Tesis
Tuzla Biyolojik ve İleri Biyolojik Atıksu Arıtma Tesisi

Ekim 2012 / Sayı: 51


İSKİ tarafından 1. kademesi 1998’de, 2. kademesi 2009’da devreye alınan Tuzla Biyolojik ve İleri Biyolojik Atıksu Arıtma Tesisi, Marmara Denizi’ni kirleten, Tuzla çevresine ait atıksuları biyolojik ve ileri biyolojik giderim yöntemi ile arıtıyor. Tesiste proses gereği oluşan çamur, 300 ton/gün kapasitedeki termal çamur kurutucularla kurutularak 75 ton/gün’e düşürülüyor ve ek yakıt olarak değerlendiriliyor. Termal enerji, gaz türbinlerinden çıkan enerji ile sağlanıyor. Anerobik çürütücülerle de biyogaz üretimi gerçekleştiriliyor. Tesise alınan atıksulardan kaynaklanan koku problemi ise koku giderim ünitesi ile çözümleniyor.
Tuzla Biyolojik ve İleri Biyolojik Atıksu Arıtma Tesisi, havzasında halihazırda bulunan nüfus ve gelecekteki nüfus artışı da göz önüne alınarak 3 aşamalı modüler sistemde planlanmış. Birinci aşamada 6 modül (4’ü biyolojik, 2’si ileri biyolojik) inşa edilerek her türlü mekanik, elektrik, elektronik teçhizat donatılmış ve proses gereği ek üniteler de yapılmış.

Giriş Yapısı, Kaba Izgaralar ve Terfi Merkezi
Çayırova, Tuzla, Pendik, Kartal ve Maltepe Dragos bölgelerinden kaynaklanan atıksular, Tuzla sahil tünel kolektörü ve Kemiklidere-Tuzla tünel kolektörü ile eksi 8,47 metre kotunda, iki adet 2.600 mm’lik giriş şaftından tesise alınıyor.     
Atıksu, ilk olarak içerisindeki kaba maddelerin pompa ve diğer teçhizatlara zarar vermesini önlemek için taş tutucu ve kaba ızgaradan geçiriliyor. 4 adet mekanik temizlemeli ve tırmıklı, çubuk aralığı 5 cm olan kaba ızgaralarda tutulan katı maddeler, konveyör bantlarla konteynerlere boşaltılıyor. Kaba ızgaradan geçen atıksu eksi 8,47 kotundan, 4 adet, kapasitesi 1465 lt/sn,1 adet kapasitesi 1450 lt/sn ve 2 adet kapasitesi 750 lt/sn olan pompalarla +12,86 kotuna terfi ettiriliyor. Terfi merkezinde 7 adet ana atıksu pompası yer alıyor. Bu pompalar sıralı olarak çalışıyor.

İnce Izgaralar ve Havalandırmalı Kum Tutucular
Terfi ettirilen atıksu, 3 metre genişliğinde kanallara yatayda 75° açı yapacak şekilde monte edilmiş, çubuk aralığı 0,8 mm olan toplam 6 adet ince ızgaradan geçiriliyor. İnce ızgaralarda tutulan ve konveyör banda boşaltılan malzemeler, burgulu preste sıkıştırılarak konteynıra boşaltılıyor.
Havalandırmalı kum tutuculara gelen, ızgaralardan geçirilmiş atıksu içindeki kum vs. inorganik malzemeler, yatay hızı 0.1 m/sn olacak şekilde dört dakikalık bekletme süresi içinde  havuz tabanına çökeliyor. Her havuz üzerinde çalışan bir adet gezer köprüye monteli dalgıç pompalar ve air liftlerle emilen kum, sudan ayrılmak üzere kum bunkerlerine gönderiliyor. Havuzların köpük haznesinde biriken köpükler ve yağlar, köpük pompaları ile döner tambur ızgaradan geçiriliyor.
Kum ayırıcı sistemin devre dışı kalması halinde, kumlu su, havuz giriş tarafındaki bir dalgıç pompayla döner tambur ızgaraya basılıyor. İnce ızgaralarda ve döner tamburda tutulan malzemeler burgulu presle suyundan arındırılıyor. Kapasitesi 10 m3/h olan bu ekipmanla ızgara atıklarının su muhtevası yüzde 40-50’ye indirgeniyor.
Kum tutucu savaklardan geçen atıksuyun, venturi kanallarından geçerken debi ölçümü yapılıyor. Atıksu ön çöktürme havuzlarını besleyen ters sifonlara giriyor.

Ön Çöktürme Havuzları
Mekanik tasfiye sürecinin son kademesi ön çöktürme havuzları. Dikdörtgen kesitli havuzlarda takriben 2 saat bekletilen atıksudan ayrılarak havuz dibine biriken çökebilen katı maddeler, çamur sıyırıcı köprülerle havuzların memba tarafındaki çamur hunilerine toplanıyor ve bu hunilere bağlı emici boru hatları vasıtasıyla pompalarla önce strainpresslere, sonra çamur yoğunlaştırma dekantörlerine iletiliyor. Böylece bu havuzlarda çökebilen katı maddelerini bırakan atıksu fiziki olarak arıtılıyor ve biyolojik arıtmaya hazır hale getiriliyor. 6 adet ön çöktürme havuzunda takriben yüzde 70 AKM ve yüzde 30 BOI5 giderimi sağlanıyor.
Ön çöktürme havuzlarında biriken çamurlar yüzde 1-2 katı madde ihtiva ediyor. Ön çöktürmeden çekilen çamur, öğütücüden geçirilerek, inorganik maddelerinden ayrıştırılabilmesi için strainpresse geliyor. Strainpresse giren çamur 1,2 barlık basınçla öncelikle elek aralığı 5 mm olan, arkasından da elek aralığı 2 mm olan elekten geçerek inorganik maddelerinden ayrışıyor.  
Strainpressten geçen çamur, mekanik yoğunlaştırıcılara girip, yüzde 0,1  katyonik poli ilavesiyle yüzde 5-6 yoğunluğa getirilip, çürütme tanklarına gönderilerek; ya da üç adet 530 m3lük çamur yoğunlaştırma havuzunda yaklaşık 26 saat bekledikten sonra yüzde 5-6 yoğunluğa getirilip, 36 m3/sa’lık pompalar vasıtasıyla çürütme tanklarına basılarak iki şekilde yoğunlaştırılıyor.

Biyolojik Fosfor Ünitesi
Ön çöktürmeden gelen atıksu ve geri devir çamuru 2 adet 3.000 m3lük havuzda karıştırılarak, anaerobik ortamda bakterilerin fosfor bırakması sağlanıyor. 4 adet 48.000 m3lük havalandırma havuzunda da nitrifikasyon ve denitrifikasyon gerçekleşerek azot giderimi sağlanıyor. Böylece azot ve fosfor giderimi gerçekleşmiş oluyor.
Havuzlarda çökelmeyi ve çökelmeyle oluşacak ölü bölgeler nedeniyle hacim kayıplarını önlemek, istenilen akım karakteristiğini sağlamak amacıyla, tabanda 0,3 m/s hız sağlayacak şekilde dalgıç mikserler bulunuyor.
Havuzlardaki anaerobik şartların devamlılığı, her bir havuza yerleştirilen redoks metrelerle oksidasyon redüksiyon potansiyeli ölçülerek izleniyor. Aynı zamanda, havuz girişinde oksijen konsantrasyonunun sıfır olması isteniyor. Girişteki oksijen konsantrasyonunu ölçmek amacıyla ilk havuzda bir adet oksijen metre bulunuyor.

Havalandırma Havuzları
Biyolojik arıtımda, ön çöktürme havuzlarından geçen atıksu 900 mm çaplı çelik borularla 4 adet havalandırma havuzuna alınıyor. İleri biyolojik arıtımda ise bio-P ünitesinden geçen atıksu 4 adet havalandırma havuzuna alınıyor. Bu havuzlara toplam 14 bin 200 adet 24.5 mm çaplı ince kabarcıklı seramik difüzör ve 10 bin adet membran difüzör yerleştirilmiş. Atmosferdeki hava, 8 adet blowera alınıp, basınçlandırılarak havalandırma havuzlarına gönderiliyor. Tek kademeli santrifuj blowerların verimleri yüzde 45-100 arasında değişiyor. Suya kirlilik veren maddeleri, mikroorganizmaların okside ederek uzaklaştırması için gerekli olan oksijen, blowerlardan verilen hava ile sağlanıyor.

Son Çökeltme Havuzları
Havalandırma havuzlarından savaklanarak çıkan atıksu, 10 mm çaplı 151 adet orifis ile son çöktürme havuzuna giriyor. 6 adet son çöktürme havuzunda dibe çöken aktif çamur, her bir havuzda bulunan 3 adet gezer köprü üzerinde bulunan dalgıç pompalarla tabandan emiliyor. Havalandırma tanklarındaki mikroorganizma konsantrasyonunu sabit tutmak amacıyla çamurun büyük bir kısmı tekrar havalandırma tanklarına geri devrettiriliyor. Fazla çamur, çamur yoğunlaştırma ünitesindeki 5 adet dekantöre basılıyor. 5.44 saat bekletilen sular arıtılmış olarak çıkış savaklarından geçirilerek fontdüktil borularla deşarj yapısına sevk ediliyor.

Fazla Aktif Çamur Mekanik Yoğunlaştırma Ünitesi
Son çöktürmeden alınan yüzde 0,1-1 katı madde ihtiva eden fazla aktif çamur, 5 adet mekanik yoğunlaştırıcıdan geçirilerek katı madde içeriği yüzde 5’e çıkarılıyor.

Anaerobik Çamur Çürütücüler ve Metan Gazı Toplama Tankı/  Atık Gaz Yakıcı
Ön çökeltmeden gelen yoğunlaştırılmış birincil çamur ile son çökeltmeden gelen yoğunlaştırılmış aktif çamur, birincil anaerobik çürütme tanklarına alınıyor. Tanklara giren ham çamurun ısıtılması ve tank içerisindeki çürümüş çamurun sıcaklığının 35-36 °C sabit tutulması için 12 adet spiral tip eşanjör bulunuyor. Primer tanklarda bulunan çamur sirkülasyon pompalarıyla tankın içinden alınan çamur, eşanjörlere verilerek ısıtılıyor ve ısıtılan çamur tanka geri veriliyor. Bu esnada çıkan metan gazı (CH4) tank içinde sirküle ettiriliyor. Her bir primer tankta iki adet 105 m/h kapasiteli çamur sirkülasyon pompası ve iki adet eşanjör bulunuyor. Ayrıca eşanjöre gelen çamur, içinde hiçbir katı parçacık bulunmaması için primer tanklarda öğütücülerden geçirilip eşanjöre alınıyor. 6 adet primer tankta 20 gün bekletilerek stabilize olan çamurdan, çürüme esnasında çıkan metan gazı ise gaz depolama tanklarına alınıyor. Üretilen biyogaz, kojenerasyon ünitesinde, idari binanın ısıtılmasında, anaeorobik prosesi sürdürmek için gaz sirkülasyon kompresörlerinde ve gerektiğinde kojendeki buhar kazanlarında kullanılıyor.
Fazla biyogaz alev kesicilerden geçerek 2 adet 1600 m3 hacmindeki gaz depolama tankında depolanıyor. Üretilen biyogaz miktarı depolama tankı hacminin üzerinde olduğu takdirde fazla biyogaz, gaz yakma bacasında yakılıyor.
Tank içindeki mezofilik iki tür bakterinin (asit bakterileri ve metan bakterileri) faaliyetleri sonucu üretilen biyogazın metan ve karbondioksit bileşimine, primer tanklarda bulunan biyogaz analizörü ile bakılıyor.
Primer tanklara alınarak ısıtma, karıştırma ve mikroorganizmaların faaliyetleri sonucu yüzde 6’lık çürüyen çamur yüzde 4 yoğunluğa indirgenerek, primer taşkan hattından 8.300 m3lük seconder tanklara gidiyor. Seconder tanklarda depolanarak 10 gün dinlendirilen çamurun suyu alınarak yüzde 4-5 yoğunluğunda çamur susuzlaştırma ünitesine gönderiliyor. Anaerobik tanklarda, arıtma çamuru yapışkan ve kokulu bir karışımdan, kısmen kokusuz, insan sağlığına zararsız hale getiriliyor. Tankların tahliye edilmesi için 126 m3/h’lik 4 adet boşaltma pompası bulunuyor.

Çürütülmüş Çamur Mekanik Susuzlaştırma (Santrifüj) Ünitesi
Seconder tanklardan alınan yüzde 5-6 katı madde ihtiva eden çürütülmüş çamur, mekanik çamur susuzlaştırıcılardan geçirilerek katı madde içeriği  yüzde 25’e çıkarılıyor. Yüzde 25’lik çamur keki, çamur kurutma ünitesine alınıyor. Mekanik çamur yoğunlaştırma ve mekanik çamur susuzlaştırma ünitelerinden çıkan sentrant suları ve ünitelerin temizlikleri esnasında oluşan kirli sular, sentrant suyu pompaları vasıtasıyla kum tutucu çıkış parshall savaklarına verilerek, biyolojik kademeye geri döndürülerek arıtılıyor.

Çamur Kurutma Ünitesi
Mekanik çamur susuzlaştırmadan gelen yüzde 25’lik çamur, kurutma ünitesinde bulunan 2 adet 150 m3lük çamur silolarına alınıyor ve buradan pompalar vasıtasıyla alınarak, 3 adet pedallı tip kurutucuya veriliyor. Kurutucularda çamurdaki katı muhtevası oranı yüzde 25’den yüzde 90’a çıkarılıyor ve kuru ürün silolarına alınıyor. Çıkarılan, yaklaşık 3.000 kcal/kg ısıl değere sahip kuru ürün, çimento sektöründe ek yakıt olarak kullanılıyor. Böylece yüzde 25’lik ıslak çamurun, ekonomik açıdan taşınması ve depolanması sorunu ortadan kalkmış oluyor. Kurutma için gereken ısı ise kojenerasyon ünitesinden sağlanıyor.

Desülfürizasyon Ünitesi
Desülfürizasyon ünitesi, tesiste üretilen biyogaz içerisindeki, ekipmanlara zarar veren içeriklerin (H2S, nem vb.) biyogazdan uzaklaştırılması ve kullanılabilir hale getirilmesi işlemlerini yapan bir sistem. Sisteme alınan biyogaz, çakıl filtreden geçirilerek içerisindeki nemin yüzde 5’in altına inmesi sağlanıyor ve gaz basınçlandırma busterine gönderiliyor. 600 Nm3 ve 300 Nm3 kapasiteli iki adet olan gaz basınçlandırma busteri 20 mbar olan gaz basıncını seri olarak çalışıp 100 mbara yükseltiyor. Basınçlandırılan biyogaz, demir talaşı sisteminden geçirilerek H2S ve nemin bir kısmı tutularak uzaklaştırılıyor. Kimyasal yıkama kulesine gelen biyogaz, 20 l/h kostik şebeke suyu ile karıştırılarak biyogazın yıkanması sağlanıyor. H2S miktarı 50 ppm’in altına düşürülüyor ve pH’ın 9 civarında olması sağlanıyor. Yıkama kulesinden geçen biyogaz,   soğutulmak üzere 15 kW’lık 1 asıl 1 yedek olarak dizayn edilen soğutuculara verilerek biyogaz sıcaklığı 0 ila 10 °C’ye düşürülüyor. Soğutucudan geçen biyogaz 36 adet filtreden oluşan seramik filtre bölümüne gönderiliyor. Seramik filtrede biyogaz içerisindeki nemin tamamı gideriliyor. Kullanılabilir hale gelen biyogaz, 3 asıl, bir yedek olarak dizayn edilen 215 m3/adet kapasiteli gaz basınçlandırma kompresöründe 100 mbar olan biyogaz basıncı 17 bar’a çıkartılarak türbinlerde ve yardımcı kazanda doğalgaz ile karıştırılarak yakılabilir hale getiriliyor.

Kojenerasyon Ünitesi
Kojenerasyon ünitesinde üretilen 4,6 MW enerji, tesisin elektrik ihtiyacını karşılıyor ve elde edilen atık buhar kurutma ünitesinde kullanılıyor. Havayı sıkıştırıp, gaz yakıtı yakarak elektrik jeneratörünü döndüren gaz türbininden çıkan egzoz gazlarının sıcaklığı çok fazla olduğundan, atık ısı kazanında değerlendirilip yüksek verimde ısı enerjisi elde etmede kullanılıyor. Atık ısı kazanları, gaz türbinlerinin egzoz çıkışlarına monte edilmiş. Atık ısı kazanlarından buhar elde ediliyor. Atık ısı kazanı çıkışında montajlanan ekonomizerler, çamur çürütmeye giden eşanjör sularını ısıtıyor ve kazan besleme suyunu buhara dönüştürüyor. Oluşan buhar da amaca uygun olarak tesiste gerekli yerlerde, idari binanın ısıtılması, çamur kurutma ünitesi ve primer tankları ısıtmada değerlendiriliyor.

Koku Giderim (Ozon) Ünitesi
Ünitelerden toplanan 280.000 m3/h kirli hava, 2 adet yıkama kulesine giriyor. Atmosferden alınan havanın nemi tutularak, yüksek basınca maruz bırakılıyor ve ozon jeneratörü sayesinde ozon üretiliyor. Temiz su ile karışan ozon, yıkama kulesine giren kirli havaya püskürtülerek kirli hava yıkanıyor ve yıkama kulesi bacasından temiz hava dışarı veriliyor. Havadaki kirleticilerde suya geçerek tekrar tesisin giriş ünitesine veriliyor ve arıtılıyor. pH’ı düşen suyun, pH’ını yükseltmek için sodyum hidroksit kullanılıyor.

Derin Deniz Deşarjı Yapısı
Son çöktürme havuzlarından gelen atıksu, 2200 mm çaplı 976 metre uzunluğunda kara boru hattından, 2203 metre uzunluğunda 2200 mm çaplı deniz deşarj hattına geçiyor ve arıtılmış su, denizin 46 metre derinliğine deşarj ediliyor. Sistem, deniz deşarj akımının kesilmesi durumunda deniz suyunun difüzörlerden boru hattına geçişini önlemek amacıyla çekvalf gibi görev yapan membranlı vanalarla techiz edilmiş.

Tesis Aynı Zamanda Bir Okul
Tesis bünyesinde, Çıraklık Eğitim Merkezi ile koordineli olarak, çalışanlara yönelik kurslar tertip ediliyor ve başarılı olanlara sertifika veriliyor. Ayrıca Türkiye’nin çeşitli yerlerinden gelen atıksu arıtma tesisleri işletme personeline de teorik ve pratik işletme eğitimi veriliyor.
Bazı kurumların talebi üzerine tesislere uzman personel gönderilerek laboratuvar işletmeciliği eğitimleri de yerinde veriliyor.