Su ve Çevre Teknolojileri Dergisi 114. Sayı (Ocak 2018)

46 Su ve Çevre Teknolojileri / Ocak 2018 suvecevre.com suların, sulama suyu kalitesinde arıtıla- bilmesi için uygun arıtım prosesi olarak membran biyoreaktör (MBR) sistemi seçilmiştir. Bu proses ile kampüste olu- şan evsel nitelikli atıksuların, ilgili çevre mevzuatına göre sulama suyu kalite kri- terlerini sağlayacak kalitede arıtılması öngörülmektedir. MBR prosesi, aktif çamur prosesini membran ayırma pro- sesiyle birleştiren sistemler olup, arıtılmış atıksuların yeniden kullanımı amacıyla uygulamada sıklıkla tercih edilen bir pro- sestir. Bu arıtım prosesi konvansiyonel biyolojik arıtım prosesleri ile karşılaş- tırıldığında, MBR sistemlerinde yüksek mikroorganizma konsantrasyonunun kullanımıyla organik madde gideriminde artış meydana gelmektedir ve bunun sonucunda oluşan çamur miktarı düş- mekte ve kurulan tesis daha düşük alana ihtiyaç duymaktadır. Bu durum, özel- likle tesis için yeterli alanın bulunmadığı veya arazi maliyetlerinin oldukça yüksek olduğu yerlerde bu arıtma prosesinin uygulanmasını olanaklı kılmaktadır. Şekil 1’de MBR sistemi örneği gösterilmiştir. Genellikle mikrofiltrasyon ( ≈ 0,2 µ m gözenek çapı) ya da ultrafiltrasyon ( ≈ 0,01 µ m gözenek çapı) membran ünite- leri MBR sistemlerinde kullanılmaktadır. Atıksu, membran biyoreaktöre giriş yapmadan önce atıksuyu büyük çaplı materyallerden arındırmak için 1-2 mm çaplı mekanik ızgaradan geçirilmelidir. Askıda katı madde içeriği MBR fiber- lerini tıkayacak kadar fazla olmadığı sürece ön çökeltim havuzuna ihtiyaç duyulmaz. Daha küçük çaplı ( ≈ 0.1-1 mm) ve daha yüksek tutma kapasitesi olan döner tambur ızgaralar genellikle MBR sistemlerinde konvansiyonel ızgaralara tercih edilmektedir. MBR tankının giriş bölümü kapalı ve havalandırmasız yapıl- dığında anoksik şartlar sağlanmış olur ve denitrifikasyon uygulanabilir. Bunun için havalandırma tankında nitrifikasyon ile oluşan nitrat, biyokütle geri döngüsü ile anoksik tanka geri pompalanır. Böylece isteğe bağlı olarak organik karbon gide- riminin yanında amonyak-azotu gide- rimi de sağlanır. Eğer fosfor giderimi de amaçlanıyorsa, tankın ilk giriş kısmına bir anaerobik bölüm eklenip, fosfor da biyolojik olarak atıksudan giderilebilir. Dolayısıyla MBR prosesi biyolojik nutri- ent giderimi için de uygundur. Bazı sen- tetik toksik organik maddelerin, fosforun (kimyasal olarak giderim için) veya ağır metallerin (her ne kadar evsel atıksu- larda genellikle sorun olmasa da) gide- rimi istenirse opsiyonel olarak koagülas- yon/flokülasyon işlemi için bazı metalik koagülantlar suya eklenebilir. Tüm bu özellikler MBR’ları çok esnek bir arıtma prosesi haline getirmektedir. MBR sistemleri ile elde edilen çıkış suyu özellikleri konvansiyonel biyolojik arıtım sistemlerinde elde edilen çıkış suyuna göre çok daha yüksek kalitede- dir. Özellikle BOİ, KOİ ve AKM paramet- releri açısından, MBR çıkış sularında 2,0 mg/L’den düşük değerler elde edilebil- mektedir. Benzer şekilde MBR sistemle- rinde önemli oranda dezenfeksiyonun gerçekleştirildiği bilimsel çalışmalar ve gerçek ölçekli denemelerde raporlanmış- tır. Klorla dezenfeksiyona dayanıklı olan patojenik protozoa sınıfında yer alan Cryptosporidium ve Giardia‘nın MBR’da tutulduğuna dair çalışmalar mevcuttur (Yiğit, 2007). Membran biyoreaktör teknolojisi atık- suların çeşitli amaçlar için arıtılıp yeniden kullanılmasında dünya çapında önemli bir potansiyele sahiptir. Kentsel atıksu- ların arıtımı için membran biyoreaktörler çıkış suyu kalitesi bakımından organikler, nütrientler ve mikroorganizmalar için daha düşük değerleri yansıttığından, klasik aktif çamur tesisleri ile karşılaştı- rıldığında belirleyici nitelikte avantajları vardır. Membran biyoreaktör teknolo- jisi, atıksuyun yeniden kullanımını teşvik eden ve sürdürülebilir su yönetimi sağ- lamaktadır. Türkiye’de ODTÜ ve Çin’de Tongji Üniversitesi gibi bazı kampüslerde MBR başarıyla uygulanmaktadır (MEDA- WARE Projesi, 2003; Zhang vd., 2012). İşletilmesi kolay, sadece teknik desteğe ihtiyaç duyan, az yer kaplayan ve bir adımda atıksudan birçok kirleticiyi uzak- laştırabilen bir arıtma teknolojisi oldu- ğundan, DEÜ Tınaztepe Kampüsü’nde oluşan atıksuların sulama suyu olarak kullanılması amacıyla MBR sisteminin uygulanması öngörülmüştür. Atıksu oluşumundaki pik değerler dikkate alındığında, en az 12 saatlik bir dengeleme yapılarak atıksu arıtma tesisi- nin projelendirilmesi uygun bulunmuştur. Buna göre, Tınaztepe Kampüsü’nde arı- tılmış suların sulama amaçlı kullanılabile- ceği önerilen atıksu arıtma tesisinin akım şeması Şekil 2’de verilmektedir. Mevcut duruma göre atıksu arıtma tesisinin iki kademe olarak toplam (250 m 3 /gün + 250 m 3 /gün) 500 m 3 /gün kapasiteli pro- jelendirilmesi yeterli görülmekle beraber, kampüsün gelecek planlamaları (Yeni Fakülte birimlerinin taşınması, öğrenci sayısının artması, Teknopark gelişimi vb. gibi) gözönüne alındığında toplam tesis kapasitesinin 600 m 3 /gün (300 m 3 /gün + 300 m 3 /gün) olacağı öngörülmüştür. Öğrenci sayılarının çok düşük olduğu Tablo 2. Tınaztepe Kampüsü’nde Oluşan Atıksuların Özellikleri Parametre Değer BOİ, mg/L 450 ± 50 KOİ, mg/L 850 ± 50 AKM, mg/L 350 ± 50 pH 7.5 – 8.5 EC, µS/cm 1000 ± 100 Alkalinite, mgCaCO 3 /L 400 ± 150 Yağ-gres, mg/L 200 ± 50 Toplam Azot, mg/L 20 ± 5 NH 3 -N, mg/L 12 ± 5 Toplam Fosfor, mg/L 4 ± 1 MAKALE