Atıksu Arıtma Tesisleri, atık suların çevreye geri verilmeden önce temizlenip arıtılmasını sağlayan temel tesislerdir. Halk sağlığının ve ekosistemin korunmasında çok önemli bir rol oynarlar.
Atık su arıtımında yer alan tipik süreçlerin bir dökümü aşağıda verilmiştir:
Enkaz, paçavra ve kum gibi büyük nesneleri temizler.
Eleme veya öğütmeyi içerebilir.
Katı maddeleri atık sudan ayırır.
Genellikle katıların dibe çöktüğü tankların çökeltilmesini içerir.
Bakterileri kullanarak organik maddeyi parçalayan biyolojik süreç.
Tipik olarak havalandırma tanklarını veya aktif çamur proseslerini içerir.
Ek besin maddelerinin (azot ve fosfor) giderilmesi ve atık suyun dezenfekte edilmesi için isteğe bağlı adım.
Filtreleme, klorlama veya ultraviyole dezenfeksiyonu içerebilir.
Zararlı bakteri ve virüsleri öldürür.
Genellikle klor, ultraviyole ışık veya ozon kullanır.
Arıtılan atık su, çoğunlukla nehirlere, göllere veya okyanuslara olmak üzere çevreye geri salınır.
Kullanılan spesifik prosesler ve teknolojiler tesisin büyüklüğüne, gelen atık suyun kalitesine ve yerel düzenlemelere bağlı olarak değişiklik gösterebilir.
Atık su arıtımında, üçüncül arıtma (ayrıca derin arıtma veya ileri arıtma olarak da bilinir), atık sudaki besin kirleticilerini, çözünmüş maddeleri, ince askıda katıları, biyolojik olarak parçalanamayan organik maddeleri ve tuzu daha da uzaklaştırmayı amaçlar. Bu işlem genellikle çeşitli filtreleme ve dezenfeksiyon yöntemlerini içerir. Aşağıda farklı üçüncül filtreleme ve dezenfeksiyon yöntemlerine genel bir bakış yer almaktadır:
Kum filtrasyonu, atık sudaki asılı parçacıkları ve kolloidleri bir kum tabakası aracılığıyla filtreleyen fiziksel bir filtreleme yöntemidir. Kum filtreleri atık su kalitesini iyileştirmek için genellikle atık su arıtımının son aşamasında kullanılır.
Pıhtılaşma, daha sonra çökeltme veya filtrasyonun giderilmesi için koloidal parçacıkları ve sudaki küçük askıda kalan maddeleri daha büyük floklar halinde toplamak için pıhtılaştırıcıların eklenmesi işlemidir. Pıhtılaşma işlemi, atık su arıtımında arıtma verimliliğini ve atık su kalitesini artırmak için yaygın olarak kullanılmaktadır.
Mikrofiltrasyon (mikrofiltrasyon olarak da bilinir), bir çözeltideki mikron veya nano boyutlu parçacıkları ve bakterileri filtreleyebilen hassas bir filtreleme teknolojisidir. Mikrofiltrasyon membranları genellikle üçüncül arıtmada, atık sudaki askıda kalan küçük maddeleri ve kolloidleri uzaklaştırmak için kullanılır.
Aktif karbon adsorpsiyonu, çözünmüş organik madde, artık klor ve ağır metaller gibi kirleticileri kanalizasyondan uzaklaştırmak için aktif karbonun gözenekli yapısını ve güçlü adsorpsiyon kapasitesini kullanır. Bu yöntem özellikle derin arıtmada etkilidir ve atık suyun kalitesini önemli ölçüde artırabilir.
Ters ozmoz, solventleri (su gibi) basınç altında çözünen maddelerden (tuz, organik madde vb.) ayırmak için yarı geçirgen bir membranın seçici geçirgenliğini kullanan bir membran ayırma teknolojisidir. Ters ozmoz teknolojisi genellikle deniz suyunun tuzdan arındırılmasında ve derin kanalizasyon arıtımında kullanılır ve kanalizasyondan tuzu ve çoğu organik maddeyi etkili bir şekilde giderebilir.
İyon değişimi, kanalizasyondaki belirli iyonların uzaklaştırılması veya geri kazanılması amacına ulaşmak için reçine üzerindeki iyonların kanalizasyondaki iyonlarla değiştirilmesidir. Bu yöntemin kanalizasyondan ağır metal iyonlarının uzaklaştırılmasında ve suyun yumuşatılmasında önemli etkileri vardır.
Klorlama dezenfeksiyonu en yaygın kullanılan dezenfeksiyon yöntemlerinden biridir. Kanalizasyona klor gazı, sodyum hipoklorit ve diğer klorürler eklenir ve klorun güçlü oksitleyici özelliği, kanalizasyondaki patojenik mikroorganizmaları öldürmek için kullanılır. Klorlama dezenfeksiyonunun iyi dezenfeksiyon etkisi ve düşük maliyet gibi avantajları vardır, ancak kalan klor sorunlarına neden olabilir.
Ultraviyole dezenfeksiyonu, ultraviyole ışınlarının fotokimyasal etkisini kullanarak patojen mikroorganizmaların DNA veya RNA yapısını yok ederek üreme yeteneklerini kaybetmelerini sağlar ve dezenfeksiyon amacına ulaşır. Ultraviyole dezenfeksiyonu, kimyasal kalıntı ve yan ürün olmaması gibi avantajlara sahiptir, ancak su kalitesinden etkilenebilir ve bu da dengesiz dezenfeksiyon etkilerine neden olabilir.
Ozon dezenfeksiyonu, kanalizasyondaki patojenik mikroorganizmaları öldürmek için ozonun güçlü oksitleyici özelliklerini kullanır. Ozonun su içinde ayrışması sonucu oluşan oksijen atomları ve hidroksil serbest radikalleri, dezenfeksiyon etkisi elde etmek için mikroorganizmaların hücre yapısını hızla tahrip edebilir. Ozon dezenfeksiyonu, kapsamlı sterilizasyon ve ikincil kirliliğin olmaması gibi avantajlara sahiptir, ancak ekipman yatırımı ve işletme maliyetleri yüksektir.
Yukarıda belirtilen yaygın dezenfeksiyon yöntemlerinin yanı sıra termal dezenfeksiyon, radyasyon dezenfeksiyonu, iyonlaştırıcı radyasyon sterilizasyonu, hidrojen peroksit plazma sterilizasyonu gibi dezenfeksiyon yöntemleri de vardır. Bu yöntemlerin kendi avantajları ve dezavantajları vardır ve farklı kanalizasyon arıtma senaryoları ve ihtiyaçları için uygundur.
Su Arıtmada Kullanılan Ortam Türleri
Su arıtımında kullanılan ortamın türü, spesifik prosese ve istenen sonuca bağlıdır. İşte bazı yaygın medya türleri:
Filtrasyon Ortamı
Kum: Kum filtrelerinde askıdaki katı maddeleri uzaklaştırmak ve bulanıklığı azaltmak için kullanılır.
Antrasit: Yüksek gözenekliliği ve düşük yoğunluğu nedeniyle filtrelerde kullanılan bir kömür türüdür.
Çakıl: Filtrelerde destek katmanı olarak kullanıldığı gibi, kendisi de filtre ortamı olarak kullanılabilir.
Diyatomlu Toprak (DE): Çok ince parçacıkları uzaklaştırmak için DE filtrelerinde kullanılan, fosilleşmiş diatomlardan oluşan doğal bir malzeme.
Aktif Karbon: Organik maddeleri, tadı, kokuyu ve bazı kimyasalları gidermek için kullanılır.
İyon Değiştirme Reçinesi: Sudaki sertlik gibi çözünmüş mineralleri uzaklaştırmak için kullanılır.
Membran Filtreler: Membran filtrasyon proseslerinde boyutlarına göre partikül ve mikroorganizmaların uzaklaştırılmasında kullanılır.
Dezenfeksiyon Ortamı
Klor: Bakteri ve virüsleri öldürmek için suya eklenen yaygın bir dezenfektandır.
Ultraviyole (UV) Işık: Mikroorganizmaları UV radyasyonuna maruz bırakarak öldürmek için kullanılır.
Ozon: Kirleticileri oksitleyebilen ve mikroorganizmaları öldürebilen güçlü bir dezenfektandır.
Kireç: Suyun pH'ını yükseltmek için kullanılır ve sertliği gidermek için de kullanılabilir.
Soda Külü: Suyun alkaliliğini arttırmak için kullanılır.
Biyolojik Arıtma Ortamı
MBBR Bio Filtre Ortamı: Biyofilmin büyümesini destekleyen, yüksek yüzey alanına sahip plastik taşıyıcılardır. Biyolojik atık su arıtımında hareketli yataklı biyofilm reaktörlerinde (MBBR'ler) kullanılırlar.
Bio Blok Filtre Ortamı: Biyofilm büyümesi için geniş yüzey alanı sağlayan, petek yapılı plastik bloklardır. Atık su arıtımında biyofiltrasyon sistemlerinde kullanılırlar.
Rastgele Kule Paketleme: Biyolojik atıksu arıtımında dolgulu yataklı reaktörlerde kullanılan düzensiz şekilli malzemelerdir. Biyofilm büyümesi için geniş bir yüzey alanı sağlarlar ve iyi gaz-sıvı temasını desteklerler.
Diğer Medya
Tüp Çöktürücü Arıtıcı: Bu, kendi başına bir ortam değil, daha ziyade atık sudaki askıda katı maddelerin çökelmesini iyileştirmek için bir dizi tüp kullanan bir cihazdır.
MB Membran Biyo-Reaktör: Biyolojik arıtmayı membran filtrasyonla birleştiren bir tür membran biyoreaktörüdür. Membranlar polimer veya seramik gibi farklı malzemelerden yapılabilir.
Disk Kabarcıklı Difüzör: Hava kabarcıklarını suya eşit şekilde dağıtmak için bir dizi disk kullanan bir difüzör türüdür. Atık su arıtımında havalandırma sistemlerinde kullanılır.
Kabarcık Tüplü Difüzör: Bu, hava kabarcıklarını suya salmak için küçük delikleri olan bir tüp kullanan bir difüzör türüdür. Atık su arıtımında havalandırma sistemlerinde kullanılır.
Spiral Karıştırma Havalandırıcı: Suyu karıştırmak ve havayı vermek için spiral bıçak kullanan bir havalandırıcı türüdür. Atık su arıtımında havalandırma sistemlerinde kullanılır.
Çamur Susuzlaştırma Makinesi: Bu, başlı başına bir ortam olmayıp, çamurun susuzlaştırılmasında kullanılan bir makinedir. Bant filtreler veya santrifüjler gibi farklı teknolojileri kullanabilir.
Ortam seçimi su kalitesi, istenen arıtma hedefleri ve farklı seçeneklerin maliyet etkinliği gibi faktörlere bağlıdır. Örneğin, kum ve çakıl nispeten ucuzdur ve çeşitli filtreleme uygulamaları için kullanılabilirken, aktif karbon ve iyon değiştirme reçineleri daha özeldir ve daha maliyetli olabilir.