(Bulking & Foaming - Çamur Kabarması ve Köpürmesi )

Aktif çamur prosesine dayalı biyolojik arıtmalarda yetişen mikroorganizmalar tipik olarak, % 95 bakteri ve % 5 ise yüksek mertebeli canlılardan (protozoa, rotifer, vb.) meydana gelir.

Biyolojik arıtma tesislerinde en sık yaşanılan problemler ağırlıklı olarak Çamur Kabarması ve Köpürmedir. Çamur kabarması denilince akla gelen ilk unsur filamentli bakterinin aşırı miktarda bulunması denir. Oysa aktif çamur dahilinde bir miktar filamentli bakteri bulunması flok oluşumu için oldukça faydalıdır. Filamentli organizma eksiliği küçük, kolay parçalanabilen (toplu - iğne başı şeklinde) flok oluşmasına neden olur. Yaklaşık 20 ye yakın filamentli organizma türü vardır ve her biri arıtma tesisinin işletilmesinde sorun yaşatabilir.

Arıtma tesislerinde köpürmeye neden olan "Nocardia" ve "M.Parvicella" gibi mikroorganizmalar da filamentlidir. Bu organizmaların sebep olduğu köpük ; kalıcı, koyu kahve renkli olup taziksiz suyla veya kimyasal köpük kesicilerle yok edilmesi olanaksızdır. Zaman zaman köpük seviyesi 180 cm e kadar ulaşabilir. Ayrıca soğuk hava şartlarında bu köpük katılaşarak temizlenmesini daha zor bir hale getirir.

Pek çok durumda aktif çamur mikrobiyolojisinin yavaş bir değişim gösterdiği düşünülürse, filamentli bakteriden kaynaklanabilecek köklü değişim için 2 - 3 günlük (Çamur Yaşı) bir süre yeterli olacaktır.

Çamur kabarmasına neden olan filamentli bakterilerin oluşumunu sağlayan ve/veya hızlandıran 5 ana unsur aşağıda listelenmiştir.

Havalandırma havuzundaki düşük çözünmüş oksijen konsantrasyonu : Çözünmüş oksijen konsantrasyonun 0.01 - 0.03 e kadar düşmesi durumunda filamentli bakteriler (özellikle 1701 tipi) yüksek bir üreme hızına kavuşur. Bu gibi durumlarda hava sağlayan cihazların kapasitesi artırılarak çözünmüş oksijen konsantrasyonu 2.0-4.0 mg/lt aralığına getirilmelidir. İdeal değer için 2.0 mg/lt denebilir. Ayrıca havalandırma havuzundaki MLSS miktarı da artırılabilir.
Organik yükün azalması (düşük F:M oranı) ; F/M oranı arıtılmadır, böylece çamur yaşı düşer. F/M yada çamur yaşının arıtılması / azaltılması geri devir oranı ve/veya fazla çamur miktarlarının değiştirilmesi ile sağlanabilir. Havalandırma havuzundaki MLSS miktarı da artırılabilir. PFR (plug flow reactor) AKTİF ARITMA dönüşüm yapılabilir veya selektör kullanılabilir.
Ham atıksuyun septikleşmesi / sülfit ; Bazı tür filamentli organizmalar hetetrofik olmalarına rağmen aynı zamanda inorganiklerin oksidasyonu veya indirgenmiş sülfürden de enerji kazanarak diğer katı hetetrofik olan flok yapıcı rakiplerine karşı üstünlük sağlamış olurlar. Bu gibi filamentli organizmaların sebep olduğu çamur kabarmaları durumunda SVI değerlerinin 500 ml/g aştığı görülmüştür. Havalandırma kapasitesi artırılmalı veya septiklik kimyasal olarak ta giderilebilir (ön arıtma).
Besi maddesi eksikliği ; Bu durum evsel atıksudan ziyade daha çok endüstriyel atıksuların arıtılmasında görülür. BOD5/N/P oranı 100/5/1 e getirilerek bu durum düzeltilebilir. Çıkış suyundan alınan numune üzerinde yapılan analizde en az 1.0 mg/lt inorganik azot -N (NH3 ve NO3-N) ve 0.2 mg/lt çözülebilir PO4-P olmalıdır.
Düşük pH (< 6.0) ; Havalandırma havuzu pH değeri sülfürik asit veya kireçle 6.5 - 8.5 aralığına çekilmelidir.

Nocardia , çamur kabarmasına (bulking) değil , çamur köpürmesine neden olur. Nocardia köpürmesinde çamur kalın- kalıcı ve kahve rengi kalıplaşmış bir yapıya bürünür. Bu köpük havalandırma havuzu veya çökeltme tankı üzerinde oluşabilir.

Çamur yaşının 9 günü geçmesi durumunda köpürme problemiyle karşılaşılabilir. M. Parvicella yani diğer mikroorganizma için ise düşük F/M değerleri, yağ-gres miktarının yüksekliği ve soğuk hava şartları görülebilir. Nocardia daha çok yazın, M. Parvicella ise kışın görülür. Amerikadaki evsel nitelikli atıksularda yağ - gres oranının Avrupaya nazaran yüksek olmasından dolayı Avrupada M. Parvicella daha nadir görülür.

Çamur köpürmesini engellemek için genelde hava miktarı azaltılır, fakat bu durum düşük oksijen konsantrasyonuna yol açar, başka bir deyişle bu seferde çamur kabarması sorununun başlangıcına yol açılmış olur. Aynı zamanda arıtma veriminden de ödün verilmiş olur.

Klasik çözüm ise ; çamur yaşının düşürülmesidir. Nocardia sorunu yaşayan çoğu arıtma tesisinin çamur yaşını 2 güne kadar düşürdüğü tespit edilmiştir. Diğer başka bir çözüm ise köpük kapanlarının kurulması veya tazyikli su sıkılarak köpüklerin parçalanmasıdır.

Arıtma tesislerinde karşılaşılan köpük cinsleri ve nedenleri aşağıda açıklanmıştır.

Beyaz - gri (kirli beyaz) renkte ince köpük : Düşük çamur yaşı " genç çamur" , bazı yüzey aktiflerin arıtılabilmesi için yeterli süre olmaması - deterjan vb. gibi .
Açık beyaz renkte çok kabaran köpük ; Biyolojik olarak parçalanamayan deterjanlardan dolayı meydana gelir. Artık pek rastlanılmıyor.
Kül renginde köpük ; Anaerobik çürütücülerden, santrifüjlerden veya filtrepres gibi susuzlaştırma ünitelerinin süzüntü suyunun çok miktarda olmasından kaynaklanır.
Kalın, gri renkte sümüksü yapıda köpük ; Daha çok endüstriyel atıksu arıtma sistemlerinde görülür. Besi eksikliğinden meydana gelir. BOD5/N/P oranı 100/5/1 olarak sağlanmalıdır. Bu durumda mikroorganizmalar, besi eksikliğinde dolayı yüksek miktarda polisakkarit üretirler.
Son çökeltme havuzunda kalın çamur tabakası ; Denitrifikasyon : yani atıksuda nitrat varlığına delalet eder. Çamur , çökeltme tankında uzun süreden beri bekliyor demektir. Daha çok sıcak havalarda meydana gelir.
Kalın, kahverengi, kalıcı köpük ; Nocardia'nın varlığından kaynaklanır. (Nocardia da filamentli bir organizmadır)
Aktif çamur proseslerinde, filamentli organizmalar dışında karşılaşılan bazı problemler şunlardır ;

Zayıf Flok Oluşumu : Çıkış suyu bulanık olur. Zayıf floklar kolay parçalandıkları için Çökeltme Havuzunda kolayca çöktürülemezler. En büyük sebebi özellikle Uzun Havalandırmalı sistemlerde aşırı derecede havalandırılıyor olmasıdır.

Dağınık Büyüme : Flok oluşumu yoktur, biyokütle çökelmesi diye bir durum söz konusu olmaz ve çıkış suyu çok bulanıktır. En büyük sebebi F/M oranının yüksek olmasıdır. Yani çok yüksek bir organik yükleme söz konusudur. Atıksudaki H2S konsantrasyonu da bu duruma sebebiyet verebilir. Ön havalandırma işlemi yapılmalı veya organik yüklemenin azaltılmalıdır.

Zoogleal Kabarması : Yüksek F/M oranlarında flok yapıcı Zoogloea bakterisinin floklara müdahalesinden meydana gelir.

Besi eksikliği - Kabarma ve Köpürme ; Jöle şeklinde meydana gelen bu kabarma çamur çökelmesini olumsuz etkiler. BOD5/N/P oranı 100/5/1 olarak sağlanmalıdır.

Yüzen Çamur (Denitrifikasyon) : Nocardia ve M. Parvicella gibi köpük yapıcı maddelerin yokluğunda, nitrojen gazı ile birlikte çamur, çökeltme havuzu yüzeyine doğru çıkar. Suda nitratın varlığını gösterir. Daha çok sıcak havalarda meydana gelir.

Optimum aktif çamur performansı ; serbest yüzen siliatlar, askıda siliatlar ve rotiferlerin beraberliğinde meydana gelir. Yapılan araştırmalarda PFR (plug flow reactor) tipi havalandırma havuzlarındaki çamur kabarmasının CSTR (tam karışımlı) tipi havalandırma havuzlarına nazaran daha az olduğu tespit edilmiştir. Özetle çözünmüş oksijen konsantrasyonu 1 mg/lt nin altına asla düşmemelidir. Çamur kabarmalarını önlemek için başvurulan en popüler yöntemin RAS (Geri Devir Çamur) hattına klor ilavesi olduğu tespit edilmiştir. Dozaj miktarı dezenfeksiyonda kullanılan miktardan daha az olmalı ve kademeli olarak artırılmalıdır. Farklı bir dozaj aralığı olarak ise 1000 kg MLVSS/gün için 1 - 10 kg klor (sodyum hipoklorit) kullanılabilir. Klor miktarının yeterli olup olmadığı en geç 3 - 5 gün içerisine belli olacaktır. RAS klorinasyonunu müteakip en popüler yöntem hava miktarının artırılması, WAS (fazla çamur hattı) miktarı artırılıp/azaltılarak F/M oranının kontrolüdür. Ayrıca RAS miktarının değiştirilmesi ve RAS hattı dağıtımının havalandırma havuzuna farklı noktalardan yapılması da çözüm olabilir.

Çökeltme havuzuna polimer ilavesi ile çamurun kolay çökmesi sağlanabilir. Bunun için polimer satıcısı firma tarafından uygun polimerin Jar Test ile tespit edilmesi gerekir.

Çamur kabarmasında; kullanılan bir başka yöntem ise Selektördür. Selektör ; RAS ve ham atıksuyun havalandırma havuzuna girmeden önce karıştığı ayrı bir hazne/havuz/yapıdır. Selektörde özellikle F/M oranı üzerinde değişiklikler yapılır.