan daha fazla fosfor bünyeye alınır•Sıvı fazdan P uzaklaştırılmış olur•P sıvı fazdan katı faza transfer olur•P giderimi ise fazla çamurun atımı ile gerçekleşir.

Biyolojik Arıtım- Yapışık Büyüme

Aerobik biyofilm proseslerde arıtmadan sorumlu mikroorganizmalar, askıda-büyüyen proseslerin (aktif çamur) aksine, sabit bir yatak üzerinde gelişirler.

BİYOFİLM OLUŞUMUDamlatmalı filtrelerde işletme esnasında atıksu, filtrenin yüzeyine dağıtıcı kollar vasıtasıyla verilir. Atıksu aşağıya doğru akar ve tabanda toplanarak çıkış kanalına aktarılır. Filtre yatağı üzerinde jelatinimsi biyolojik film tabakası oluşur. Askıda katılar, kolloidler ve çözünmüş organik katılar bu filmtabakasında absorbe ediler ve organik maddeler aerobik olarak oksitlenir. Biyofilm tabakası kalınlaşır ve sıyrılarak kopar ve çıkış suyu ile birlikte son çökeltme tankına iletilir. Damlatmalı filtrelerin önemli bir özelliği, son çöktürmeden çıkan suyun veya damlatmalı filtre çıkış suyunun geri devir yapılmasıdır. Atıksu debisi değiştiğinde genellikle geri devir oranları da filtreden geçen debinin sabit kalması için ayarlanır.

Klasik bir damlatmalı filtre yatağı 50-100 mm boyutlarındaki kaya, cüruf veya çakıl malzemeleri içermektedir. Yatak derinliği 2-3 m arasındadır. Damlatmalı filtreler; hidrolik ve organik yük ile geri devir oranına bağlı olarak düşük hızlı, standart hızlı ve yüksek hızlı olarak sınıflandırılırlar. Düşük yüklerde klasik damlatmalı filtrelerde nitrifikasyon gerçekleşmektedir.

Damlatmalı Filtrelerin İşletme Koşulları