"MY HEART IS BEATING FOR FREEDOM" SAID TO KDC.
search
  • Home
  • Blog
  • Kampüs Atıksularının Arıtılması

Kampüs Atıksularının Arıtılması

ÖZET

 

KAMPÜS ATIKSU ARITMA TESİSİ İÇİN ÖRNEK BİR TASARIM

 

Mustafa Uğur

T.C. Süleyman Demirel Üniversitesi

Mühendislik Fakültesi Çevre Mühendisliği Bölümü

Danışman: Yrd. Doç. Dr. Özlem SELÇUK KUŞÇU

Haziran 2012, 36 sayfa

 

Atıksuların arıtılması, fiziksel-kimyasal ya da biyolojik arıtma ile gerçekleşmektedir. Bu iki yöntem arasındaki fark, belirli oranda organik madde giderme yetenekleridir. Fiziksel – Kimyasal süreç, adsorplanamayan organik maddeleri giderememesinden dolayı daha düşük arıtma verimine sahiptir. Biyolojik süreç ise, biyolojik olarak ayrışamayan organik maddelerin varlığında düşük verime sahiptir.

 

Bu çalışmada kampüs atıksularının gerçek standartlar doğrultusunda atıksu arıtma tesisi tasarımı yapılarak bölümümüz öğrencilerine de örnek bir çalışma olması hedeflenmiştir.

 

Çalışma kapsamında kampüs atıksuyunun uygun arıtma yöntemiyle arıtılıp, arıtılan atıksuyun uygun şekilde geri kullanımı sağlanacaktır.

Anahtar kelime; atıksu ,tasarım, aktif çamur

 

 

 


 

ABSTRACT

 

A SAMPLE DESIGN FOR CAMPUS WASTEWATER TREATMENT PLANT

 

Mustafa Uğur

T.C. Süleyman Demirel Univercity

Faculty of Engineering Department of Environmental Engineering

Advisor: Asst. Doç. Dr. Özlem SELÇUK KUŞÇU

June 2012, 36 p

 

Wastewater purification can realize with the physical-chemical or physical-biological methods, The difference between these two methods is particular amounts of organic matter removal.

Physical – chemical process has a lower efficiency of treatment because it can’t adsorbe the organic material.The biological proses has a lower efficiency when the waste water contains the material which can’t decompose biologicaly.

Aim of this project ,which is for treating of our campus’ waste water,is an sample research for our students .

 

Within this Project the wastewater of the campus treats in suitable methods and re-using of treated water will be provided with this project.

Key words ; waste water, projection, activated sludge.

 

 

 

 

 

 

TEŞEKKÜR

 

Lisans çalışmam boyunca her zaman yakın ilgi ve desteğini gördüğüm değerli hocam  Sayın Yrd. Doç. Dr. Özlem SELÇUK KUŞÇU ‘ya en derin teşekkürlerimi sunarım. Çalışmalarım boyunca yardımlarını eksik etmeyen sevgili hocam Yrd. Doç. Dr. Ayla UYSAL’ a ve maddi manevi desteğini hiçbir zaman eksik etmeyen aileme ve arkadaşlarıma bilhassa Nihal ÇÖRT  ve İsmail ERTAN’a  teşekkür ederim.

 

İÇİNDEKİLER

1     GİRİŞ. 1

2     ATIKLARIN ARITIMI. 2

2.1      Biyolojik Arıtma Yöntemleri 2

2.1.1       Stabilizasyon havuzu. 2

2.1.2       Yapay sulak alanlar 3

2.1.3       Damlatmalı filtre. 4

2.1.4       Bardenpho prosesi 4

2.1.5       Aktif çamur prosesi 5

3     TASARIM… 6

3.1      Kişi Sayısı 7

3.2      Debi Hesabı 8

3.2.1       Sızma Debisi 8

3.2.2       Atıksu debisi 9

3.3      FİZİKSEL ARITMA.. 9

3.3.1       Ön Arıtma. 9

3.3.1.1    Izgaralar 10

3.3.1.1.1   Izgara Boyut Hesapları 10

3.3.1.1.2   Kaba Izgara Hesabı 11

3.3.1.1.3   Kanal Su Yüksekliği Hesabı 11

3.3.1.1.4   İnce Izgara Hesabı 13

3.3.1.1.5   Kanal Su Yüksekliği Hesabı 14

3.3.1.2    Havalandırmalı Kum Tutucu. 15

3.3.1.3    Debi Dengeleme Tankı 17

3.3.1.4    Ön Çökeltim Havuzu Tasarımı 19

3.4      İKİNCİL ARITIM.. 23

3.4.1       Aktif Çamur Havuzu Tasarımı 23

3.4.2       Son Çökeltim Havuzu. 28

3.4.2.1    Çamur Toplama Haznesi Hesabı 30

4     SONUÇ.. 32

5     KAYNAKLAR.. 35

 

 

Şekiller Dizini

Şekil 1: Dört basamaklı bardenpho prosesi 5

Şekil 2: Atıksu Arıtma Tesisi Akım Şeması 6

Şekil 3: Izgara şematiği 11

Şekil 4: Günlük debi salınımı 17

Şekil 5: Ön Çökeltim Havuzu Şematik Gösterimi 21

Şekil 6: Son Çökeltim Havuzu Şematik Gösterimi 29

 


Tablolar Listesi

 

Tablo 1: Atıksuyun Özellikleri 6

Tablo 2: Izgara boyutlandırma kriterleri 10

Tablo 3: Havalandırmalı kum tutucu tasarım özellikleri 16

Tablo 4: İller bankası hazne hacmine göre derinlik değerleri 19

Tablo 5: Ön çökeltim havuzu için tasarımda esas alınacak bekleme süreleri ve yüzeysel hidrolik yük kayıpları 20

Tablo 6: Havalandırma Havuzu Giriş – Çıkış Su karakterizasyonu. 23

Tablo 7: Son çökeltim havuzu bekleme süresi ve yüzeysel hidrolik yük kriterleri 28

Tablo 8:  Arıtılmış evsel atıksuların dezenfekte edilmeden sulamada kullanılıp kullanılamayacağını gösteren tablo (Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği Teknik Usuller Tebliği – E7.14 ) 33

Tablo 9:  Sulamada geri kullanılacak arıtılmış atıksuların sınıflandırılması (Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği Teknik Usuller Tebliği – E7.14) 33

 

 

 

 


1           GİRİŞ

 

Günümüzde kurulan üniversitelerin yerleşkeleri genellikle şehir merkezi dışında inşa edilmektedir. Şehir merkezine kurulan üniversiteler, atıksularını kanalizasyona deşarj edebilirken; şehir merkezinden uzakta kalan üniversiteler atıksularını arıtmak zorunda kalmaktadırlar.

 

Atıksuların arıtılması, fiziksel-kimyasal ya da biyolojik arıtma ile gerçekleşmektedir. Bu iki yöntem arasındaki fark, belirli oranda organik madde giderme yetenekleridir. Fiziksel – Kimyasal süreç, adsorplanamayan organik maddeleri giderememesinden dolayı daha düşük arıtma verimine sahiptir. Biyolojik süreç ise, biyolojik olarak ayrışamayan organik maddelerin varlığında düşük verime sahiptir.

 

Fiziksel-Kimyasal ve Biyolojik arıtıma karar verirken aşağıdaki durumlar göz önünde tutulmalıdır:

 

ü  Fiziksel-Kimyasal arıtım organik madde konsantrasyonu düşük olan atıksular için caziptir (BOİ5 konsantrasyonu 100 mg/L’den az)

ü  Fiziksel-Kimyasal arıtım, partiküler organik madde konsantrasyonu yüksek olan atıksular için caziptir

ü  Fiziksel-Kimyasal arıtım nispeten daha az arazi ihtiyacı gerektirirler ve özellikle toksik madde içeren atıksular için caziptir

 

Bu çalışmada kampüs atıksularının gerçek standartlar doğrultusunda atıksu arıtma tesisi tasarımı yapılarak bölümümüz öğrencilerine de örnek bir çalışma olması hedeflenmiştir.

 

Çalışma kapsamında kampüs atıksuyunun uygun arıtma yöntemiyle arıtılıp, arıtılan atıksuyun uygun şekilde geri kullanımı amaçlanmıştır.

 

 

2          ATIKLARIN ARITIMI

 

Atıklar başlıca sıvı, katı ve gaz atıklar olarak sınıflandırılmaktadır. Bu çalışmada sıvı atıklar yani atıksuların arıtımı üzerinde durulmaktadır.

 

Mevcut atık ve atıksu uzaklaştırma ve arıtma problemleri fiziksel, kimyasal ve biyolojik arıtım yöntemleriyle bazen küçük bazen de büyük yatırımlar yapılarak zamanla çözüme ulaştırılabilmesine rağmen sonuç olarak daima arıtılması çok güç konsantre arıtma çamurları ve katı atıklar kalmaktadır. Bu nedenle mali kaynakları zayıf olan ülkelerde basit, pahalı olmayan, geri kazanma ve yeniden kullanma metodlarıyla bağlantılı uygun arıtma tekniklerinin kullanılması ve bu tesislerden çıkacak artıkların ihmal edilmeden takip edilmesi gerekmektedir (Muslu Y.).

 

İkincil arıtma yöntemleri; Ön arıtma metotları ile uzaklaştırılamayan çözünmüş ve kolloidal organik maddelerin uzaklaştırıldığı arıtma basamağıdır. Çözünmüş ve kolloid organik maddeler basit çökeltme metotları ile arıtılamayacağı için, bu maddelerin çökelebilen katılara dönüştürülmesi gerekmektedir. Söz konusu dönüşüm bu maddeler ile mikroorganizmaları (bakteriyi) bir araya getirmekle gerçekleşir. Mikroorganizmalar çözünmüş ve kolloid maddeler üzerinde beslenirken büyürler ve çoğalırlar bu arada da çözünmüş ve kolloid maddeleri de çökelebilen katılar haline dönüştürürler.  İşte ikincil arıtım yöntemleri bu işlemleri gerçekleştiren biyolojik prosesler ve gerekmesi durumunda kullanılan son çökeltme tanklarını içerirler (Samsunlu A.,2006).

 

2.1         Biyolojik Arıtma Yöntemleri

2.1.1        Stabilizasyon havuzu

 

Stabilizasyon havuzları atıksu arıtma metotları içinde konvansiyonel arıtma prosesleri yerine veya bunlara ek olarak kullanılan en basit topraktan yapılmış sığ arıtma havuzlarıdır.  Stabilizasyon havuzlarına oksidasyon havuzlarıda denmektedir (Toprak H.).

Bu arıtma yönteminde atıksular ön arıtma ünitelerinden geçirildikten sonra havuzlara aalınır. Temel prensip sisteme dışarıdan enerji vermeden (havalandırma yapmadan) doğal ortamda arıtımın gerçekleştirilmesidir. ( Dağ C.M.)

 

Çökelebilen katı maddeler dipteki bakteriler tarafından, askıda kalan katı maddeler ise süspansiyon halde bulunan bakteriler tarafından ayrıştırılır. Azot ve fosfor gibi besin maddeleri ise yeşil alglerin fotosentez işlemi esnasında kullanılarak ortamdan uzaklaştırılmış olurlar.

 

Sistemin avantajları, aşırı derecede basit ve işleminin güvenilebilirliğinden kaynaklanmaktadır. Doğal arıtma neticesinde oluşan çamur miktarı diğer atıksu arıtma yöntemlerine kıyasla çok daha azdır ve oluşan çamur stabil halde olduğu için ayrıca bir çamur arıtım işlemine tabi tutmaya gerek yoktur. Bununla birlikte, doğal arıtma yavaş geliştiğinden büyük havuz hacimlerine ihtiyaç vardır. İklimin ise sıcak olması tercih sebebidir. ( Dağ C.M.)

 

2.1.2        Yapay sulak alanlar

 

Yapay sulak alan; suyun, substratın (besi maddesi), bitkilerin(vascular ve algler) genellikle bitkilerden düşen süprüntü maddelerinin, omurgasızların (çoğunlukla küçük sinek ve solucanlar) ve çeşitli mikroorganizmaların oluşturduğu kompleks bir topluluktur (Eremaktar ve diğerleri, 2005).

 

Sistem özel olarak tasarlanan yataklarda yetiştirilen bitkiler vasıtasıyla atıksuyun arıtılması esasına dayanmaktadır. Pahalı ekipmanlara ihtiyaç duymaz, enerji ihtiyacı yoktur, bakımı, onarımı ve işletmesi kolay, toprakla iç içe olan köylüler tarafından rahatça anlaşılabilir ve bakımı yapılabilir, makine ve işçilik imkanlarıyla kolayca inşa edilebilir.            Sistem, doğal yapının küçük taklitleri ortamdaki güneş enerjisini kullanabilme ve kendi kendini yenileyebilme kapasitesine sahip olmaları yabani hayat oluşturmaları atmosferin doğal dengesini korumaları organik madde, askıda katı madde, besinler, toksik maddeler, ağır metaller ve biyolojik unsurları giderebilmesi (arıtım kapasitesi) yüksektir (Eremaktar ve diğerleri, 2005).

2.1.3        Damlatmalı filtre

 

Damlatmalı filtre atıksu arıtımında kullanılan biyolojik arıtım yöntemlerinden biridir. Damlatmalı filtrelerde filtre içerisindeki mikroorganizmalar atıksu içersindeki organik maddeleri yiyerek arıtımı sağlar (Muslu Y.).

 

Temel prensibi belirli bir tank hacmine doldurulan kırma taş, plastik veya herhangi bir malzemenin üzerinde bakteri tabakası oluşturarak, bu malzemenin üzerinden ön arıtmadan geçirilmiş atıksuyu filtre etmek ve bu sayede atıksu içindeki kompleks organik maddelerin bakteriler tarafından parçalanmasını temin etmektir. Dairesel veya dikdörtgen geometride tanklar kullanılabilmektedir (Balman V,2002).

 

Filtre içersinde hava sirkülasyonunu temin etmek ve filtre yüzeyinin kuru kalmaması için tedbir almak gereklidir. Filtre yüzeyinde üreyen bakteri tabakası zamanla kalınlaşarak kopar ve çıkış suyu ile birlikte tankı terk eder. Atıksu içindeki bu bakteri kütlelerini sudan ayırmak için son çökeltme tankı kullanılması gereklidir. Son çökeltme tankından alınan bu bakteri kütlesi (çamur) sistem dışına alınarak çamur arıtım işlemlerine tabi tutulması gereklidir (Balman V,2002).

 

2.1.4        Bardenpho prosesi

 

Dört basamaklı Bardenpho prosesinde denitrifikasyonun olabilmesi için karbon kaynağı olarak hem atıksudaki karbon, hem de içsel solunum hidrolizi sonucu oluşan karbon kullanılır. Karbon oksidasyonu, nitrifikasyon ve denitrifikasyon için havuzda ayrı bölümler kullanılır (Metcalf ve diğerleri).

 

Atıksu öncelikle anoksik olan denitrifikasyon reaktörüne girer. Bu reaktöre aynı zamanda karbon oksidasyonu-nitrifikasyon reaktörü çıkış suyu da geri döndürülerek verilmektedir. Atıksudaki karbon, geri döndürülen sudaki nitratı denitrifiye etmek için kullanılır. Organik yükleme yüksek olduğundan, denitrifikasyon da hızlıdır. Atıksudaki amonyum ilk anoksik ortama girmektedir ve hiçbir değişime uğramadan sistemdeki ilk havalandırma tankına gelir. Bu tanktan çıkan nitrifiye olmuş atıksu, ikinci anoksik reaktöre girer. Bu ikinci reaktörde içsel solunum ile karbon sağlanır ve denitrifikasyon gerçekleştirilir. İkinci havalı reaktör nispeten küçük olup, azot gazının ortamdan uzaklaştırılması için kullanılır.  İkinci anoksik reaktörde son havalandırmada nitrifiye olmuş çamurdan ayrılan amonyağın denitrifikasyonu gerçekleştirilir. Bardenpho presesinin geliştirilmiş şekli olan beşli reaktör sistemi de azot ve fosforun birlikte arıtımı için  kullanılmaktadır (Metcalf ve diğerleri).z

 

Şekil 1: Dört basamaklı bardenpho prosesi

 

 

2.1.5        Aktif çamur prosesi

 

Aktif çamur proseslerinde  ızgaradan geçirilmiş veya çöktürülmüş atıksu son çöktürmeden gelen konsantre çamurun değişik miktarlarıyla (%20-100) karıştırılır. Bu karışım bir havalandırma tankına verilerek burada organizmalar ve atıksu havalandırılır. Bu işlem ile mikroorganizmaların oksijen ihtiyacı giderilirken muhteva iyi bir  şekilde karıştırılmış olur. Bu şartlar altında organizmalar organik maddenin bir kısmını enerji elde etmek amacıyla karbondioksit ve suya dönüştürür, kalan kısmını ise oksidasyonda elde edilen enerjiyi kullanarak yeni hücreler üretmek için kullanırlar (Kanat G).

Bu karıştırmadan sonra bir çökeltme tankına verilir ve burada flok halinde olan mikroorganizmalar çöktürülerek çıkış suyundan giderilir. Çöktürülen mikroorganizmalar veya aktif çamur daha sonra havalandırma tankının sonunda prosesin başına geri devir yapılarak tekrar atık suyla karıştırılır (Kanat G).

3          TASARIM

 

Çalışma kapsamında arıtılması planlanan atıksuyun karakterizasyonu Tablo 1′ de verilen özellikleri taşımaktadır. Kampüs atıksuları evsel nitelikli atıksu özellik göstermektedir.

 

Tablo 1: Atıksuyun Özellikleri

Parametreler

Aralık

Tipik Kullanımı

AKM

BIO5

30 – 80 g/N.gün

60 g/N.gün KOİ

KOİ

80 -200

120

TN

10 – 18

12

TP

2 -6

4

 

 

Özellikleri verilen atıksuyun arıtımı aktif çamur prosesine göre örnek olarak tasarlanacaktır.

 

Şekil 2: Atıksu Arıtma Tesisi Akım Şeması

 

 

 

3.1        Kişi Sayısı

 

Arıtma tesisi tasarımı için gerekli olan  kampüste bulunan kişi sayılarının belirlenmesinde Öğrenci İşleri Daire Başkanlığı, İdari işler Daire Başkanlığı, Sağlık Kültür ve Spor Daire Başkanlığı ile temizlik ve güvenlik hizmetleri birimleriyle görüşülmüş ve lisans öğrenci sayısı 25510, ön lisans öğrenci sayısı 4847, idari personel sayısı 1399, akademik personel sayısı 1821, yüksek lisans öğrenci sayısı 3569, doktora öğrenci sayısı 960, tezsiz yüksek lisans yapan öğrenci sayısı 279, temizlik görevlileri 450 kişi, güvenlik görevlileri 521 kişi olduğu bilgilerine ulaşılmıştır. Ayrıca hastanenin tam kapasite ile çalışma durumunda eklenecek olan kişi sayısı (hastane yataklı hasta kapasitesi) 419 olmak üzere (2012 yılı verilerine dayanarak) toplamda merkez yerleşke genelinde 39356 kişi bulunmaktadır.

 

Proje ömrünün 30 yıl olması sebebiyle üniversitenin 30 yıl içerisindeki açacağı fakülte, bölüm ve ek hizmet binaları hakkında görüşülmüş olup bu kararların ÖSYM Genel Merkezi tarafından belirlendiği gerekçesiyle sağlıklı bilgilere ulaşılamamıştır. Yeni bölümler açılması, ek hizmet binalarının kurulması veya kişi sayısını değiştirebilecek durumlara karşı ve üniversitenin bünyesinde bulunan endüstriyel nitelikli alanlar ve at çiftliğinini debi üzerideki etkilerini hesaba katmak amacıyla proje hesabında nufüs 50000 (NT) kişi olarak alınmıştır. Yaz aylarında (Haziran, Temmuz, Ağustos) yaz okulu öğrenci ve öğretim görevlilerinin sayıları değişken olduğundan yaz aylarındaki kişi sayılarındaki düşüş hassaslığı hesaba katılmamıştır.

 

Üniversite yerleşkesi atıksuyu karakterizasyonu bakımından evsel nitelikli olarak değerlendirilmektedir. Tablo 2’ye göre kişi başı su sarfiyatı (q) 120 L/N.G olarak alınmış ve su gereksinimi aşağıdaki bağıntıya göre 69,44 lt/sn olarak bulunmuştur.

 

=

 

 

Tablo 2: İller Bankası’na göre kişi başına günlük su sarfiyatı.

Nüfus (kişi)

Su Sarfiyatları (L/Kişi. Gün)

N < 3000

60

3001 – 5000

60 – 70

5001 – 10000

70 – 80

10001 – 30000

80 – 100

30001 – 50000

100 – 120

50001 – 100000

120 – 170

100001 – 150000

170 – 180

150001 – 200000

180 -200

 

 

 

3.2         Debi Hesabı

3.2.1        Sızma Debisi

 

Sızma kanalizasyon borularındaki atıksu basınçlı olarak akmadığından gerçekleşen sızma dışarıdan içeriye doğru olmaktadır. Bu durumda kanalizasyondaki atıksu miktarını arttırır. Kanala atıksu çatlaklardan, kırıklardan ve ek yerleri gibi yerlerden girebilir.

 

Isparta ili sürekli yağış alan bir bölgede olduğundan yağan yağmurların kanalizasyon sistemine girişimi, atıksu debisini arttıracağından hesaba katılmalıdır. Sızma debisi üniversitenin kurulu olduğu alan kullanılarak “Su toplama havzası hesabına” göre yapılmıştır.

 

Süleyman Demirel Üniversitesi alanı 400.000 m2 lik alan içine kurulmuştur (T.C. Kalkınma Bakanlığı–Erişim Tarihi:02.06.2012). Sızma debisi (Qi) hesabında birim alan başına düşen debi (qi) 0,06 lt/sn.ha ila 0,6 lt/sn.ha arasında seçilerek işlem yapılır. Bu çalışmada qi 0,1 lt/sn.ha olarak seçilmiş ve sızma debisi (Qi) 4 lt/sn olarak bulunmuştur.

 

 

 

3.2.2        Atıksu debisi

 

Atıksu arıtma tesisin projelendirme aşamasında atıksu debisinin minimum maximum ve ortalama debilerinin bilinmesi gerektiğinden bu değerler aşağıdaki bağlantılarla hesaplanmış ve maximum atıksu debisi (Qmax) , ortalama atıksu debisi (Qort)  ve minimum atıksu debisi (Qmin)  olarak bulunmuştur.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.3         FİZİKSEL ARITMA

 

Atıksu arıtma tesisindeki arıtma üniteleri ön arıtma, birinci kademe arıtma ve ikinci kademe arıtma olmak üzere üç ana grupta toplanabilir.

 

3.3.1        Ön Arıtma

 

Ön arıtmada atıksudaki kağıt, paçavra, plastik, metal gibi iri katı maddeler ile kum ve yağ-gres gibi maddelerin ayrılması  işlemi uygulanmaktadır. Bu maddeler bu aşamada uzaklaştırılmadığı takdirde pompalar ve çamur giderme ekipmanına, vanalara, borulara zarar vererek arıtmada problemlere yol açacaktır (Muslu Y.).

 

 

3.3.1.1       Izgaralar

 

Izgaralar, koruyucu ekipman olduklarından ilk ünite olarak kullanılırlar. Kaba ızgaralar atıksu ile gelebilecek iri maddeler (çöp, naylon, ahşap malzeme v.b) ızgarada tutulur ve zaman ayarlı temizleme mekanizması ile taranarak atıksudan uzaklaştırılır. Bu maddelerin arıtma tesisinde mevcut mekanik ekipmanlara zarar vermemesi ve boru hatlarında tıkanıklık yaratmaması için mutlaka uzaklaştırılması gereklidir. Bu çalışmada kaba ızgara ve ince ızgara kulanılarak askıda katı maddelerin bir kısmı ile katı maddelerin uzaklaştırılması planlanmıştır (Muslu Y.).

 

3.3.1.1.1      Izgara Boyut Hesapları

 

Izgara boyutlandırma işlemleri Tablo 3′ deki kriterlere uygun olarak tasarlanmıştır.

 

Tablo 2: Izgara boyutlandırma kriterleri

Tasarım Kriterleri

İnce ızgara

Kaba ızgara

Tasarım Debisi

Maksimum

Maksimum

Çubuk aralığı

3cm den küçük olmalı

3cm ≤ Aralık < 10cm

Yerleştirme açısı

600 ila 800 arasında

300 ila 600 arasında

Kanaldaki hız (m/sn)

Hız ≥ 0,45 m/sn

Hız ≥ 0,45 m/sn

Çubuklar arası hız (m/sn)

Hız ≤ 1 m/sn

Hız ≤ 1 m/sn

Temizleme Şekli

Mekanik

Elle

 

 

Izgara hesabı bağıntılarında kullanılan sembollerin ifade ettiği uzunluklar Şekil 3′ de gösterilmiştir.

 

Şekil 3: Izgara şematiği

 

 

3.3.1.1.2      Kaba Izgara Hesabı

 

Izgara kanal genişliği (B), ızgara çubukları arası mesafe (b) ve ızgara çubuk kalınlığu (s) tablo 3 e uygun olarak ve aşağıdaki bağıntılar vasıtasıyla hesaplanmış olup B 60 cm, b 3 cm ve s 0,5 cm olarak bulunmuştur.

 

B = 0,6 m, s = 0,5 cm, b = 3 cm olarak seçilerek,

 

|| (küsüratlı adet olmayacağından) yuvarlanarak ızgara adedi (n) 17 olarak bulunmuştur.

Izgara adedine göre gerçek ızgara kanal genişliğini (Bg) hesaplarsak;

 

Bg = 0,625 m olarak bulunur.

 

3.3.1.1.3      Kanal Su Yüksekliği Hesabı

 

Izgara yaklaşım kanalındaki su yüksekliği (hmax)  maksimum (Qmax)’a göre manning bağıntısının ızgaralara uyarlanmış versiyonu kullanılarak hesaplanmış ve hız kontrollerini sağlamıştır. Buna göre hmax 0,381 m olarak aşağıdaki bağlantılar sayesinde bulunmuştur.

 

Manning Bağıntısı;

 

Manning bağıntısının ızgaralara uyarlanmış versiyonu;

 

 

 

n: manning pürüzlülük katsayısı (0,013 olarak kabul edildi.)

J: taban eğimi (‰ 1 ila ‰0,5 arasında 0,00064 olarak kabul edildi)

 

Olmak üzere maksimum debi (0,14288 m3/sn) için hmax 0,381 m olarak bulunmustur.

 

 

Maksimum debiye göre kanal içerisinde oluşacak su yüksekliğinin ızgaralara yaklaşım hızının atıksu içerisindeki katı maddelerin çökelmemesi için 0,45 m/sn den büyük, ızgara çubukları arasındaki hızının 1 m/sn den küçük ve ızgara tıkalıyken (%70 tıkalı olması durumunda) yük kaybının 10 cm’yi geçmemesi gerekir. Bu kontrollerin aşağıdaki bağlanılar ile hesaplanarak sağlandığı görülmüştür.

 

Izgara yaklaşım hızı kontrolü

 

Qmax= Vmax x A   ||

 

 

Vmax = 0,6  m/sn olarak bulunmuş ve bu değer  0,45 m/sn’den büyük olduğundan uygundur.

 

Izgara çubukları arasındaki hız kontrolü

 

Qmax = Anet x V

 

Anet = (n+1) x b x hmax

                =17 x 0,03 x 0,381

=0,205 m2

 

olarak bulunmuş  ve bu değer  m/sn den küçük olduğundan uygundur.

 

Izgara tıkalıyken yük kaybı kontrolü

 

 

 

olarak bulunmuş ve bu değer 0,1 m den küçük olduğundan uygundur.

 

 

3.3.1.1.4      İnce Izgara Hesabı

 

Izgara kanal genişliği (B), ızgara çubukları arası mesafe (b) ve ızgara çubuk kalınlığu (s) tablo 3 e uygun olarak ve aşağıdaki bağıntılar vasıtasıyla hesaplanmış olup B 61 cm, b 1 cm ve s 0,5 cm olarak bulunmuştur.

 

B = 0,6 m, s = 0,5 cm, b = 1 cm olarak seçilerek,

 

|| (küsüratlı adet olmayacağından) yuvarlanarak ızgara adedi (n) 40 olarak bulunmuştur.

Izgara adedine göre gerçek ızgara kanal genişliğini (Bg) hesaplarsak;

 

Bg = 0,61 m olarak bulunur.

 

 

3.3.1.1.5      Kanal Su Yüksekliği Hesabı

 

Izgara yaklaşım kanalındaki su yüksekliği (hmin)  maksimum (Qmin)’e göre manning bağıntısının ızgaralara uyarlanmış versiyonu kullanılarak hesaplanmış ve hız kontrollerini sağlamıştır. Buna göre hmin 0,176 m olarak aşağıdaki bağlantılar sayesinde bulunmuştur.

 

Manning Bağıntısı;

 

Manning bağıntısının ızgaralara uyarlanmış versiyonu;

 

n: manning pürüzlülük katsayısı (0,013 olarak kabul edildi.)

J: taban eğimi (‰ 1 ila ‰0,5 arasında 0,00064 olarak kabul edildi)

 

Bağıntısından yararlanarak maksimum debi (0,04904 m3/sn) için hmin 0,176 m olarak bulunmustur.

 

Minimum debiye göre kanal içerisinde oluşacak su yüksekliğinin ızgaralara yaklaşım hızının atıksu içerisindeki katı maddelerin çökelmemesi için 0,45 m/sn den büyük, ızgara çubukları arasındaki hızının 1 m/sn den küçük ve ızgara tıkalıyken (%70 tıkalı olması durumunda) yük kaybının 10 cm’yi geçmemesi gerekir. Bu kontrollerin aşağıdaki bağlanılar ile hesaplanarak sağlandığı görülmüştür.

 

Izgara yaklaşım hızı kontrolü

 

Qmin= Vmin x A   ||

 

Vmin = 0,46  m/sn olarak bulunmuş ve bu değer  0,45 m/sn’den büyük olduğundan uygundur.

 

Izgara çubukları arasındaki hız kontrolü

 

Qmin = Anet x V

 

Anet = (n+1) x b x hmax

                =40 x 0,01 x 0,176

=0,072 m2

 

olarak bulunmuş  ve bu değer  m/sn den küçük olduğundan uygundur.

 

Izgara tıkalıyken yük kaybı kontrolü

 

 

 

olarak bulunmuş ve bu değer 0,1 m den küçük olduğundan uygundur.

 

 

3.3.1.2       Havalandırmalı Kum Tutucu

Atıksularda bulunabilecek kum gibi danelerin tutulup uzaklaştırılmasında havalandırmalı kum tutucular kullanılmaktadır. Havalandırma umumiyetle basınçlı havalandırma ile yapılmaktadır. Basınçlı hava verilmesi sebebiyle bu kum tutucular bir ön havalandırıcı gibi de rol oynar. Bu yüzden bilhassa uzun atıksu mecralarından gelen kullanılmış suların tazelenmesi ve ileri mekanik

ve biyolojik tasfiye kademelerinin verimlerini artırması gibi bir faydası da vardır. Havalandırmlı kum tutucu boyutlandırılması maksimum debiye ve tablo 4 te verilen tasarım özelliklerine uygun olarak tasarlanmalıdır.

 

Tablo 3: Havalandırmalı kum tutucu tasarım özellikleri

Parametre

Aralık

Tipik Kullanımı

Bekeleme süresi (Θ)

2 – 5 dk

3 dk

Derinlik (H)

2 – 5 m

Uzunluk (L)

7,5 – 20 m

Genişlik (B)

2,4 – 7 m

B/H

1:1 – 5:1

1,5:1

L/B

3:1 – 5:1

4:1

Hava Gereksinimi

0,19 – 0,5 m3/dk.m

Tutulan Kum Miktarı ( L/m3)

0,004 – 0,2

0,015

 

 

Havalandırmalı kum tutucu  içerisinde atıksuyun bekleme süresi(Θ) 2 dakika ila 5 dk arasında olması gerekmektedir. Bekleme süresi 5 dk olarak seçildi ve tek gözlü olmak üzere tasarım yapıldı. Bölmenin hacmi (V) aşağıdaki bağıntı kullanılarak 42,86 m3 olarak bulundu.

 

m3/sn x 60 sn/dk = 42,86 m3

Boyutların bulunmasında Genişlik (B) / Derinlik (H) 1,3 ve derinlik 2 m olarak seçildi buradan;

B = 1,3 x  H = 1,3  x 2 = 2,6 m olarak bulundu.

V = B x H x L olduğundan L = V / (B x H ) = 42,86 m3 / ( 2,6 m x 2m ) = 8,24 m olarak bulundu.

Hava gereksinimi için 0,3 m3/dk.m kullanılarak hava miktarı aşağıdaki bağlantı kullanılarak 148,38 m3/sa olarak bulundu.

 

Hava miktarı = 0,3 m3 / dk.m x 8,24 m = 2,473 m3/dk = 148,38 m3/sa

Tutalan kum miktarı hesabı için seçilen ( 0,004 – 0,2 ) 0,1 l/m3.atıksu ile maksimum debi çarpılarak 0,014288 l olarak aşağıdaki bağıntı kullanılarak bulundu.

Tutulan kum miktarı = 0,1 l/m3.atıksu x 0,14288 m3 = 0,014288 l m3

 

3.3.1.3       Debi Dengeleme Tankı

 

Atıksu arıtma tesislerinde atıksu debileri genellikle sabit değildir. Debi dengeleme işleminin amacı değişikliklerden meydana gelebilecek düzensizlikleri önleyerek düzenli ve kararlı bir akış sağlamaktır, debi dengeleme havuzu debideki değişkenlikleri bünyesinde berterafeden bir depolama tankıdır.

 

Bu çalışmada günlük debi salınımı şekil 2 de gösterilmiş olup üç pik değer elde edilmiştir bu değerler sabah 09:00, öğlen 12:00 ila 13:00 arası ve 16:00 ila 18:00 arasında gerçekleşmektedir, bunun sebebi ise sabah 09:00 saatlerinde 1.öğretim öğrencileri ve öğretim üyelerinin okula geliş saati olması ve kyk yutdunda kalan öğrencilerin sabah kalkış ve kahvaltı saati olması, 12:00 ila 13:00 arasında ise öğle yemeği olması, 16:00 ila 18:00 saatleri arasında ise yerleşke içerisinde hem 1. Öğretim öğrencileri hem de 2.öğretim öğrencilerinin okul içerisinde olmasındandır.

 

 

Şekil 4: Günlük debi salınımı

 

Dengeleme haznesi boyutlandırması yapılırken debi salınımları ve çekilen debi göz önünde bulundurularak tesise atıksu gelmediği zaman aralıklarında tesise yeterli debi sağlayacak, pik debi geldiği zamanlarda ise taşmayacak şekilde boyutlandırılmalıdır.

 

Tablo 5: Dengeleme haznesi hesap tablosu

Saatler

GelenDebi m3/sa

ÇekilenDebi m3/sa

Eklenik Gelen

Eklenik Çekilen

Fark

0-1

102,87

514,37

102,87

514,37

-411,49

1-2

102,87

514,37

205,75

1028,74

-822,99

2-3

102,87

514,37

308,62

1543,10

-1234,48

3-4

102,87

514,37

411,49

2057,47

-1645,98

4-5

133,74

514,37

545,23

2571,84

-2026,61

5-6

205,75

514,37

750,98

3086,21

-2335,23

6-7

308,62

514,37

1059,60

3600,58

-2540,98

7-8

617,24

514,37

1676,84

4114,94

-2438,10

8-9

720,12

514,37

2396,95

4629,31

-2232,36

9-10

617,24

514,37

3014,20

5143,68

-2129,48

10-11

514,37

514,37

3528,56

5658,05

-2129,48

11-12

617,24

514,37

4145,81

6172,42

-2026,61

12-13

925,86

514,37

5071,67

6686,78

-1615,12

13-14

822,99

514,37

5894,66

7201,15

-1306,49

14-15

617,24

514,37

6511,90

7715,52

-1203,62

15-16

822,99

514,37

7334,89

8229,89

-895,00

16-17

1028,74

514,37

8363,62

8744,26

-380,63

17-18

1028,74

514,37

9392,36

9258,62

133,74

18-19

925,86

514,37

10318,22

9772,99

545,23

19-20

617,24

514,37

10935,46

10287,36

648,10

20-21

617,24

514,37

11552,71

10801,73

750,98

21-22

411,49

514,37

11964,20

11316,10

648,10

22-23

277,76

514,37

12241,96

11830,46

411,49

23-24

102,87

514,37

12344,83

12344,83

0,00

 

 

Tablo 5′ e göre 06:00 ila 07:00 saatleri arasında havuzda 2460,98 m3 atıksu olmalı, 20:00 ila 21:00 saatleri arasında ise hazne  içerisinde 750,98 m3 atıksu fazladan bulunmktadır. Dolayısıyla hazne hacmimiz bu iki değerin toplamı kadar olmalıdır.

Vtoplam = 2460,98 m3 + 750,98 m3 =3211,96 m3 olmalıdır. Hazne hacminin büyük olması sebebiyle iki adet dengeleme haznesi yapımı planlanmıştır.

Vhesap = 3211,96 m3 / 2 = 1605,98 m3 olarak bulunmuştur.

Havuz hacmine göre derinlik değeri tablo 6 ya göre 5 m olarak seçilmiştir.

 

Tablo 4: İller bankası hazne hacmine göre derinlik değerleri

HAZNE HACMİ (m3)

SU DERİNLİĞİ (hf) (m)

50 – 350

3

400 – 500

3,5

600 – 900

4

1000 – 2000

5

>2000

6

 

 

Alan: A m2 = V m3 /  h m = 1605,98 m3 / 5 m = 321,2 m2 olarak bulunmuştur.

Hazne diktörtgen olarak boyutlandırılacak ve uzunluk (B) genişlik (L) olmak üzere; (boyutların belirlenmesinde B = 2 L kabul edilmiştir.)

 

A = B x L = 2 L x L = 321,2 m2 => L = 12,67 m  L = 13 m alındı ve B = 26 m olarak bulundu.

 

Agerçek = 13 x 26 = 338 m2 olarak bulunmuştur.

 

 

3.3.1.4       Ön Çökeltim Havuzu Tasarımı

 

Ön çökeltim havuzları atıksu içerisindeki akm giderimi ve havalandırma havuzundaki organik madde yükünü azaltmak için kullanılan son ön arıtma ünitesidir. Ayrıca bu havuzda %70e varan akm ve %30 lara varan BOİ giderimide yapılmaktadır.

 

 

Tablo 5: Ön çökeltim havuzu için tasarımda esas alınacak bekleme süreleri ve yüzeysel hidrolik yük kayıpları

Havuz Tipi

ta(saat)

So(m/saat)

Ön  çökeltim

1 – 2

1,5 – 2

 

ta: Bekleme süresi (saat)

So: Yüzeysel hidrolik yük kaybı (m/saat)

 

 

Çökeltim havuzu maksimum debiye göre tasarlamış ve aşağıdaki bağlantılar kullanılarak bir adet ön çökeltim havuzu yapılmasına karar verilmiştir. Hacim (V) 514,35 m3, alan (A) 342,91 m2 olarak bulunmuştur.

 

Qmax = lt / sn = 514,365 m3 / sa olmak üzere;

 

ta = 1 sa

So = (yüzeysel hidrolik yük) = 1,5 m3 / m2 sa olarak seçildi.

 

 

A=  m2      olarak bulunmuştur.

Bu değer 1345 arasında olduğu için uygundur.

Hort =

 

Hort dairesel çökeltim havuzunun  ekseninden 2R/3 kadar uzağın ve taban uzunluğu 4-6 m arasındadır olacan şekilde planlanır, kenar eğimi 1/10 dur.

 

Şekil 5: Ön Çökeltim Havuzu Şematik Gösterimi

 

 

Ttaban = 5m ve kenar eğimi = 1/10  olarak seçildi.

 

       x = 3,5                                                y = 0,35 m

               H2 =0,8m              H1 = Hort – y = 1,5m – 0,35m H1=1,15 m

 

 

                        1. Bölge                     V1 = 398,32 m3

2. Bölge

V2 = 22,53 m3

 

Vtoplam = V1+ V2= 398,38  + 22,53 = 420,91 m3

420,91 m3      m3 olduğundan havuz hacmi gerekli debiyi taşıyamayacaktır bu sebepten 1. Bölgedeki derinlik değeri arttırılarak gerekli boyuta artırılır. H1 1,5 metre olarak seçilirse

 

m3 olarak bulunur.

 

İkinci bölge hacmiyle toplanırsa 542,07 m3 olarak bulunur ve bu değer atıksu hacmi olan  m3 den büyük olduğundan boyutlandırma h1 1,5 m, h2 0,8 m çap 21 m olarak bulunur.

 

Çamur toplama bölmesi boyut hesaplanmasında taban uzunluğu 1-2 m arasında bu çalışmada 1 m olarak seçildi, kenar eğimi ise 1,2:1/1,5:1 arasında bu çalışmada ise 1,5:1 seçilmiştir.

 

 

 

H=3m

 

 

Çökeltim havuzlarında 54 gr/ N gün katı madde tutulduğu kabul edilerek, çamur toplama haznesi tasarımı yapıldı.

 

N = 50000  kişi

∑ km =  54 gr/ N gün x 50000  N x10-3kg

∑ km =  2700 kg/gün

Çamur Hacmi

∑ km   : toplam katı madde

: yoğunluk (1000 kg/m3)

%km    : yüzde katı madde (% 2-3)(2,5 olarak seçildi)

Vçamur    : çamur hacmi

 

 

 

 

3.4         İKİNCİL ARITIM

3.4.1        Aktif Çamur Havuzu Tasarımı

 

Aktif çamur havuzu atıkuyun biyodegredasyonu için gerekli olan koşulları sağlayan ve esas orgnik madde gideriminin gerçekleştiği birimdir. Havuz boyutları için maksimum debi kullanılmıştır.

 

Qmax=   = 12344,83 m3/gün ve N=50000 kişi olmak üzere aktif çamur havuzununa giriş atıksu değerleri ve havuz çıkışında olması gereken değerler Tablo 8′ de verilmiştir. İller Bankası proses genel şartnamesi kirletici yükleri BOİ5  50 – 60 g/kişi.gün, AKM 70 – 90 g/kişi.gün, N 10 – 12 g/kişi.gün, P 3 – 4 g/kişi.gün olarak belirtilmiştir. BOİ yükü  60 g/kişi.gün, AKM 70 g/kişi.gün, N 10 g/kişi.gün P 3 g/kişi gün olarak alınmıştır. Bu verilere bağlı olarak BOİ  244 mg / l, AKM 285, N 41 mg/L olarak belirlenmiştir.

 

Tablo 6: Havalandırma Havuzu Giriş – Çıkış Su karakterizasyonu

Giriş

Çıkış

BOI5= 244 mg/lt BOI5= 10 mg/lt
AKM= 285 mg/lt AKM= 20 mg/lt
N= 41 mg/lt

Atıksu sıcaklığı max= 20 oC   min= 12 oC

 

Aktif çamur prosesinin hesabında gerekli olan yüklerin bulunması aşağıdaki bağıntılar sayesinde hesaplandı.

 

L = Q × C

LBOI5= 244 mg/lt × 12344,83 m3/ gün × 10-3=  3012,14 kg/gün

 

LAKM=285 mg/lt × 12344,83 m3/gün×L/10-3m3×10-6 kg/mg =  3518,28 kg/gün

 

LN= 41 mg/lt × 12344,83  m3/gün×L/10-3m3×10-6 kg/mg =  506,14 kg/gün

 

Verim aşağıdaki bağlantı ile hesaplanmış

 

EBOI5 0,96= % 96 olarak bulunmuştur.

 

Atıksudaki azot muhtevası yüksek olmadığından aktif çamur havuzu yüksek yüklü olarak tasarlanmış ve MLSS 3000mg/l olarak seçilmiş ve aşağıdaki bağıntılar vasıtasıyla havuz hacmi (v)  olarak bulunmuştur.

 

 

 

Burada KAS : katı alıkonma süresi (10 gün ), Q tasarım debisi, Y  verim katsayıyıs ( 0.50 mg MLVSS / mg BOI 5 ), S O = giriş BOI 5 konsantrasyonu (244 mg / L ), S E  çıkış BOI5 konsantrasyonu (10 mg / L ), MLVSS  MLVSS konsantrasyonu (  3,000 mg / L ) ve k D  iç solunum hız katsayısı ( 0.06 1 / gün ) olmak üzere,

 

 

 

V = 2990,36 m3

 

Bekleme Süresi (θ) atıksuyun havuz içerisinde ne kadar süre kalacağını belirtir ve aşağıdaki bağıntı sayesinde 5,8  saat olarak bulunmuştur.

t =  =  = 0,242 gün = 5,8 saat olarak bulunmuş ve bu değer 3.5 ila 6.0 saat aralığında olduğundan uygundur.

 

Havalandırma havuzu dikdörtgen şeklinden tasarlanmış olup  derinliği 4m ila 6m arasında, genişliğin derinliğe oranı ise 1,2 ila 2,2 arasında, havuz uzunluğu ise 40 ila 60 m arasında seçilmelidir. Bu çlışmada derinlik 6 m olarak, genişliğin derinliğe oranı ise 2, havuz uzunluğu ise 45 m olarak  alınmıştır.

 

Derinlik 6 m ve genişliğin derinliğe oranı 2 olduğuna göre genişlik 12 m olur,

 

V = 6 m x 12 m x 45 m = 3240 m3 olarak havuz hacmi bulunur bu boyutlarda inşa edilen havuz havuz atıksu debisini taşıyacağından bir adet havuz yapılmasına karar verilmiştir.

 

Üretilen çamur miktarı mikroorganizma başına düşen organik madde oranı (F/M ) bakımından önemli olup mikro organizma konsantrasyonunu tasarımda belirlenen konstantrasyonda tutmak önemlidir. Bu miktar geri devir oranı ile hesaplanır geri devir oranının hesaplanması için günlük üretilen çamur miktarının bilinmesi gerekmektedir.

 

Üretilen çamur miktarı aşağıdaki bağıntı vasıtasıyla hesaplanmıştır.

P S = ( Y NET ) x ( Q ) x ( S O – S E ) x  10 – 3

Burada ; P S  günlük net atık çamur üretimi ( uçucu kuru katı madde cinsinden, kg / gün ) ve Y NET  net verim katsayısı ( organik maddenin hücre kütlesine dönüşüm oranı, kg / kg ) olmak üzere;

NET = ( Y ) / [ 1 + ( k D ) x ( KAS ) ]

NET = ( 0.50 ) / [ 1 + ( 0.06 ) x ( 10 ) ] = 0.3125 kg / kg

P S = ( 0.3125 ) x (  ) x ( 244 – 10 ) x  10 – 3  = 902,716 = 903 kg / gün
Toplam AKM cinsinden günlük çamur üretimi ;

SS = 903 /  0.80  = 1129 kg / gün

Günlük Çamur Atma Hızı.

Eğer fazla çamur geri devir hattından atılacak ise, günde atılması gereken çamur debisi ;

WR = [ ( V ) x ( MLVSS ) ] / [ ( KAS ) x ( MLVSS ) ]

Burada; MLVSS R  geri devir hattındaki MLVSS konsantrasyonu 8,000 mg / L olarak kabul edilmiştir.

WR = [ (2990,36) x ( 3,000 ) ] / [ ( 10 ) x ( 8,000 ) ] = 112.14 m 3 / gün

 

Geri Devir Oranı

 

( 3,000 ) x ( Q + Q R ) = ( 8,000 ) x ( Q R )

 

R = ( Q R ) / ( Q ) = 0.60 = % 60

 

Çözünmüş organik madde giderimi için gerekli oksijen miktarı ;
OR OM = ( a ) x ( E – BOI 5ÇÖZÜNMÜş ) x ( L – BOI 5ÇÖZÜNMÜŞ ) x ( T 1 )
İç solunum için gerekli oksijen miktarı ;
OR İS = ( kr E ) x ( M MLVSS ) x ( T 2 )

Burada ; a  organik maddelerin oksidasyonu için gerekli birim oksijen miktarı (  0.50 kg O2 / kg BOI 5 – GİDERİLEN ), E – BOI 5 – ÇÖZÜNMÜŞ : çözünmüş BOİ 5 giderme verimi, L – BOİ 5 – ÇÖZÜNMÜŞ  çözünmüş BOI 5 yükü ( kg BOI 5 / gün ), T 1  atıksu oluşum süresi ( gün / saat ), kr E  iç solunum hız katsayısı ( 0. 15 kg O 2 / kg MLVSS . gün ), M MLVSS  havalandırma havuzundaki MLVSS miktarı ( kg MLVSS ) ve T2  iç solunum oluşum süresi ( gün / saat ) olmak üzere;

L – BOI 5 – ÇÖZÜNMÜŞ = ( 244 ) x ( 10 – 3 ) x ( 12344,86 ) = 3012.14 kg / gün

OR OM = ( 0.50 ) x ( 0.96 ) x (3012.14) x ( 1 / 16 ) = 90,36 kg O2 / saat

MLVSS = ( 3,000 ) x ( 10 – 3 ) x (2990,36) = 8971,1 kg MLVSS

ORİS = ( 0.15 ) x ( 8971,1 ) x ( 1 / 24 ) = 56,07 kg O2 / saat

ORTOPLAM = 90,36 + 56,07 = 146,43  kg O2 / saat

Yukarıda bulunan gerekli toplam oksijen miktarı standart koşullarda ve saf su için geçerlidir. Bu değerin atıksu ve sıcaklığına göre düzeltilmesi gerekir;

OR TOPLAM – GERÇEK = ( OR TOPLAM / ALFA ) x [ ( C S – 10 ) / ( C S – 18 – C L ) ] x ( k D )

Burada; ALFA  saf – atıksu düzeltme faktörü (0.80 ), C S – 10 10 OC’de saf su için çözünmüş oksijen doygunluk konsantrasyonu (11.33 mg / L ), C S – 18  18 OC’de saf su için çözünmüş oksijen doygunluk konsantrasyonu (9.54 mg / L ), C L: havalandırma havuzunda korunması istenen minimum çözünmüş oksijen konsantrasyonu (2.00 mg / L ) ve kD: difüzyon katsayıları ile sıcaklık düzeltme faktörü (0.86 ) olmak üzere;

OR TOPLAM – GERÇEK = (146,43  / 0.80 ) x [ ( 11.33 ) / ( 9.54 – 2.00 ) ] x ( 0.86 ) = 236,54 kg O2 / saat olarak bulunmuştur.

 

Gerekli havayı karşılaması ve karışımı sağlaması için yüzeysel havalandırıcı kullanımına karar verilmiştir.

 

Basit bir yaklaşım olarak, bir yüzeysel havalandırıcının oksijenlendirme kapasitesi 1,5 kg O 2 / kW.saat olarak kabul edilebilir. Gerekli güç;

W = (236,54 kg O 2 / saat ) / ( 1.50 kg O2 / kW.saat ) = 158 kW

Çeşitli üretici firmalardan yeterli güçte ve adette yüzeysel havalandırıcı temin edilmesine karar verilmiştir.

 

3.4.2        Son Çökeltim Havuzu

 

Son çökeltim havuzları havalandırma havuzu sonrasında orgnik maddelerin biyodegredasyonu sonrasında oluşan mikroorganizmalari yani çamurların tutulmasında ve gerekli miktarda havalandırma havuzuna geri devri için mikroorganizma teminini sağlayan yapıdır. Bu çalışmada son çökeltim havuzu dairesel planlı olarak gelebilecek maksimum debiye göre tasarlanmıştır.

 

Qmax =  = 12344,88 m3/gün olmak üzere; çökeltim havuzlarında bekleme süresi (ta) ve yüzeysel hidrolik yük (So) tablo 9 da belirtilen aralıklara uygun olarak seçilmiştir. Çökeltim havuzuna gelen debi maksimum debiye ek olarak son çökeltim havuzundan havalandırma havuzuna geri devrettirilecek debinin(Qr) toplamı kadardır.

 

Tablo 7: Son çökeltim havuzu bekleme süresi ve yüzeysel hidrolik yük kriterleri

Havuz Tipi

ta(saat)

So(m/saat)

 

Son Çökeltim Havuzu

 

Damlatmalı Filtre

2,0-2,5

1,0-1,5

Aktif Çamur

3,0

0,7

 

 

Qhesap = Qmax + Qr

Qhesap = 12344,88 m3/gün + (12344,88 x 0,60 ) m3/gün = 8641,81 m3/gün dür.

ta =(bekleme süresi) = 3 sa

So =0,7 m3 / m2 sa olarak seçildi ve,

Yüzeysel hidrolik yük ve bekleme süresi kullanılarak gerekli havuz alanı aşağıdaki bağıntı kullanılarak bulundu.

olarak bulundu.

 

Havuz hacmimiz ise gelen debimizin bekleme süresi kadar havuzda durması gerektiğinden aşağıdaki bağıntı kullanılarak bulunmuştur.

olarak bulundu.

 

Daha önceden havuz tipimizi dairesel olarak tasarlayacağımızı belirtmiştik. A=  olmak üzere,

, 26m olarakalındı ve bu değer 1345 arasında olduğu için uygundur.

Havuz içerisinde ortalama su yüksekliğini bulmak için aşağıdaki bağıntı kullanılarak,

    Hort =  olarak bulundu.

 

Hort dairesel çökeltim havuzunun ekseninden 2R/3 kadar uzağındadır.( Aşağıda şematize edilmiştir)

 

Şekil 6: Son Çökeltim Havuzu Şematik Gösterimi

 

 

Ttaban = 6 m, kenar eğimi = 1/10 olarak seçildi ve,

x = 4,33,                                                  y = 0,433 m,

              H2 =1 m,                        H1 = Hort – y = 2,1 – 0,433      H1=1,67 m

 

 

 

1. Bölge               V1=886,65 m3

 

 

2. Bölge

V2=157,87  m3

Vtoplam = V1 +  V2  =  886,65 +157,87 = 1044,52 m3    <   m3

 

Hazne hacmi gelen maksimum debiyi karşılamadığından hacim arttırılmaldır bu da H1 arttırılarak yapılabilir bu sebepten H1 1,9 m olarak alınmış ve kontrolleri yapılmıştır.

 

= 1008,77 m3

olarak bulunmuş ve toplam hacim 1080,23 m3 den büyük olması sağlanmıştır.

 

 

3.4.2.1        Çamur Toplama Haznesi Hesabı

 

Son çökeltim havuzunun dip kısmına çökelecek çamurun biriktirileceği konik şeklinde bir yapı yapılır çamur bu kısımdan atılır veya geri devir ettirilir. Konik şeklin üst tarafı çökeltim havuzunun taban kısmıyla aynı ölçülerdedir. Konik şeklin taban kısmı ise 1m ila 2 m arasında, kenar eğimi ise 1,2:1 ila 1,5:1 aralığında olmak koşuluyla hesap yapılır. Bu çalışmada taban kısmı 1 m, kenar eğimi ise 1,2:1 olarak seçilmiş ve boyutlandırılmıştır.

 

 

H= 3m olmak üzere,

 

 

 

Çökeltim havuzlarında 54 gr/ N gün katı madde tutulduğu kabul edilerek, çamur toplama haznesi tasarımı yapıldı.

 

Çökeltim havuzunda oluşacak çamur miktari kişi sayısı (N) 50000  kişi ve kişi başı tesise gelen katı madde miktarı 54 gr/gün olacak şekilde aşağıdaki bağıntı sayesinde hesaplandı.

 

∑ km =  54 gr/ N gün x 50000  kişi x10-3kg  =  2700 kg/gün

 

Oluşacak çamurun hacmi ∑ km, toplam katı madde    yoğunluk (1000 kg/m3), %km  yüzde katı madde (% 2-3), Vçamur  çamur hacmi olmak üzere aşağıdaki bağıntı aracılığıyla hesaplandı. Yüzde katı madde 2 olarak seçildi.

 

olarak bulundu.

 

Çamur biriktirme haznesi hacmi  olduğundan çamur çekme sıklığı belirlenlidir buda aşağıdaki bağıntı aracılığıyla bulunmuştur.

 

da bir çamur çekilmelidir

4           SONUÇ

 

Tüm dünyada olduğu gibi ülkemizde de meydana gelen kuraklıklar nedeniyle sulamada, iyi kaliteli suların kullanılması yerine alternatif su kaynaklarının devreye sokulması son derece önemlidir. Alternatif su kaynaklarının başında arıtılmış atık sular gelmektedir.

 

Atık suların sulamada kullanımı asırlardır uygulanmaktadır. Fakat bu uygulama, su kaynaklarının kısıtlı kullanımının gerektiği günümüzde daha da önem kazanmıştır. Arıtılmış atıksu kurak geçen mevsimlerde su kaynağı olarak kullanılır. Yüzeysel sulamada kullanılması ekonomik bir bertaraf yöntemi olmakla beraber arıtılmış atıksuda mevcut bitki besin elementlerinin etkili bir şekilde kullanmış olunur ayrıca atıksu yer altı suyuna karışmadan önce ek bir arıtmadan geçirilmiş olmaktadır.

 

Arıtılmış suların sulama alanlarında kullanılması bazı problemlere yol açabilmektedir. Bunların başında sulama sürekli olarak yapılmadığından  sulamada arıtılmış suyun depolanması ya da sulama ihtiyacının olmadığı mevsiminde ikinci bir deşarj imkanının sağlanması gerekliliğidir. Ayrıca atıksuda mevcut çözünmüş bazı bileşenler bitkiler için toksik etki yaratabilmektedir. Tablo 10 a göre biyolojik arıtıma uğramış atıksular çayırlarda bitki olması durumunda bile kullanılabilmektedir.

 

 

Tablo 8:  Arıtılmış evsel atıksuların dezenfekte edilmeden sulamada kullanılıp kullanılamayacağını gösteren tablo (Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği Teknik Usuller Tebliği – E7.14 )

Tarla Çayır-Mera Sebze Yem Bitkisi Meyvecilik Koru Ormanlık
BY BV BY BV BY BV BY BV BY BV
Biyolojik Arıtma tesisi veya en az 2 saat beklemeli

çöktürme havuzu şeklindeki ön arıtma tesisi çıkış suları++++–+—+Havalı stabilizasyon havuzları veya lagünlerin çıkış suları+-+—+—+

(-) Su kullanılamaz, (+) Su kullanılabilir, BV: Bitki varsa, BY: Bitki yoksa

 

 

 

Tablo 9: Sulamada geri kullanılacak arıtılmış atıksuların sınıflandırılması (Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği Teknik Usuller Tebliği – E7.14)

Geri kazanım türü Arıtma tipi Geri kazanılmış suyun kalitesia İzleme periyodu Uygulama mesafesib
Sınıf A
a-Tarımsal sulama: Ticari olarak işlenmeyen gıda ürünleril

b-Kentsel alanların sulanmasıa)Yüzeysel ve yağmurlama sulama ile sulanan ve ham olarak direkt olarak yenilebilen her tür gıda ürünü

b)Her türlü yeşil alan sulaması (Parklar, golf sahaları vb.)-İkincil arıtmac

-Filtrasyond

-Dezenfeksiyone-pH=6-9

-BOİ5 < 20 mg/L

-Bulanıklık < 2 NTUf

-Fekal koliform: 0/100 mLg,h

-Bazı durumlarda, spesifik virüs, protozoa ve helmint analizi istenebilir.

-Bakiye klor > 1 mg/Li-pH: Haftalık

-BOİ5: Haftalık

-Bulanıklık: Sürekli

-Koliform: günlük

-Bakiye klor: sürekliİçme suyu temin edilen kuyulara en az50 mmesafede

 

 

 

Üniversite atıksularının biyolojik olarak artılımasından sonra oluşan arıtılmış suyun Tablo 11′ e göre arıtılmış suların sulama alanlarındaki kullanım kriterlerini sağlamış olduğundan bu arıtılan suların üniversite bünyesindeki yeşil alanları sulamak için kaynak olarak kullanılması uygun bulunmuş yine de sulama olmadığı zamanlarda arıtılan bu atıksuların bertarafı için şehir kanalizasyonuna ulaşan bir direnaj hattına bağlaması gerektiği vurgulanmıştır.

 

 

5          KAYNAKLAR

 

Balman V.,Çevre Kirliliği Kontrolünde Atıksu Arıtımı (Wastewater Treatment for Pollution Control)( Çeviri), 2002

 

Dağ C. M, Evsel Nitelikli Atıksular Arıtma Prosesleri

 

Eremektar G., Tanık A., Arslan-Alaton İ., Gürel M., Övez S., ve Orhon D., Arıtılmış Evsel Atıksuların Tarımsal Sulamada Kullanılması Çalıştayı, Medaware Projesi Türkiye’de Doğal Arıtma Uygulamaları Ve Projeleri, 9-10 Haziran 2005, ODTÜ, Ankara

 

Kanat G, Atiksu Aritim Yöntemleri Ve Biyogaz Üretimi, Yıldız Teknik Üniversitesi Çevre Mühendisliği Bölümü

 

Metcalf & Edy, McGraw-Hill edition, Wastewater Engineering, Treatment, Disposal, Reuse”.

 

Muslu Y., Atıksuların Arıtılması, İstanbul Teknik Üniversitesi, İstanbul.

 

Samsunlu A., Atıksuların Arıtılması, İstanbul, Birsen Yayınevi, 2006

 

Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği Teknik Usuller Tebliği – E7.14,Resmi Gazete Tarihi:07.01.1991 Sayı:20748

 

T.C. Kalkınma Bakanlığı – Kurumsal ve Stratejik Yönetim Dairesi – 2011. www.sp.gov.tr. www.sp.gov.tr/documents/planlar/SuleymanDemirelUniSP1115.pdf Erişim Tarihi:02.06.2012

 

Toprak H., “Atıksu Arıtma Sistemlerinin Tasarım Esasları”, Dokuz Eylül Üniversitesi, İzmir.


Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

Share it on your social network:

Or you can just copy and share this url
Related Posts