PROF. DR. MUSTAFA ÖZTÜRK
Müsteşar / Çevre ve Şehircilik Bakanlığı

1. GİRİŞ
Son yıllarda atıksu arıtma uygulamasındaki artışlar sebebiyle havasız arıtma teknolojisi, yüksek oranda organik madde yüküne sahip tarımsal atık suların (hayvan çiftlikleri atıksuları gibi), gıda sanayi (şeker fabrikaları, nişasta üretimi, bira fabrikaları gibi), çöp depolama alanlarında oluşan sızıntı suları ve evsel karakterli arıtma çamurlarının arıtılmasında yoğun olarak uygulanmaktadır. Bu gibi atık suların kirlilik yükleri çok yüksektir. Bu tür sanayilerde ve faaliyetlerde oluşan atık sular arıtılmadan alıcı ortamlara verildiği zaman yüksek miktarda temiz suyu kirletmektedir.

Tüketimin artması buna paralel olarak da insanların doğrudan temasta olduğu ekosistemi bozması ve yaşamını sürdürebilmesi için kullanması zorunlu olduğu kaynakları kirletmesi sonucunda da insanların zarar görmeye başlaması ve ileride daha çok zarar göreceğinin anlaşılması insanları her türlü israfı minimuma indirmeye, sanayide en az ve en zararsız atık veren proses teknolojisini kullanmaya ve atıklardan madde ve enerji kazanımı sağlayan arıtma teknolojilerini kullanmaya zorlamıştır. Havasız şartlarda arıtma da atıklardan enerji üretmeyi sağlayan ve nihai olarak uzaklaştırılması gerekli atığı en az olan bir biyolojik arıtma teknolojisidir. Havasız şartlarda arıtma ile atıksu içindeki organik maddeleri enerji amacı ile kullanılabilir biyogaza dönüştürmek mümkündür. Böylece hem atık suyun kirlilik yükünü düşürmek hem de biyogaz üretmek mümkündür.

Çevre dostu bir arıtma teknolojisinden beklentileri şu şekilde sıralayabiliriz:
• Arıtma sonucu atık miktarını azami ölçüde azaltmalıdır.
• Arıtma verimi yüksek olmalıdır.
• Yatırım maliyeti düşük ve enerji üretimi yüksek olmalıdır.
• İşletme ve bakımı kolay olmalıdır.
• Atık maddelerin yeniden kullanılmasına ve geri kazanılmasına imkan
vermelidir.

2. HAVASIZ BİYOLOJİK ARITMAYA GENEL BAKIŞ 

2.1 Havasız Biyolojik Arıtmanın Diğer Arıtma Teknolojilerinden Üstünlüğü Ve Ekonomik Olduğu Koşullar
Havasız şartlarda arıtma biyobozunur organik atıkların oksijensiz ortamda biyokimyasal indirgenmesi sonucunda atığın içeriğine bağlı olarak metan (CH4), karbon dioksit (CO2), amonyak (NH3), hidrojen sülfür (H2S) ve biyokütle gibi nihai ürünlere dönüştüğü biyolojik süreç olarak tanımlanır. Havasız şartlarda arıtma, son yıllarda atık su arıtma maliyetlerinin yükselmesi, çamur depolama alanlarının kısıtlanması sonucunda bu kısıtları ortadan kaldıracak iyi bir alternatif arıtma teknolojisi olarak hemen hemen her türlü biyobozunur atığın arıtımında kullanılmaya başlanmıştır. Hele çok yüksek konsantrasyonlarda organik madde ihtiva eden atık suların ekonomik olarak arıtılmasında havasız arıtma teknolojilerinin kullanımı şarttır.

Atıksu arıtma sistemi seçiminde göz önüne alınacak hususlar:
• Sistemin BOI, AKM ve nütrient giderme verimliliği yeterli olmalıdır.
• Koku problemi olmamalıdır.
• İşlem sonucunda oluşan çamur miktarı az ve bertaraf maliyeti ekonomik olmalıdır.
• İşletme emniyeti yüksek olmalı, tesisi çalıştıranlar yeterli bilgi ve tecrübe birikimine sahip olmalıdır.
• Madde ve/veya enerji geri kazanma imkan vermelidir.
• Alan ihtiyacı az olmalıdır.
• Proseste debi ve kirlilik yüklerindeki değişimleri kolay tolere edebilir olmalıdır.
• Sistem enerji kesilmesinden, şok yüklerden, kesikli besleme ve toksik maddelerden az etkilenmelidir.

Havasız şartlarda arıtmanın havalı şartlarda arıtmaya göre üstünlüklerini şu şekilde sıralayabiliriz:
• KOI>1500 mg/lt olan atıksuların havasız şartlarda arıtımı havalı şartlarda arıtmaya göre önemli oranda ekonomik olmaktadır.
• Havasız şartlarda arıtmada oluşan çamur miktarı havalı şartlarda arıtmanın yaklaşık onda biridir.
• Havasız şartlarda arıtma sonucunda biyoenerji (CH4) geri kazanımı vardır. 1000 kg KOI giderildiğinde 2700 kw-saat eşdeğerinde net enerji üretilebilir. Giderilen biyolojik olarak bozunabilir organik karbonun % 90-98’i biyogaza (metan ve karbon dioksit) dönüşür. Buna karşın havalı arıtmada 500~2000 kW-saat/1000kg-KOI’lik havalandırma enerjisine ihtiyaç vardır.
• Havasız şartlarda arıtmanın mekanikekipman maliyeti daha düşüktür.
• Havasız şartlarda arıtmanın alan ihtiyacı daha azdır.
• Havasız şarlarda arıtmanın hidroliz safhasını tamamlamış atıkların havasız arıtımı çok daha ekonomik ve en uygun çözüm olmaktadır.
• Yüksek KOI konsantrasyonlu atıksuların ekonomik olarak arıtılabilmesi için, tek başına değil ama, kesinlikle (alternatifsiz olarak) uygulanması gerekli bir arıtma prosesidir. Böyle hallerde havasız+havalı arıtmanın entegre tatbiki en iyi çözüm olmaktadır.
• Hacimsel organik yükleme, havalı arıtmadan 5~10 kat daha fazladır. 
• Nütrient ihtiyaç,ı havalı arıtmanın %5~20’sidir.
• Anaerobik biyokütle aktivitesini kaybetmeksizin aylarca durabilir.

Havalı ile havasız şartlarda arıtmanın ekonomik açıdan mukayesesi yapıldığında aşağıdaki sonuçlar elde edilmiştir.
• Daha az biyolojik çamur oluşumu: 500kg ç./1000KOIgid, 50$/1000KOIgid
• Daha az nütrient ihtiyacı: 50$/1000KOIgid
• Havalandırmaya ihtiyaç göstermemesi: 50$/1000KOIgid
• Üretilen metanın enerji eşdeğeri: 60$/1000KOIgid

Ekonomik modellemeler sonucunda havasız arıtmanın 1000 mg BOI5 /lt’den daha fazla konsantrasyonlu atıksular için daha ekonomik olduğu ortaya çıkartılmıştır. Sıcaklığın yeterli olduğu ılıman iklimlerde evsel atıksu arıtımı için de havasız arıtma sistemleri başarıyla uygulanabilmektedir.

2.2 Havasız Arıtmanın Kısıtları 
Yukarıda bahsedilen birçok üstünlüklerinin yanında havasız şartlarda arıtma atığın karakterine bağlı olarak kısıtları da bulunmaktadır. Bunları da şöyle sıralayabiliriz:
• İşletmeye alma devresinin uzun olması,
• Seyreltik ve karbonhidratlı atıklarda düşük alkaniteye bağlı ilave alkanite ihtiyacı,
• Bazı hallerde yüzeysel sulara deşarj kriterlerinin sağlanamaması (Toplam azot (N),toplam fosfor (P)),
• Seyreltik atıklarda üretilen biyogazın reaktörlerin istenilen sıcaklığa ulaştıracak ısıyı karşılamaması,
• Sülfatlı atıksularda H2S ve koku problemi,
• Nitrifikasyon imkanının olmayışı,
• Düşük sıcaklıklarda arıtma hızının düşük olması sebebiyle böyle hallerde ilave ısı ihtiyacının olması,
• Yüksek biyokütle aktivitelerinin oluşabilmesi için NH4 konsantrasyonunun 40-70 mg/lt gibi yüksek seviyelerde tutulma gereği,
• Bazı tür endüstriyel atıklarda reaktör içinde ve boru cidarında ciddi inorganik çökelti ve taşlaşma oluşması,

Yukarıda bahsettiğimiz kısıtların çoğunun bulunması, havasız arıtmanın ekonomikliğinin kaybolması ve işletmede sıkıntılarının yaşanacağı kanaatinin oluşması halinde havalı arıtma seçilmesi daha uygun olabilir.

(*) Prof. Dr. Mustafa Öztürk’ün Atıksuların Havasız Şartlarda Arıtımı Esasları Kitabı’ndan alınmıştır.