Atıksu Arıtma Sistemleri

Evsel nitelikli atıksu, temel olarak konutlardan, ticari binalardan (ofisler, okullar, restoranlar vb.) ve kurumlardan kaynaklanan, günlük insani faaliyetler sonucu oluşan kirli sudur.

Bu su, iki ana bileşenden oluşur:

1. Siyah Su: Tuvaletlerden gelen, yüksek oranda fekal madde (dışkı, idrar) ve patojen içeren su.
2. Gri Su: Mutfak lavaboları, banyolar, duşlar ve çamaşır makinelerinden gelen; sabun, deterjan, yağ ve gıda artıkları içeren su.

Evsel atıksu, yüksek oranda organik madde, askıda katı madde (AKM), besin maddeleri (azot ve fosfor) ve potansiyel olarak hastalık yapıcı mikroorganizmalar (bakteri, virüs) içerir.

Atıksuyun arıtılması, hem çevre sağlığı hem de halk sağlığı açısından kritik bir zorunluluktur.

• Halk Sağlığını Korumak: Arıtılmamış atıksu, tifo, kolera, dizanteri gibi su yoluyla bulaşan ciddi hastalıkların yayılmasına neden olabilecek patojenler içerir.
• Çevreyi Korumak (Su Kaynakları): Atıksu doğrudan nehirlere, göllere veya denizlere deşarj edildiğinde, içindeki yüksek azot ve fosfor “ötrofikasyon” olarak bilinen yosun patlamalarına yol açar. Bu durum, sudaki oksijeni tüketerek balıkların ve diğer su canlılarının kitlesel ölümüne neden olur.
• Oksijen Tüketimini Önlemek: Organik maddelerin su ortamında çürümesi, sudaki çözünmüş oksijeni tüketir. Bu da su ekosisteminin bozulmasına yol açar.
• Yasal Yükümlülükler: Çevre mevzuatları, atıksuların doğaya deşarj edilmeden önce (Deşarj Standartları) belirli bir kaliteye getirilmesini zorunlu kılar.
• Estetik ve Koku: Arıtılmamış su, alıcı ortamda ciddi koku problemlerine ve çirkin bir görüntüye neden olur.

Evsel nitelikli atıksuyun arıtılması genellikle üç ana aşamada (ve ek bir çamur aşamasında) gerçekleşir. Bu süreç “Konvansiyonel Aktif Çamur Sistemi” olarak bilinir:

1. Fiziksel Arıtma (Ön Arıtma):
   • Izgaralar/Elekler: Suya karışmış kaba çöplerin (tuvalet kağıdı, poşet, katı atıklar) tutulduğu ilk aşamadır.
   • Kum ve Yağ Tutucu: Suyun hızı yavaşlatılarak kum, çakıl gibi inorganik maddelerin çökmesi ve su yüzeyindeki yağların sıyrılması sağlanır.
   • Ön Çöktürme: Suda askıda bulunan katı maddelerin bir kısmının yerçekimi etkisiyle çökertildiği havuzlardır.
2. Biyolojik Arıtma (İkincil Arıtma):
   • Arıtmanın kalbi sayılan bu aşamada, mikroorganizmalar (bakteriler) kullanılır.
   • Atıksu, havalandırma havuzlarına alınır. Bu havuzlara “blower” (hava körükleri) yardımıyla sürekli oksijen verilir.
   • Oksijenli ortamda yaşayan bakteriler, atıksu içindeki çözünmüş organik maddeleri (kirleticileri) besin olarak tüketir ve parçalar. Bakteriler bu sayede çoğalır ve “aktif çamur” adı verilen yumakları oluşturur.
3. Çöktürme ve Dezenfeksiyon (İleri Arıtma):
   • Son Çöktürme: Biyolojik arıtmadan çıkan su (içinde bakteri yumakları bulunur), son çöktürme tanklarına alınır. Burada bakteriler (aktif çamur) dibe çöker, üstte ise arıtılmış temiz su kalır. (Dibe çöken çamurun bir kısmı, havalandırma havuzunun başına geri gönderilir ki bakteri popülasyonu devam etsin).
   • Dezenfeksiyon: Üstten alınan arıtılmış su, doğaya verilmeden önce klorlama, ultraviyole (UV) ışınları veya ozonlama yöntemleriyle dezenfekte edilerek kalan son patojenler de yok edilir.
4. Çamur Arıtma:
   • Ön ve son çöktürme tanklarının dibinde biriken çamura “arıtma çamuru” denir. Bu çamurun su oranı çok yüksektir. Bu çamur, susuzlaştırma (filtre pres, dekantör vb.) ve stabilizasyon (çürütme) işlemlerinden geçirilerek hacmi küçültülür ve bertaraf edilir veya gübre/enerji kaynağı olarak kullanılır.

Bir atıksu arıtma tesisinde kullanılan başlıca ekipmanlar şunlardır:

• Izgaralar (Mekanik veya Manuel): Kaba atıkları tutmak için kullanılan çubuk veya eleklerdir.
• Kum Tutucu ve Yağ Ayırıcılar: Genellikle betonarme veya çelik tanklardır.
• Pompalar (Dalgıç, Santrifüj): Suyun ve çamurun tesis içinde istenen noktaya iletilmesini sağlar.
• Blowerlar (Körükler): Biyolojik arıtma için gerekli olan havayı (oksijeni) üreten makinelerdir.
• Difüzörler: Blower’dan gelen havayı, havalandırma havuzunun dibinde ince kabarcıklar halinde suya dağıtan ekipmanlardır.
• Çöktürme Tankları (Betonarme veya Çelik): İçerisinde genellikle yavaşça dönen sıyırıcılar bulunur.
• Dezenfeksiyon Ekipmanları: Klor dozaj pompaları veya UV lambaları.
• Çamur Susuzlaştırma Ekipmanları: Filtre pres, bant pres veya dekantör (santrifüj).
• Boru ve Vanalar: Sistemin bağlantı elemanları (genellikle PVC, HDPE veya metal).

Paket arıtma sistemi, yukarıda anlatılan konvansiyonel arıtma süreçlerinin (fiziksel, biyolojik ve çöktürme) tamamını tek bir kompakt ünite içinde toplayan, fabrikada imal edilmiş hazır sistemlerdir.

• Amacı: Özellikle merkezi kanalizasyon sisteminin bulunmadığı veya tesis inşaatının zor olduğu yerlerde kullanılır.
• Kullanım Alanları: Siteler, oteller, tatil köyleri, şantiyeler, askeri birlikler, fabrikalar ve nüfusu az olan (genellikle 50 – 5000 kişi arası) yerleşimler için idealdir.
• Özellikleri:
  • Kompakt: Az yer kaplarlar.
  • Modüler: İhtiyaca göre kapasite artırılabilir.
  • Hızlı Kurulum: Fabrikada hazırlandığı için sahada montajı çok hızlıdır.
  • Otomatik: Genellikle tam otomasyonlu çalışırlar, az operatör müdahalesi gerektirirler.
  • Taşınabilirlik: Genellikle çelik veya fiberglas/polietilen tanklardan yapıldıkları için gerekirse başka bir yere taşınabilirler.

Bu sistemler, biyolojik arıtmayı SBR (Ardışık Kesikli Reaktör) veya MBR (Membran Biyoreaktör) gibi daha kompakt teknolojiler kullanarak gerçekleştirebilir.

Endüstriyel nitelikli atıksu, fabrikalar, üretim tesisleri, sanayi bölgeleri ve imalathaneler gibi endüstriyel faaliyetler sonucunda oluşan atıksudur. Evsel atıksuyun aksine, endüstriyel atıksuyun karakteristiği “sektörden sektöre” tamamen değişiklik gösterir.

Evsel atıksu büyük ölçüde öngörülebilir organik kirlilik içerirken, endüstriyel atıksu:

• Ağır metaller (Cıva, kurşun, krom, kadmiyum vb.)
• Zehirli (toksik) kimyasallar
• Petrol ve yağ türevleri
• Yüksek veya düşük pH değerleri (çok asidik veya bazik)
• Yüksek sıcaklıklar
• Renk (özellikle tekstil ve boya sanayisinde)
• Çok yüksek organik yük (özellikle gıda sanayisinde)
• Çözücüler ve solventler

gibi kirleticileri içerebilir. Bu nedenle, bir metal kaplama tesisinin atıksuyu ile bir süt fabrikasının atıksuyu birbirinden gece ve gündüz kadar farklıdır.

Endüstriyel atıksuyun arıtılması, evsel atıksudan bile daha kritik ve zorunlu nedenlere dayanır:

• Yasal Zorunluluklar ve Ağır Cezalar: Her sanayi kolu için belirlenmiş çok katı “Deşarj Standartları” (Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği vb.) vardır. Bu standartlara uymayan tesislere çok ağır para cezaları, üretimi durdurma ve hatta kapatma cezaları verilir.
• Çevresel Felaketleri Önlemek: Bu atıksuların içerdikleri toksik kimyasallar ve ağır metaller, deşarj edildikleri nehir, göl veya denizde “kitlesel canlı ölümlerine” ve ekosistemin geri dönülmez şekilde yok olmasına neden olabilir.
• Toprak ve Yeraltı Suyu Kirliliği: Arıtılmayan sular toprağa sızarak tarım alanlarını zehirleyebilir ve içme suyu olarak kullanılan yeraltı sularını kirletebilir.
• İnsan Sağlığı: Bu kimyasallar besin zinciri yoluyla (örn. balıklar) veya içme suyu yoluyla insanlara ulaşarak kanser, nörolojik bozukluklar ve birçok kronik hastalığa yol açar.
• Kanalizasyon Sistemini Korumak: Eğer tesis atıksuyunu belediye kanalizasyon sistemine (ve oradan merkezi arıtmaya) verecekse, “ön arıtma” yapmak zorundadır. Aksi takdirde, asidik/bazik veya kimyasal içerikli su, hem borulara (korozyon) hem de belediyenin biyolojik arıtma tesisindeki faydalı bakterilere zarar vererek tüm şehir sistemini çökertebilir.
• Su Geri Kazanımı: Artan su kıtlığı ve su maliyetleri nedeniyle, birçok modern tesis atıksuyunu arıtarak kendi üretim proseslerinde (örn. soğutma kulesi, kazan suyu) “geri kullanmayı” tercih etmektedir. Bu, ciddi bir maliyet avantajı sağlar.

Endüstriyel atıksu arıtma “terzi dikimi” bir iştir. Her tesis için atıksu karakterine özel bir proses tasarlanır. Genellikle evsel arıtmadan farklı olarak kimyasal prosesler çok daha ağırlıktadır.

Ana arıtma yöntemleri şunlardır:

1. Fiziksel Arıtma:
   • Izgara, Elekler, Kum Tutucular: Kaba katıların ve çökebilen maddelerin tutulması.
   • Yağ Ayırıcılar (DAF): Özellikle yağ ve gres oranı yüksek (gıda, petrokimya) tesisler için “Çözünmüş Hava Flotasyonu” (DAF) sistemleri kullanılır.
   • Dengeleme Havuzları: Sanayi tesislerinde üretim vardiyalara göre değiştiği için atıksu miktarı ve kirliliği gün içinde çok dalgalanır. Dengeleme havuzları, bu suyu biriktirip karıştırarak arıtma tesisine homojen (dengeli) bir su gönderilmesini sağlar.
2. Kimyasal Arıtma (En sık kullanılan yöntem):
   • Nötralizasyon: Atıksuyun pH’ını ayarlamak için asit veya kostik (baz) eklenmesidir.
   • Koagülasyon ve Flokülasyon (Pıhtılaştırma/Yumaklaştırma): Suya kimyasallar (koagülant ve flokülant) eklenerek sudaki çözünmüş veya askıdaki kirleticilerin (örn. ağır metaller) birleşerek pıhtılaşması ve çökebilecek “yumaklar” (flok) oluşturması sağlanır.
   • Kimyasal Çöktürme: Oluşan bu flokların çöktürme tankında çökertilerek sudan ayrılmasıdır.
3. Biyolojik Arıtma:
   • Eğer atıksu yüksek oranda “organik madde” içeriyorsa (örn. gıda, içecek, kağıt endüstrisi) kimyasal arıtmadan sonra veya önce biyolojik arıtma (aktif çamur vb.) uygulanır.
   • Bazen çok yüksek organik yük için “Anaerobik Arıtma” (oksijensiz) tercih edilir, bu işlemden biyogaz (enerji) elde edilebilir.
4. İleri Arıtma (Geri Kazanım için):
   • Tesisin, deşarj standartları çok katıysa veya suyu geri kazanmak istiyorsa kullanılır.
   • Filtrasyon: Kum filtreleri, multimedya filtreler.
   • Aktif Karbon: Renk, koku ve çözünmüş kimyasalların giderilmesi.
   • Membran Sistemleri: Ultrafiltrasyon (UF) ve Ters Ozmoz (RO) sistemleri ile suyun saflaştırılarak proses suyu kalitesine getirilmesi.
   • İyon Değiştirme: Özellikle sudaki spesifik metalleri veya sertliği almak için kullanılır.

Endüstriyel tesislerde kullanılan ekipmanlar, atıksuyun agresif (aşındırıcı, kimyasal) yapısına dayanıklı olmak zorundadır.

• Dozaj Pompaları ve Tankları: Nötralizasyon, koagülasyon vb. için gerekli kimyasalları (asit, kostik, flokülant) hassas şekilde sisteme veren pompalar.
• pH ve ORP Metreler: Suyun pH ve oksidasyon potansiyelini anlık ölçen ve dozajı otomatikleştiren sensörler.
• Hızlı/Yavaş Karıştırıcılar (Mikserler): Kimyasalların suyla homojen karışması için kullanılır.
• DAF (Çözünmüş Hava Flotasyonu) Üniteleri: Yağ ayırmak için hava kabarcıkları üreten sistemler.
• Çöktürme Tankları (Kimyasal/Fiziksel): Genellikle konik tabanlı veya sıyırıcılı tanklar.
• Blower ve Difüzörler: Biyolojik arıtma varsa kullanılır.
• Filtre Pres veya Dekantörler: Arıtma sonucu oluşan (ve genellikle tehlikeli atık sınıfına giren) kimyasal çamuru susuzlaştırmak için kullanılır.
• İleri Arıtma Ekipmanları: Aktif karbon kolonları, Ters Ozmoz (RO) membran modülleri.
• Borulama ve Vanalar: Genellikle kimyasala dayanıklı PVC, HDPE, C-PVC veya Paslanmaz Çelik malzemeler tercih edilir.

Evsel atıksuda olduğu gibi, endüstriyel atıksu için de “paket” çözümler mevcuttur, ancak daha spesifiktirler:

• Endüstriyel Paket Arıtma: Genellikle daha küçük ölçekli sanayi tesisleri veya belirli bir kirlilik türüne odaklanan (örn. sadece yağ ayıran veya sadece pH dengelemesi yapan) fabrikada imal edilmiş, kompakt sistemlerdir.
• Örnekler: Konteyner içine kurulmuş bir DAF (yağ ayırma) ünitesi, bir şase üzerine monteli kimyasal arıtma (dozaj, karıştırma, çöktürme) ünitesi veya küçük kapasiteli MBR (Membran Biyoreaktör) sistemleri endüstriyel paket arıtmaya örnek verilebilir.
• Avantajları: Daha az yer kaplarlar, kurulumları hızlıdır ve belirli, standart bir atıksu karakteri için tasarlanmışlardır (örn. oto yıkama, küçük gıda atölyeleri, beton santralleri). Büyük ve karmaşık kimya tesisleri için genellikle paket sistemler yetersiz kalır.