İçeriğe atla

Çamur susuzlaştırma

Atık su arıtımı sonucu oluşan sıvı ya da yarı katı halde kokulu; uygulanan arıtma işlemine bağlı olarak ağırlıkça %0.25 ile %12 katı madde içeren arıtma Çamurun içerdiği nem oranının düşürülmesi amacıyla uygulanan fiziksel yöntemlerdir.[1] Nem oranı düşürülerek katı madde oranı yükseltilen çamur daha katı bir hal alır. Evsel nitelikli atıksu arıtma tesislerinde çamur susuzlaştırma işleminden önce %99'lara varan nem miktarı , işlem sonrasında %20-40 arasına düşürülmektedir. Böylece elde edilen çamurun taşınması veya bertarafı daha kolay hale gelir. Sudan arındırma işlemi sonucunda oluşan çamur kokusuz ve kokuşmaya elverişsiz hale gelirken hacimde azalma meydana gelir.

Arıtılmış çamurlar 19. yy sonlarında çamur lagünlerinde kurutulmaya başlanmıştır. 1920’li yıllara kadar çamur kurutma yatakları ile filtre presler suyun çamurdan uzaklaştırılması için kullanılmıştır. Bu dönemde diğer çamur türlerinin özelliklerinden farklı olan aktif çamurun oluşmasıyla beraber yeni sistemler geliştirme gereksinimi ortaya çıkmıştır. 1930'lu yılların sonlarına gelindiğinde Vakum filtreleri kullanılmaya başlanmış ve 30 yıl sonra da bant filtre presi ile santrifüj teknikleri ortaya çıkmıştır.[2]

Çamur susuzlaştırma için kullanılan yöntemler;

1. Doğal sudan ayrıştırma Yöntemleri

1.1 Çamur kurutma yatakları

1.2 Çamur lagünleri

2. Mekanik sudan ayrıştırma Yöntemleri

2.1 Vakum filtrasyonu

2.2 Belt pres

2.3 Filtre pres

2.4 Dekantör (Santrifüj)[3]

Çamurdaki Suyun giderilmesi amacıyla kullanılan düzeneklerin çalıştırılması için farklı teknikler kullanılmaktadır. Buharlaşma ve sızma yöntemleri çamurun suyunun alınması için kullanılabilirken fiziksel yöntemler ile mekanik su alma düzenekleri de kullanılabilmektedir. Sudan ayrıştırma yöntemi seçilirken ham çamurun tipi, su alma işlemi sonucu oluşacak ürün (kek) özelliği ile alan ihtiyacı göz önüne alınması gereken en önemli etkenlerdir.

Doğal Sudan Ayrıştırma Yöntemleri

Çamur Kurutma Yatakları

Genellikle kuru İklimlere sahip bölgelerde kurulu bulunan çamur kurutma yatakları; kum ve çakıl tabakalarının bulunduğu gözenekli filtre ortamı ile süzme borularından oluşur. Kum ve çakıl tabakaları filtre ortamına tanecik büyüklüğü üstten tabana doğru büyüyecek şekilde yerleştirilir.[4]

Kolay işletme, düşük yatırım ve işletme maliyeti, yüksek kuru madde içeriğine sahip kek eldesi gibi sebeplerle özellikle Aerobik olarak stabilize olmuş arıtma çamurlarının suyunun alınması amacıyla kullanılmaktadırlar.

Sudan ayrıştırılacak çamur, kurutma yatağına 20 – 30 cm kalınlığında serilerek kurumaya bırakılır. Kurutma yatağının tabanında bulunan kum ve çakıl katmanlarından süzülen su tabana en az 1% eğimle yerleştirilen Drenaj borusundan boşaltılır. Yaklaşık 75%’i süzülme yoluyla azaltılan hacim içerisinde genel olarak 20% oranında katı madde bulunur. Kuruluk oranı buharlaşma yoluyla artar. 40% oranında katı madde içeriğine sahip çamur eldesi için uygun koşullarda işletilen kurutma yataklarında 10-15 günlük bekleme süreleri yeterlidir. İdeal kuruluğa erişildiği zaman kek insan gücü ile kurutma yatağından taşınır. Bu esnada çamur ile beraber bir kısım kum tabakası da taşınacağı için ilave kum gerekebilir.[5]

Çamur Lagünleri

Koku sorunu az olan stabilize olmuş bir çamurun doğal bir lagüne pompalanarak susuzlaştırıldığı sistemlerdir. Çamur, lagünün dibinde birikerek belirli dönemlerde uzaklaştırılır. Dinlenmiş üst tabaka suyu ise periyodik olarak arıtma tesisine gönderilir. Derin lagünlerde ham çamurlarla yapılacak su alma işlemleri koku problemine neden olurken sığ lagünlerde çürütülmüş çamurların susuzlaştırılması önemli koku sorunlarına yol açmaz.[2] Uygulanan çamur derinliği ile iklim koşullarına bağlı olan kurutma süresi bölgelere göre farklılık gösterebilmektedir. 20% - 40% oranında katı madde içeriğine sahip çamur eldesi için genellikle 3-4 haftalık bekletme süreleri yeterlidir. Temizleme sıklığı birkaç yıldır. Sık sık az miktarda uzaklaştırma yerine uzun aralıklarla fazla miktarda çamur alınması tercih edilmelidir.

Çamur lagünleri kolay işletme düşük yatırım maliyeti ile enerji tüketimi gibi avantajlar sunarken alan ihtiyacı, iklimsel koşullara bağlılığı, koku problemi ve yer altı suyu kirlenme riskinin bulunması dezavantajlarıdır.

Mekanik Sudan Ayrıştırma Yöntemleri

Vakum Filtrasyonu

1872’de ilk defa İngiltere’de kullanılan ve günümüze kadar kullanım alanı bulan en eski mekanik Su alma ekipmanlarındandır. Sistem; çamur besleme pompaları, kimyasal madde besleme ekipmanı, çamur şartlandırma tankı, fitre tambur, kek konveyörü veya sıyırıcısı, vakum sistemi ve filtrat tankı sisteminden oluşur.

Vakum filtre önceden şartlandırılmış filtrelenecek ham çamurun bulunduğu hazne içinde yarı batık durumda bulunan, yatay konumdaki dönen bir tamburdan oluşur. Tamburun üst yüzeyi gözenekli filtre malzemesi ile kaplıdır. Birkaç bölgeden oluşan tamburun her bölgesi otomatik olarak vakum altına girer. Çamur haznesi içinden geçerken vakum uygulanarak filtre malzemesi üzerinde çamur tabakası birikir. Bu bölge çamur haznesi içerisinde tekrar girinceye kadar vakum korunur. Bu sırada çamur keki otomatik olarak sıyrılır. Vakum dren hatları her bölgeyi tambur ekseninde bulunan ve tamburla beraber dönen vanaya bağlar. Tambur dönerken vana, kek oluşumu, kekin suyunu alma ve kekin sıyrılması fazlarının gerçekleşmesini sağlar.[6] Susuzlaştırılmış çamurun katı madde içeriğini artırmak ve filtre sonucu oluşan katı madde miktarını azaltmak için çamur, kimyasal şartlandırma işlemine tabi tutulur. Filtrasyon için ideal katı madde oranı 6%-8% olup filtrasyon sonucu oluşan kekin katı madde içeriği 13%-15% arasında değişmektedir.[7]

Belt Pres

Belt (bantlı) pres filtre sistemleri 1960’lı yıllarda ABD’de geliştirilmiştir. Basınç altında çamurun suyunun alınması ilkesine dayalıdır.[2]

Bu susuzlaştırma yönteminde çamur sürekli olarak sisteme beslenmektedir. Sistemin üç temel prensibi kimyasal şartlandırma, yerçekimi etkisi ile oluşan drenaj işlemi ve mekanik basınç uygulamasıdır. Birçok uygulamada şartlandırılmış çamur yerçekimi etkisi ile drenaj kısmına verilerek yoğunlaşmaya bırakılmaktadır. Serbest su bu bölgede yerçekimi etkisiyle ayrılmaktadır. Bu bölmenin ardından şartlandırılmış çamur düşük basınç altında karşılıklı geçirimli bez bantların arasında sıkıştırılmaktadır. Su alma işleminin sonunda çamur keki sıyırıcı bıçaklar yardımıyla banttan sıyrılarak uzaklaştırılmaktadır.[8]

Düşük enerji tüketimi ve sürekli çalışabilen bir sistem olması nedeniyle yaygın olarak kullanılmaktadır. Filtre gözeneklerinin dolması nedeniyle filtre bezinin değiştirilmesi gerekmektedir. Koku ve hidrojen sülfür ile metan oluşumu söz konusu olduğu için susuzlaştırma binasında havalandırma yapılması gerekmektedir.[5] Uygulanan basınca ve çamur türüne göre 10%-20% oranında katı madde içeriğine sahip kek eldesi mümkündür.[9]

Filtre Pres

1800’lü yıllarda İngiltere’de geliştirilen bir sistemdir. Yüksek konsantrasyonda katı madde içeriğine sahip kek oluşumu yanında karmaşık yapıda olması, yüksek kimyasal ilavesi ve insan gücüne gereksinim duyması gibi dezavantajlara sahiptir. Düşük kapasiteli arıtma tesislerinde filtre presin yüzey alanı küçük olduğu için alan gereksinimi yüksektir. Yüksek kapasiteli tesislerde ise yüzey alanı geniş filtre presler kullanılacağından alan gereksinimi azalacaktır.[8]

Pres filtreler çerçeve içerisinde yer alan ve birbirine hidrolik veya elektromekanik olarak baskılanan seri plakalardan oluşur. Her plaka yüzeyi bez filtre ile kaplanarak yerleştirilir. Filtreler arasında yer alan kanallardan plakaların yüzeyinden gelen filtrat drene edilir.20-30 dakika içerisinde debi 5%-7% oranına kadar düşünceye kadar filtre prese kimyasal ile şartlandırılan çamur beslenir. Ortalama 1-3 saat içinde ideal kek konsantrasyonuna ulaşılarak filtrat uzaklaştırılır. Filtratın uzaklaştırılmasında kapalı veya açık deşarj seçenekleri mevcuttur. İşlem sonunda plakalar mekanik yöntemlerle ayrılarak kekin taşıyıcı bant üzerine ya da toplama haznesine alınması sağlanır. Çamur kekinin sistemden uzaklaştırılmasının ardından ünite yıkanarak bir sonraki susuzlaştırma işlemine hazırlanır. Çevrim süresi ise 1,5 saat ile 4 saat arasında değişmektedir.[8]

Dekantör (Santrifüj)

Çamurun çöktürme (sedimantasyon) işlemine tabi tutulması ile sıvının ve kekin ayrı ayrı elde edilmesi prensibine dayanmaktadır. Susuzlaştırılacak çamur besleme pompasıyla besleme haznesine alınır. Merkezkaç kuvvetinin etkisiyle besleme haznesinden tambura gelir. Tambur yüzeyine doğru özgül ağırlıklar farkıyla katmanlaşır. Çökelen katı helezon yardımıyla konik bir yapı ile dışarı taşınırken filtrat tamburun silindir bölümünde yer alan plakalardan boşalır.[10]

Susuzlaştırılmış çamur katı madde içeriği 50% mertebelerindedir. Sürekli işletme, kompakt sistem ve otomasyon imkanı gibi avantajlarının yanında yüksek yatırım ve enerji tüketimleri ile özel bakım gereksinimi gibi nedenleri dezavantajlarını oluşturmaktadır.

Kaynakça

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Tuz</span>

Basit bir kimyasal bileşik olan sodyum klorür (NaCl), diğer adıyla yemek tuzu, yüzyıllardan beri insanlar için büyük bir önemi olan bir gıda maddesidir. Tuzun önemini artıran en büyük özelliği de tarih öncesi zamanlarda besin maddelerini uzun süre saklamak için tuzu koruyucu madde olarak kullanmalarından gelmektedir. Eski zamanlarda et ve balık gibi besinler tuzun içinde kurutulup saklanarak bunların bozulması engellenmiştir. Tuz insan dahil tüm canlıların besin kaynaklarındandır ve ticari bakımdan da önemli bir maddedir. Dünyanın her yerinde rastlanabilen sofra tuzu tarih boyunca önemli bir ihtiyaç ve ticaret maddesi olmuştur.

<span class="mw-page-title-main">Tuğla</span> yapı malzemesi

Tuğla, harç gibi karışımlar ile birbirine tutturularak duvar inşasında kullanılan, pişmiş veya kurutulmuş kil bazlı topraktan elde edilen ses ve ısı yalıtımı için ana yapı malzemelerindendir. Çoğunlukla dikdörtgenler prizması şeklinde yapılmaktadır. Ev ve iş yeri yapımında, birden fazla alanda kullanılır. Örnek: Duvar oluşturma, havalandırma, soba ve ocak bacaları.

<span class="mw-page-title-main">İnsinerasyon</span>

İnsinerasyon, atığın içerisindeki organik materyalin, yüksek sıcaklık ve fazla oksijen eşliğinde yakılma işlemidir.

<span class="mw-page-title-main">Kristalleştirme</span> katı bir maddenin uygun bir çözücü içinde çözünüp çöktürülmesiyle katı ve sıvı fazlarının birbirinden ayrılmasını sağlayan işlem

Kristalleştirme veya kristalizasyon, katı bir maddenin uygun bir çözücü içinde çözünmesi sonrasında çöktürülmesi yoluyla katı ve sıvı fazlarının birbirinden ayrılmasını sağlayan işlem.

Havayla çalışan diyaframlı pompalar endüstrinin birçok alanında değişik amaçlarla kullanılmaktadır. Pompa ölçüsüne uygun kapasitedeki bir kompresöre bağlanarak çalıştırılır. Elektrikle çalışmadığı ve içinde elektrikle çalışan parça barındırmadığı için patlamazlık (ex-proof) özelliği vardır. Sıklıkla bu nedenden dolayı patlayıcı üretiminde tercih edilmektedirler.

<span class="mw-page-title-main">Laboratuvar</span> bilimsel çalışmaların yapıldığı tesis

Laboratuvar, laboratuvar araştırması, bilimsel veya teknolojik araştırmaların, deneylerin ve ölçümlerin kontrollü koşullarda gerçekleştirilmesini sağlayan tesistir. Laboratuvarlarda bilimsel veya teknolojik araştırmalar, deney ve ölçümler, hammadde ürünlerin kalite kontrolü yapılır. Laboratuvar çalışanına laborant denir.

<span class="mw-page-title-main">Kuru temizleme</span> Su kullanılmadan yapılan bir tekstil yıkama yöntemi

Kuru temizleme, kumaşların üzerinde bulunan kir ve lekeleri çıkarmak için su içermeyen apolar bir çözücü kullanılarak yapılan yıkama işlemidir. Dünya çapında genel olarak kuru temizlemede tetrakloroetilen isimli toksisitesi düşük ve yanıcı olmayan bir sıvı kullanılır. Yapısı polar olan su kullanan ıslak temizlemeden farklıdır, yine de sıvı içerir, ancak giysiler bunun yerine su içermeyen bir sıvıyla yıkanır.

Liç işlemi temel olarak hidrometalurjik zenginleştirme yöntemlerinden biridir. Pirometalurjik işlemlere kıyasla, liçin uygulaması çok daha kolay ve işlem sırasında herhangi bir gaz salınımı olmadığı için çevreye çok fazla zarar vermemektedir. Liçin tek dezavantajı ise, düşük sıcaklık nedeniyle kimyasal reaksiyonların yavaş gerçekleşmesi ve bunun sonucunda tüm işlemin yavaş olmasıdır.

<span class="mw-page-title-main">Su temizleme</span>

Su arıtma istenmeyen kimyasalları, biyolojik kirleticileri, askıda katı maddeleri(AKM) ve gazları sudan uzaklaştırma işlemidir. Amaç, belirli amaçlara uygun su üretmektir.

<span class="mw-page-title-main">Kuru üzüm</span> kurutulmuş meyve

Kuru üzüm, bir kurutulmuş meyve türüdür. Üzümün kurusudur ve kuruyemiş olarak kabul edilmese de onun gibi çiğ tüketildiği gibi, üzüm hoşafı olarak ya da üzümlü ekmek ve üzümlü keklerde de kullanılır. Rengine göre beyaz kuru üzüm ve siyah kuru üzüm olmak üzere iki temel gruba ayrılır. Halk dilinde kişmiş de denir.

<span class="mw-page-title-main">Toplam çözünmüş katı maddeler</span>

Toplam çözünmüş katı maddeler (ingilizce: total dissolved solids veya TDS), bir sıvıda bulunan moleküler, iyonize edilmiş veya mikro-granüler süspansiyon halinde bulunan inorganik ve organik bileşiklerin kombine içeriğinin bir ölçüsüdür. Bunu TDS metre adında bir cihaz gösterir. Genellikle, operasyonel tanımda, maddelerin iki mikrometre gözenekli bir filtreden süzülüp atılmaya yetecek kadar küçük olması gerekir. Tuzluluk, TDS tanımını oluşturan bazı iyonları içerdiğinden, toplam çözünmüş katı maddelerin normalde tatlı su sistemleri için uygunluğu tartışılmaktadır. TDS'nin başlıca uygulaması, akarsular, nehirler ve göller için su kalitesinin incelenmesidir, ancak TDS genellikle birincil kirletici olarak düşünülmemektedir. Bu, içme suyunun estetik özelliklerinin bir göstergesi olarak ve geniş bir dizi kimyasal kirleticilerin varlığının bir toplam göstergesi olarak kullanılır. Alınan sularda TDS için birincil kaynaklar, tarımsal ve konut akışı, kil zengin dağ suları, toprak kirliliğinin süzdürülmesi, endüstriyel veya kanalizasyon atık su arıtımı tesislerinden kaynaklanan su kirliliği kaynaklı noktalardır. En yaygın kimyasal bileşenler, besin maddesi akışı, genel yağmursuyu akışı ve kalsiyum, fosfatlar, nitratlar, sodyum, potasyum ve klorürdür. Çözünür bir mikro granül oluştuğu sürece, kimyasallar katyonlarca, daha az moleküllü, katyonlar, anyonlar, moleküller ya da yığışmalar olabilir.

<span class="mw-page-title-main">Su filtresi</span>

Bir su filtresi, kirleri gideren bir filtre veya cihazdır. En yaygın su temizleme yöntemidir. İnce bir fiziksel bariyer, kimyasal işlem veya biyolojik bir işlem kullanarak suyun kirlenmesini azaltır. Filtreler, tarımsal sulama sağlama, erişilebilir içme suyu, genel ve özel akvaryumlar, havuzların ve yüzme havuzlarının güvenli kullanımı gibi farklı alanlardaki suyu temizler.

<span class="mw-page-title-main">Hızlı kum filtre</span>

Hızlı kum filtresi veya hızlı yerçekimi filtresi, su filtreleme sisteminde kullanılan bir su filtresi ve kum filtresi türüdür ve belediye içme suyu tesislerinde çok aşamalı bir su arıtma sisteminin bir parçası olarak yaygın şekilde kullanılır. İlk modern hızlı kum filtreleme tesisi, New Jersey'deki Little Falls'da George W. Fuller tarafından tasarlandı ve inşa edildi. Fuller'ın filtrasyon tesisi 1920'de faaliyete geçti ve ABD'de bu teknoloji başarılı oldu. Hızlı kum filtreleri, 1920'lerde büyük belediye su sistemlerinde yaygın olarak kullanılıyordu, çünkü yavaş kum filtresine kıyasla daha küçük alanlara ihtiyaç duyuyorlardı.

<span class="mw-page-title-main">Kum filtresi</span>

Kum filtreleri, en yaygın su filtreleri türünden biridir ve su arıtma işleminde bir basamak olarak kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Ortam filtreleri</span>

Bir medya filtresi, bir filtre türüdür. Kum, turba, rendelenmiş lastik, köpük, kırılmış cam, jeo-tekstil kumaş, antrasit, kırılmış granit yatak veya içme, yüzme havuzları, kültür balıkçılığı, sulama, yağmursuyu sulama yönetimi, petrol ve gaz operasyonları ve diğer uygulamalar için suyu filtreleyen diğer malzemeler kullanır. Belediye içme suyu sistemleri, arıtma için genellikle hızlı kum filtresi veya yavaş kum filtresi kullanır.

<span class="mw-page-title-main">Ultrafiltrasyon</span>

Ultrafiltrasyon (UF), basınç veya moleküler difüzyon gibi kuvvetlerin yarı geçirgen bir membrandan ayrılmaya neden olduğu çeşitli membran teknolojisi kullanan filtrasyondur. Askıda kalan katı maddeler ve yüksek moleküler ağırlıklı solvatlar, retentatta tutulurken, su ve düşük moleküler ağırlıklı solvatlar, permattaki (süzüntü) zardan geçer. Bu ayırma işlemi endüstride ve araştırmada, makro proteinlerin çözeltilerinin, özellikle protein çözeltilerinin saflaştırılması ve konsantre hale getirilmesi için kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Taşınabilir su arıtma</span>

Taşınabilir su arıtma cihazları, içme amaçlı arıtılmamış kaynaklardan suyu arıtmak için kullanılan, kendi kendine yeten, kolayca taşınan su filtreleme sistemidir. Başlıca işlevleri patojenleri ve çoğu zaman askıda kalan katı maddeleri ve bazı hoş olmayan veya toksik bileşikleri ortadan kaldırmaktır.

<span class="mw-page-title-main">Ayırma işlemi</span> kimyasal madde karışımını iki veya daha fazla ürüne dönüştürmek için kullanılan yöntem

Ayırma işlemi, bir kimyasal madde karışımını en az iki veya daha fazla ürüne dönüştürmek için kullanılan yönteme verilen addır. Ayırma işlemi sonucunda oluşan ürünlerden en az biri, kaynaktaki bileşenlerden en az biri ya da birden fazlası bakımından zenginleşir. Bazı durumlarda karışımlar bir ayırma işlemiyle neredeyse tamamen saf iki bileşene ayırabilir. Karışımın bileşenleri arasındaki fiziksel veya kimyasal farklarından yararlanılarak ayırma gerçekleştirilir.

<span class="mw-page-title-main">Membran biyoreaktör sistemi</span>

Membran biyoreaktör (MBR) sistemi, biyolojik arıtım metotlarından biri olan aktif çamur prosesini membran ayırma prosesiyle birleştiren arıtım teknolojisidir.

<span class="mw-page-title-main">Biyokatılar</span>

Biyokatılar, bir kanalizasyon arıtma işleminden geri kazanılan ve gübre olarak kullanılan katı organik maddelerdir. Geçmişte, çiftçilerin toprak verimliliğini artırmak için hayvan gübresi kullanması yaygındır. 1920'lerde, çiftçi topluluğu yerel atık su arıtma tesislerinden gelen kanalizasyon çamurunu da kullanmaya başlamıştır. Uzun yıllar boyunca yapılan bilimsel araştırmalar, bu biyokatıların hayvan gübrelerindekilere benzer besin maddeleri içerdiğini doğrulamıştır. Tarımda gübre olarak kullanılan biyokatılar, genellikle hastalığa neden olan patojenlerin halka yayılmasını önlemeye yardımcı olmak için tedavi edilmektedir.