TEKNİK MAKALE 12. Sayı (Ocak Şubat 2007)

Ülkemizde yeni nesil arıtma tesislerinin öncülüğünü yapan ODTÜ-VRM Biyo-membran Arıtma Tesisi 6 Haziran 2005 tarihinde işletmeye açılmıştır.
Evsel atıksu arıtmada ilk olan tesiste ODTÜ Kentin atıksuları "son noktaya" kadar arıtılmakta ve steril, pırıl pırıl (atık)su üretilmektedir. ODTÜ bu alanda da öncü görevini başarı ile sürdürmüştür. Arıtılmış atıksu bu haliyle, içme dışında, her amaç için kullanılabilecek niteliktedir. Yerleşkemizde ise ODTÜ Teknokent bünyesindeki çim sahaların sulanması için kullanılacaktır.

Tesisimizi tanımlamak için kullanılan (VRM) harfleri "Vacuum Rotational Membran" sözcüklerinin baş harflerinden türetilmiş olup, sürecin bir bakıma özgünlüğünü işaret etmektedir.

Günümüzde dünya genelinde, yüzün üzerinde biyomembran tesisi çalışmaktadır. En büyük tesis 80 bin kişiye hizmet verirken, ODTÜ tesisi 2000-2500 kişiliktir. Saatte 8.5 m3 atıksu arıtan tesisin tasarımı Alman HUBER A.G. tarafından geliştirilmiş bir prosese dayandırılmıştır. Mekanik ekipman, Berlin Teknik Üniversitesi (BÜ) ve Üniversitemiz Çevre Mühendisliği Bölümleri’nin işbirliği ile saha uygulamalarını yapmak ve işletim parametrelerini geliştirmek amacıyla üniversitemize hibe edilmiştir. Tesisin bir eşdeğeri de halen Almanya’da BÜ tarafından işletilmektedir. Her iki tesisten elde edilecek sonuçlar daha sonra birlikte değerlendirilerek bilimsel yayınlar üretilecektir.

Membran Biyo Reaktörler (MBR) çok eski bir teknolojiye dayandırılmış yeni proseslerdir. Organik kirleticiler içeren evsel atıksular, tanklardaki yoğun bakteri kültürü tarafından-ki biz buna aktif çamur diyoruz- hava ile birlikte tüketildikten sonra karışımdan bakteriler süzülerek ayrılır. Kullanılan membran filtrenin 38 nm civarında olan gözenek çapları bakterilerden çok daha küçük olduğu için süzüntüde, bakteri hatta virüs bulunmaz. Bu bakımdan arıtılmış sular sterildir diyebiliriz. Ancak küçük gözenek çapının yarattığı aşırı basınç kaybı uygulanan vakum ve yüzeye paralel hava akımı sağlanarak en alt düzeye indirilmektedir. Bu suretle yüksek filtrasyon hızları elde edilebilir. Tesisin işletilmesinde karşılaşılan en önemli sorun ise gözeneklerin her şeye rağmen bakteriler tarafından tıkanmasıdır. Bunun üstesinden işletim şartlarının iyi ayarlanması ve periyodik geri yıkama ile gelinebilmektedir. ODTÜ tesisinde her 8 dakika filtrasyonu takiben, 2 dakika geri yıkama yapılmaktadır.

Almanya’dan gönderilen mekanik ekipman ÖYP-YUUP kapsamında mütevazi bütçeli bir proje desteğiyle yerleşkemizde inşa edilen havuzlara monte edildi. İnşaat ve elektrifikasyon işleri üniversitemizce gerçekleştirilen tesisin devreye alınması ve işletilmesi de tarafımızdan yürütülmektedir. Tesisin ortası boş makarna biçimindeki biyo-membran tesislerine kıyasla özelliği düz yüzeyli (flat) ve vakum altında döner şekilde çalışır olmasıdır. Her iki membran prosesinin de artıları ve eksileri bulunmakla beraber VRM bu teknolojiye rakip olarak geliştirilen bir proses niteliğindedir. HUBER A.G’in bu projeyi desteklemesi de bu yüzdendir.

Orta Anadolu’da kurumakta olan göl haberleri, yaz aylarında kendisini gösteren kuraklıklar, Güneydoğu’da arıtılmadan bitki sulamada kullanılan atıksu haberleri ve buna bağlı bağırsak hastalıklarındaki patlama ve giderek ısınan dünya, yakın gelecekte coğrafyamızda yaşanacak su sıkıntısının habercileri olsa gerek. Kentsel kullanım ele alındığında Kuzey Avrupa devletlerinde kişi başına düşen su tüketimi (150-200 l/gün) civarındadır. Refah ve hijyenik bir hayat için gerekli su miktarı budur. Ülkemizde ise bu değerin 60 litre civarında olduğu belirtilmektedir. Fizyolojik olarak kişi başına tüketilen su miktarı ise 2-4 litre civarındadır. Kalan kısım hijyen ve refah amacıyla kullanılmaktadır. İşte bu kısım biyomembran proseslerinin yardımı ile defalarca kullanılabilecektir.

Türkiye’de halen 3215 adet belediye faaliyet göstermekte; bunların sadece 1327’sinde kanalizasyon sistemi mevcuttur. Ülkemizde toplam 138 adet arıtma tesisi bulunmakta olup bu tesislerden sadece 78 adedinde biyolojik arıtma yapılabilmektedir. Toplam nüfusa oranladığımızda nüfusun % 60’ının kanalizasyona bağlı olduğunu, % 45’inin ise bir tür arıtma tesisine bağlı olduğu görülmektedir. Bu kadar az sayıda tesis ile bu denli büyük bir nüfusa arıtma hizmeti verilmesi, bu tesislerin büyük kentlerde faaliyet gösterdiklerini işaret etmektedir. Gerçekten de durum böyledir. Örneğin İstanbul 15 milyonluk nüfusu ile toplam nüfusun % 21’ini barındırmaktadır. Görünen odur ki bundan sonraki arıtma tesislerinin ağırlıkla küçük nüfuslu belediyelere kurulması gerekecektir. Bilinen diğer bir husus da büyük belediyelere, öncelikleri nedeniyle, uzak kaynaklardan içme suyu getirilebildiği halde küçük belediyelerin, kısıtlı imkanları nedeniyle, değişken karakterli yerel su kaynaklarına bağımlılıkları vardır. Biyomembran tesislerinin en çok bu belediyelerde yararlı olması beklenmelidir.

Tesisin devrede olduğu beş aylık süre içerisinde, arıtım maliyetlerinin de son derece düşük olduğunu gözlemledik. Tesisin 1 m3 atıksuyu yeniden kullanılacak şekilde arıtma maliyeti 15-16 cent civarındadır. Bu rakama sadece tüketilen elektrik maliyeti girmektedir. Membran ömrünün 6 yıl olduğu kabul edilecek olursa bu rakam 0.40 ABD doları civarına çıkmaktadır. Ankara’da belediye suyunun satış bedeli evler için 1,7 dolar civarındadır. İlk kurulum maliyetleri göz önüne alındığında ise membran tesisleri konvansiyonel arıtıma göre pahalıdır. Örneğin, Türkiye’de biyolojik arıtım tesislerinin kurulum maliyetleri ortalama 50 ABD doları/kişi civarındadır. En pahalı birkaç tesis ise 286 ABD doları/kişi civarındadır. ODTÜ VRM tesisinin maliyeti ise 250 avro/kişi civarındadır. Bu rakama gümrük, ÖTV vs. dahil değildir.

Membran tesisleri "sıfır atık" üretirken konvansiyonel tesisler, bir miktar kirliliğe neden olurlar. Kirlenen dünyamızı korumak için Membran teknolojisinin gelişmesi ile birlikte deşarj standartlarının geliştirileceği ve yakın gelecekte sıfır atık mantığının yerleşeceği anlaşılmaktadır. Bu bakımdan da üniversitemiz ileriyi görerek pozisyonunu almıştır. Biyomembran arıtma tesisleri ile ilgili en önemli olumsuzluklar ise; pahalı maliyet, uygulanan ileri proses kontrol teknolojisi, membran için yurt dışına bağımlılık, işletimde sürekli uzman gözetimine gereksinim gibi hususlar dile getirilebilir. Hiç şüphesiz, bu olumsuzlukların zamanla iyileştirilmesiyle, ülkemizde biyomembran tesislerine daha çok rastlayabileceğiz. n

Prof. Dr. Celal F.Gökçay

ODTÜ Çevre Mühendisliği

cfgokcay@metu.edu.tr

Y. Müh. Okan Tarık Komesli

ODTÜ Çevre Mühendisliği