Kanalizasyon Sistemlerinin Projelendirilmesi...

Kanalizasyon sistemleri ayrık ve birleşik olmak üzere 2 şekilde projelendiril-mektedir.
Birleşik sistemler; evlerden gelen atıksular, sanayilerden gelen endüstriyel atıksular (ilgili yönetmeliklere göre gerekli arıtım yapıldıktan sonra hatta verilmek şartıyla) ve caddelerden gelen yağmur sularının toplandığı sistemlerdir.
Ayrık sistemler ise; evsel nitelikli ve endüstriyel atıksuların yağmur sularından bağımsız olarak toplandığı sistemlerdir. Bu sistemlerde yağmur suları için ayrı bir hat döşenmektedir.

Bu iki sisteminde birbirene göre avantajları ve dezavantajları vardır. Ancak günümüzde daha çok ayrık sistemler tercih edilmektedir.

Bu avantaj ve dezavantajları şu şekilde sıralayabiliriz:

Ayrık Sistem Avantaj ve Dezavantajları;

·         Ayrık sistemlerde yatırım maaliyeti birleşik sisteme göre %40-60 daha fazladır ancak uzun sürede daha ucuzdur,

·         Ayrık sistemler ile taşınan suyun arıtılmasında kullanılan tesislerin boyu daha küçüktür,

·         Yağmur hattı ayrı olduğundan dolayı, yağmurlu zamanlarda tesise gelen suyun miktarı sabittir ve herhangi bir açıdan değişim olmaz,

·         Yağmur ile caddelerden gelen kum,taş,çakıl gibi maddeler farklı kanalla gittiğinden dolayı sisteme giremez ve dolayısıyla zarar veremez,

·         Akış hızı sabit ve hızlı olduğundan dolayı septik koşullar ve oksijensiz ortam oluşmaz.

·         Sistemin yıkanmasına fazla gerek yoktur,

·         Yağışların yoğun olduğu zamanlarda alt kottaki yerleri su basma ihtimali yoktur,

·         Dar sokaklar ve caddelerde bu sistemin yapılması oldukça zordur,

·         Başlangıç kanallarının boru çapları dar olduğundan dolayı kanal ağını genişletmek zordur.

Birleşik Sistem Avantaj  ve Dezavantajları;

·         Yatırım maaliyeti düşüktür,

·         Birleşik sistemler  ile taşınan suyun arıtılmasında kullanılan tesislerin boyu daha büyüktür,

·         Şiddetli yağmurun olduğu zamanlarda tesise gelen suyun miktarı artar ve arıtma sorunlarına sebep olur,

·         Caddelerden gelen kum,taş,çakıl gibi maddeler kanalizasyon sistemine girer ve gereh hatta gerekse arıtma tesisine zarar verirler,

·         Kanallarda hız ve oksijen miktarı mevsime ve iklime göre değişeceğinden dolayı ortamda septik ve oksijensiz ortamlar oluşabilir. Bu da kötü kokulara sebep olur,

·         Yağışların şiddetli olduğu zamanlarda,kanal kapasitesinin yetersiz kalması durumunda alt kottaki aboneleri su basabilir,

·         Başlangıç kanal genişlikleri daha büyük olduğundan dolayı, kanal ağını genişletmek daha kolaydır.

Birleşik sistemlerde, iklimin kurak olduğu zamanlarda kanala gelen suyun debisi düşer, ortam septik ve oksijensiz bir durum alır. Bu durum kötü kokulara sebep olur, kanal hattının aşınmasına ve arıtmanın zorlaşmasına sebep olur.

Eğimin fazla olması durumunda o caddeye sadece kanalizasyon hattı döşenir. Yağmur yağdığında ise yağmur suyu yüzeysel akış ile iletilir. Eğimin sıfıra yaklaştığı yerlerde yağmur suyu mazgalı konur ve yüzeysel akıştan gelen su bu şekilde tekrar sisteme dahil edilir.

Yağmur suları kanalı ile toplanan sular, deşarj standartlarına uygun olduğu sürece arıtma yapılmadan direk olarak alıcı ortama verilirler.

Ters Ozmoz Sistemi ile Arıtım...

Ters Ozmoz, arıtılmamış suyun basınç ile yarı geçirgen zardan geçirilmesi işlemidir. Bu işlem ozmoz işleminin tam tersidir. Bu şekilde sudaki mikroorganizmalar ve minareller tutulmuş olur. Su kaynağı ve kalitesi ne olursa olsun ters ozmoz işlemi ile aynı güvenilirlikte ve kalitede su elde edilir.

Ters ozmoz işlemi ile;

·         Klor ve oluşan DYÜ (Dezenfektan yan ürünleri),

·         Flora,

·         Organik ve Biyolojik kalıntılar,

·         Bakteriler,

·         Aktif maddeler,

·         Fosfat,sülfat,nitrat kökleri,

·         Ağır metaller,

·         Ve sodyum, magnezyum,kalsiyum gibi su sertliğine etki eden maddelerin giderimi sağlanır.

Bilinen virüs ve bakterilerin çapları 0.02 ile 0.4 mikron arasında değişmektedir. Ters ozmoz işleminde kullanılan yarı geçirgen membranın boşluk çapı ise 0.001 mikrondan küçük olmak koşuluyla genelde 0.0001 mikrondur. Bu şekilde minerallerin %99 u sistemden arıtılır ki, bakteri ve virüslerin geçme ihtimali yoktur. Bu yüzden bu sistem dünyada en güvenilir arıtma sistemlerinin başlarındadır.

            İdeal içme suyu 0-50 ppm aralığındadır. 170 ppm’e kadar olan sular kabul edilebilir. Bu sınır değerin üzerinde olan sular sert su olarak adlandırılır.Dünya içme suyu standartlarına göre  TDS (Total Dissolved Solids) değeri en fazla 500 ppm’dir. Bu değerin üzerindeki suların içilmesi kesinlikle uygun değildir.

            Ters ozmoz sistemiyle arıtılmış suyun TDS değerleri (sistemin verimine, işletim sistemi basıncına, giriş suyu konsantrasyonuna bağlı olarak) 10 ila 25 ppm arasında değişebilir.

            Teorik olarak, minerallerin membranın diğer tarafına geçmemesi gerekmektedir. Ancak işletme basıncına, membran cinsine, giriş suyu özelliğine bağlı olarak bir miktar mineral diğer tarafa geçebilir. Buna mineral kaçağı diyoruz.
            Arıtılan su minerallerden ve bakterilerden %99 oranında uzaklaştırılmıştır. Ham su tarafında ise mineraller geçemediğinden dolayı bir yoğunluk vardır ve bu kısım atık su olarak adlandırılır. Normal kuyu suyu arıtımında atık su kısmı giren suyun yaklaşık %15-20’lik kısmını oluştururken, deniz suyu arıtımında atıksu değeri % 60 gibi büyük rakamlara ulaşır. Bu da arıtım maaliyetini artıran bir durumdur.

Biyolojik Oksijen İhtiyacı

Biyolojik Oksijen İhtiyacı (BOİ), aerobik koşullarda mikroorganizmaların sudaki organik maddeleri oksitleyebilmesi için gerekli olan oksijen miktarı olarak tanımlanır.Atıksuyun BOİ parametresi değerleri belirlenerek, evsel atıksuların veya endüstriyel atıksuların deşarj edildiklerinde ne kadar oksijen tüketeceği ve deşarj noktasında akarsu,nehir,çay vb. Kaynakların özümleme kapasitesi hesaplamalarında ve tespitinde kullanılır. BOİ, arıtma tesislerinde tasarım ve işletme parametresi olarak kullanılmaktadır.BOİ değeri normalde 21 (Nihai BOİ) günlük bir analiz ile elde edilmesi gerekirken 5 (BOİ₅ ) günlük bir analiz kabulü ile hesaplanır.Bir atıksuda BOİ değeri yüksekse, o su o kadar kirlidir anlamına gelir.

BOİ analizi yapılırken;

·         Zehirli maddeler bulunmamalıdır,

·         20⁰ C sıcaklık ve karanlık koşullar sağlanmalıdır,

·         Uygun pH aralığında olmalıdır,

·         Ortama gerekli elementler eklenmelidir.(azot, kükürt, fosfor...) Bu şekilde sistemin sadece organik karbona bağlı hale getirilmesi gerekmektedir.

·         Alınan numune de yeteri kadar mikroorganizma olmalıdır. Endüstriyel atıksular, pH değeri aşırı yüksek veya düşük sularda,yüksek sıcaklık değerlerine sahip ve dezenfekte edilmiş sularda yeteri kadar mikroorganizma olmayabilir.Bu durumlarda kanalizasyon suyu veya atıksu arıtma tesisi suyundan bir miktar alınarak numune üzerine mikroorganizma ilavesi yapılır. Buna “aşılama” denir.

·         Suda bulunan organik maddelerin oksidasyonu sırasında, sudaki çözünmüş oksijenin tamamen bitmesi istenmez. Bu yüzden sularda “seyreltme” yapılır. Organik maddelerim oksidasyonundan sonra numune de en az 1mg/l çözünmüş oksijen bulunmalıdır.

            BOİ analizinin ortam koşulları nitrifikasyonun gerçekleşmesi için gerekli ortamı sağlamaktadır.Bazı durumlarda nitrifikasyon gerçekleşebilir. Bu yüzden gerekli inhibitör maddeler kullanılarak , nitrifikasyon gerçekleşmesi önlenmiş olur.(metilen mavisi, alil tiyo üre)

Kimyasal Oksijen İhtiyacı

Kimyasal Oksijen İhtiyacı (KOİ) ; sudaki organik ve oksitlenebilir inorganik moleküllerin kimyasal yollarla oksitlenebilmesi için gerekli olan oksijen miktarıdır. Biyolojik olarak oksitlenemeyen organik maddeler de kimyasal yollarla oksitlendiğinden dolayı KOİ her zaman BOİ değerine eşit veya daha büyük çıkar. Organik maddeler açısından bir seçim yapılmadığından dolayı KOİ, kollektif bir parametredir.

Ölçüm sonuçlarının teorik değerlere ne kadar yakın olduğu, oksidasyonun gerçekleşme yüzdesine bağlıdır. Organik maddelerin %90-95’i kimyasal yollarla okside olabilir. Bu durumda KOİ gerçekçi bir parametredir. Ancak bazı durumlarda organik maddeler okside olmayabilir. Bu durumlara genelde endüstriyel atıksularda rastlanır. Bu durumda KOİ analizinin geçerliliği doğru sayılmaz. Bu yüzden KOİ analizi için, organik maddelerin  oksitleme derecesi önemlidir.

Biyolojik Oksijen İhtiyacı (BOİ) bir tasarım parametresi iken, Kimyasal Oksijen İhtiyacı kirlilik parametresidir. BOİ’ye göre analiz sonuçları daha kısa süreler içerisinde elde edilir.BOİ için bu süre Nihai BOİ için 21 gün, kabul edilebilir  analiz süresi 5 gün iken KOİ için 3 saattir.

Elektrokoagülasyon Yöntemi ile AKM Giderimi

Askıda katı maddeleri ayırma yada emülsifiye damlacıkları giderme ve çamur susuz-laştırma işlemleri atıksu arıtımının en önemli sorunlarından birisidir. Genellikle atıksular, filtrasyonu zorlaştıran küçük partiküllü büyük miktarlarda su içerir. Bu taneciklerin bir şekilde sudan uzaklaştırılması gerekir. Bu tanecikler, arıtmada kullanılan mekanik ekipmanlara zarar verebilir (filtre tıkanmaları ve verimin düşmesi vs.), çıkış suyu kalitesini bozabilir, aktif çamur sistemi kullanılıyorsa buradaki mikroorganizmalara zarar verebilir, içme suyu tesisinde ise çıkış suyu standartlarını bozmaktadır. Ayrıca estetik olarak da sularda bulanıklık yaratan askıda katı maddeler istenmez.  Bu yüzden en uygun şekilde AKM giderimi yapılmalıdır.

Adsorbsiyon, flokülasyon, flotasyon, çöktürme gibi bir çok yöntemle AKM giderimi yapılabilir.Bunlardan bir kısmının yatırım maaliyeti bir kısmının ise işletme maaliyeti oldukça fazladır. Genel olarak kullanılan yöntem flokülasyondur ve kimyasal madde dozajı ile AKM giderimi sağlanır.

            Atıksu arıtımında öncelik olmak üzere bir çok arıtma prosesinde kullanılan Avrupa da yaygın olarak kullanılan bir diğer proseste “Elektrokoagülasyon” sistemidir. Elektrokoagülasyonun amacı; atıksu geri kazanımı için kullanılan kimyasalların dozajını azaltmak veya tamamen yok etmektir.

Atıksularda öncelikli olarak giderilemeyen AKM kaynakları kolloidlerdir.Kolloidler genelde (atık suyun özeliğine göre değişebilir.) negatif yüklü olur. Bu sebebten dolayı tanecikler birbirlerine itme kuvveti uygulayarak birbirlerinin çökelmelerini engeller.
Elektrokoagulasyon, suda askıda, emülsüfiye yada çözünmüş halde bulunan kontaminantların ortama elektrik akımı vererek destabilize edilme prosesidir. Sudaki kontaminantlar, güçlü elektrik alana maruz kalırlar ve elektriksel olarak oksidasyon ve redüksiyon reaksiyonlarıyla azaltılırlar.

            Yıllarca kimyasal yöntemler kullanılmış ancak işletme maaliyetleri giderek arttığından dolayı yeni yöntemler geliştirilmiştir. Kimyasal yöntemlerin bir diğer dezavantajı da; fazla miktarda arıtma çamuru oluşmasıdır. Günümüzde de birçok tesis bu problemle karşı karşıya bulunmaktadır.

            Elektrokoagulasyon iyon ve partikül yüklerini nötralize ederek kontaminantların çökelmesini, kimyasal yöntemle mümkün olan konsantrasyonun altına düşmesini sağlar.Ayrıca pahalı olan kimyasal madde kullanımını azaltır veya tamamen kullanımını yok eder.

            Elektrokoagülasyon Prosesi Hakkında;

·         Ağır metal giderimi,

·         Yağ ve gresi giderir,

·         Süspanse ve kolloid maddeleri giderir,

·         Sudaki yağ emüsyonlarını kırar,

·         Sudaki bakteri ve mikroorganizmaları giderir,

·         Organik kompleksleri giderir.

1.    İlk yatırım maliyeti oldukça düşüktür,

2.    İşletme maaliyeti düşüktür,

3.    Düşük enerji ihtiyacı gerektirir,

4.    Kimyasal ilavesi yoktur,

5.    Fazla bakım gerektirmez,

6.    Çamur oluşumu alternatif sistemlere göre oldukça düşüktür,

7.    İş gücü ihtiyacı düşüktür.

İçme Suyunda Dezenfeksiyon...

Dezenfeksiyon; insan ve diğer canlıların sağlığına zarar veren mikroorganizma faaliyetlerinin durdurulması anlamına gelir.
Sterilizasyon ise; Suda bulunan bütün mikro boyutta ki canlıların öldürülmesi anlamına gelir.

    İçme suyunda sağlığa zararlı mikroorganizmaların olması istenmez. Bu yüzden içme sularında dezenfeksiyon yapılır. Bizler sularda Dezenfeksiyonu çeşitli kimyasallar ile yaparız. Bu kimyasallardan bazıları klor, ozon, potasyum permanganat, ultraviole ışınlar gibi...
    Tesislerde genellikle sıvı yada gaz halindeki klor kullanılmaktadır.HOCl olarak bilinen hipoklorit çözeltisi tesislerde dezenfeksiyon için kullanılır.Serbest klor da diyebileceğimiz bu klor suda mevcut bulunan amonyakla tepkimeye girerek bağlı klorları oluşturur.Bağlı klorların yapısı ortam pH değerlerine göre değişir. Bunlar genellikle monokloramin ve dikloraminlerdir.
    Kloraminler, serbest klora göre daha zayıf dezenfeksiyon etkisi gösterirler  ancak dezenfektan özelliklerini uzun zaman koruyabilirler. Tesislerde klor dozlaması yapılırken, öncelik olarak kolay indirgenebilen maddeler indirgenir. Daha sonra suda varsa amonyak ile tepkimeye giren klor, kloraminleri oluşturur.Oluşan kloraminler kullanılır ve bir müddet sonra suda serbest klor artmaya başlar. Bu nokta kırılma noktası olarak adlandırılır ve bundan sonra suda bakiye klor birikmeye başlar. Bu bakiye klor miktarı yönetmeliklere göre belirlenmiş ve 0.1-0.5 mg/l aralığında olması gerektiği konusunda mutabık kalınmıştır.
Kloraminlerin daha uzun süreli dezenfektan etki gösterdiklerinden dolayı tesiste bakiye klor içeriğinin kloramin olması için suya amonyak eklemesi yapılabilir.Bu şekilde şebekede olabilecek ileriye yönelik kirlenmelere karşı önlem alınmış olur.
    Bir diğer konu ise dezenfeksiyon esnasında, doğal organik maddeler ile dezenfeksiyon malzemesinin  tepkimeye girmesidir. Dezenfeksiyon yan ürünü dediğimiz (DYÜ) maddeler insan sağlığı açısından büyük zararlar teşkil edebilir.Trihalometanlar ve haloasetik asitler DYÜ denilen maddelere örnek gösterilebilir. 

   Dezenfeksiyon yapılırken bunlara da dikkat etmek gerekmekte ve bu yan ürünleri oluşturmayacak yeni prosesler geliştirilmelidir.Unutulmamalıdır ki işimiz; İnsan ve Çevre arasında sürdürülebilir ve  dengeli bir iletişim kurmaktır.

Moda Olan Ağır Metaller ve Artan Çevre Bilinci!

   Ağır metal denilen şey aslında metalik özelik gösteren ancak genel bir tanımı olmayan bir varsayımdır. Karbonun molekül ağırlığının altında elementler olduğu gibi kat ve kat üzerinde metaller ağır metal olarak sınıflandırılabilirler.

   O halde neye göre “Ağır Metal?” Bazıları yoğunluk, bazıları atomik sayı yada ağırlık, bazıları toksisite bazıları ise kimyasal özelliklerine göre ağır metal olarak adlandırılmıştır.

   Ağır metallerin bir çoğu organizmalarca ihtiyaç duyulan elementler içerir. Örneğin insanlar Fe, Mn, Cu, Co, Zn gibi elementlere ihtiyaç duyarlar.Bu elementlerin bünyede birikmesi ciddi sebeplere neden olabilir.  Ancak Hg, Pb gibi elementlerin bilinen bir yararı yoktur fakat sağlık açısından büyük sorunlara sebebiyet verirler.

   Ağır metaller, fabrikaların atıkları ile doğal çevrime katılarak canlılar üzerinde birikmeye başlar. Örneğin; deniz ekosistemine yeterli arıtma yapmadan ağır metal veren bir fabrika yüzünden ortamdaki balıkların bünyesinde ağır metal birikmeye başlıyacaktır. Bu balıkları yiyen daha büyük balıklarda daha fazla ağır metal birikecek...  Ve bu balıkları yiyen insan da daha fazla ağır metal birikimi... Bu süreç çok uzun gibi görünse de aslında bu kadar uzun değildir. Çok daha kısa sürelerde bu birikim oluşmakta ve etkilerini göstermekte. 1953 yılında başlayan Minamata hastalığı aslında bu sürecin en belirgin özelliğidir. Hastalığın oluşması ve sonuçları...

   Sadece bu birikim sindirim yoluyla olmuyor.Solunum yolu ile de bir çok ağır metali bünyemize alıyoruz. Fabrika bacalarından çıkan ağır metaller,araba egsozlarından gelen kurşun... Son yıllarda moda olan kurşunsuz benzin, uyanan çevre bilinci...

   Eskiye nazaran daha az miktarlarda ağır metaller içermesine rağmen  atık piller, hala tehlike söz konusu. Bu pillerin direk olarak çöpe atılması çok tehlikelidir. Deponi sahasında olabilecek herhangi bir sızıntıda yeraltı suyuna karışacak olan ağır metaller, yeraltı suyunu kullanılamaz kılacaktır. Bu yüzden her türlü önlemi almak bizlere düşmektedir.

   Bizler duyarlı vatandaşlar ve mühendisler olarak “Ağır Metal” salınımı yapan işletmelerin denetimini yapmakla veya yetkili kuruluşlara şikayet etmekle yükümlüyüz. Elbette işletme ağır metallerle çalışıyorsa işini devam ettirecektir. Ancak günlük karını düşünmeden çevreyi ve üzerinde yaşayan canlıları kurtarmak adına gerekli arıtma sistemlerini yaparak...