UV Sistem Karşılaştırması Arıtılmış atıksuyun deşarj öncesi dezenfeksiyonu için başlıca üç yöntem kullanılmaktadır; "Klorlama, Ozon ve UV Işınları".Klorlamanın ucuz olması ve suda koruyucu bakiye bırakılabilmesi eskiden beri tercih edilen temel yöntemdi. Ancak son yıllarda klor ile dezenfeksiyon esnasında suda oluşan ve insan sağlığına olumsuz etkileri olan organik bileşikler hakkında bilimsel bulguların artması nedeniyle; hem temiz su hem de atıksu arıtma sistemlerinde klorlama yerine UV ile dezenfeksiyon yöntemi tercih edilmeye başlanmıştır.
Günümüzde arıtılmış suyun UV ile dezenfeksiyonu uygulamasında iki alternatif bulunmaktadır; "Açık Kanal UV Dezenfeksiyon Sistemleri" ve "Boru Tipi UV Dezenfeksiyon Sistemleri". Atıksu arıtma tesislerinde uygulanması daha kolay gözüken Açık Kanal Tipi UV Sistemleri yerine Boru Tipi Kapalı Sistemlerin seçilmesi halinde avantajlar neler olabilir? Bu değerlendirme yapılırken; Mikrobiyoloji, Sistemin Temizlenilmesi, Sistemin Güvenliği ve İşletilmesi, Sistemlerin Uygulanılabilirliği parametreleri dikkate alınmıştır.
Açık Kanal UV’lerde, düşük basınçlı UV lambaları kullanılmaktadır. Düşük basınçlı lambalar 254 nm’de tek dalga boyuna sahiptir ve her mikroorganizmanın sadece DNA’sını bozmaktadır. Buna karşın Boru Tipi UV Sistemleri’nde orta basınçlı UV lambaları kullanılmaktadır. Orta basınçlı UV lambaları 200 ile 400 nm arasında farklı dalga boylarında bir mikroorganizmanın sadece DNA’sının yanı sıra enzim, protein vb. gibi bölümlerini de parçalamaktadır. Enzim ve proteinleri parçalanan mikroorganizmaların fotoreaktivasyon ile tekrar aktif hale gelmeleri mümkün olmamaktadır. Dolayısıyla Kapalı Tip UV Sistemleri, Açık Kanal UV Sistemleri’ne göre daha verimlidir. Bu verimdeki en önemli parametre kullanılan lamba teknolojisidir. Arıtmada çok daha etkili olan orta basınçlı lambalar birçok düşük basınçlı UV lambasının vereceği ışın şiddetini, birkaç lamba ile verebilir. Daha düşük lamba sayısı, temizleme, bakım ve işletme kolaylığını da beraberinde getirir.
1- Atıksuyun mikrobiyolojik karakteristiği seçilecek sistem için temel parametrelerden birisidir. Önce UV doz miktarının belirlenmesi daha sonra da fotoreaktivasyon oluşmamasını sağlayacak önlemlerin alınması temeldir.
UV dozu (W. Sn/m2) = UV şiddeti (W/m2) *Uygulama süresi (Sn)
Ayrıca uygulanan doz; lambaya olan uzaklık ve (T10) değerleri ile değişiklik gösterebilmektedir.
UV dozaj değerini 3 kademede incelemek gereklidir.
UV min: Mikroorganizmanın UV ünitesinden geçerken ulaşabileceği en az UV dozaj değeridir.
UV ort: Reaktör hacmine bağlı olarak kurulu UV gücüdür ve pek çok tasarım bu hesaplama üzerinden yapılmaktadır.
UV max: Mikrorganizmanın UV lambalarına en yakın noktalarda ulaştığı dozaj değeridir.
Aşağıdaki tablolar Açık Kanal ve Boru Tipi UV’lerin bilgisayar destekli hidrolik akışlarını göstermektedir.
Şekil 1’den anlaşılabileceği gibi düşük basınç UV lambalı Açık Kanal UV’lerde, kırmızı noktalı bölgeler en az dozaj bölgeleridir. Çünkü akışın en hızlı olduğu, bölgeler lambaya en uzak bölgelerdir. Deneysel çalışmalar göstermiştir ki akışın mekaniği ve düşük yer çekimi ile mikroorganizma sürekli ortada kalmaktadır. Bu sonuçlar ortalama UV değerlendirmesi tasarımı açısından kullanılabilecek en yanlış değerlendirmedir. Çünkü tasarımlanan ortalama UV gücü gerekli mikroorganizma öldürme hızını sağlamayacaktır. Özellikle Türkiye’de yapıldığı gibi yağmur suyu ve atıksu arıtmalarının birleştirilerek tasarımlandığı atıksu tesislerinde; yüksek değişiklik gösteren ortalama hidrolik yük ve biyolojik yük değerleri, sistemin güvenilirliği konusunda soru işareti bırakmaktadır.
2- Bununla birlikte tablo 2’deki grafiklerin de göstermiş olduğu UV doz dağılımı, Açık Kanal ile Boru Tipi arasındaki farklardan bir tanesidir. Teorik olarak max/min=1 olması beklenen değer, Açık Kanal’da yaklaşık 50 kat, Kapalı Boru’da ise 3-4 kat civarındadır. Bu nedenle Açık Kanal UV Sistemleri’nde ortalama dozaj üzerinden yapılan bir UV sisteminde akışın % 10’luk kısmı, minimum dozaj için gerekli olabilecek 10 mJ/sn’lik dozaj miktarına ulaşmayacaktır. Gerekli UV dozajı yapılmayan bu organizmalar daha sonra fotoreaktivasyonla mikroorganizmanın tekrar tehlikeli miktarlara ulaşmasına neden olacaktır. Yosun, E.Coli oluşmasının temel nedenidir. Böylece gerçek çıkış suyu kalitesi ile teorik tasarım arasında büyük farklar oluşacaktır.
3- Açık Kanal UV Sistemleri’nde UV lambalarının temizlenmesi ciddi bir işletme sorunudur. Bu sistemlerde ya lambalar bulundukları yerden çıkartılarak asit banyosunda elle temizlenirler ya da çok karmaşık mekanik sistemlerle kanal dışına alınarak asit banyosuyla temizlenebilirler. Ayrıca lambalar kırıldıkça ölü noktalar artmaktadır. Dolayısıyla istenilen arıtma sağlanamayabilir.
Boru Tipi UV Sistemleri’nde ise her bir lamba, koruyucu quartz kılıfı üzerinde bulunan sıyırıcı mekanizması ile yerlerinden çıkartılmadan otomatik temizlenebilir. Mekanik sıyırıcının temizleyemediği kirler, kimyasal temizleme ile temizlenebilmektedir.
Boru Tipi Sistemler’de UV lambalarının, atıksu ile temas edilmeden kolayca değiştirilmesi mümkündür. Açık Kanal Sistemleri’nde ise lambalar set olarak kanal dışına alınarak lamba değişimi yapılabilmektedir.
4- Açık Kanal UV Dezenfeksiyon Sistemleri’nde işletme ve bakım esnasında personel UV ışınlarına maruz kalmaktadır.
5. Boru Tipi UV’lerde basınç kayıpları oldukça azdır ve hali hazırdaki sisteme rahatlıkla entegre edilebilir. n
Düzenleyen
Ozan Demir
Çevre Mühendisi
Sispa İnşaat Malzemeleri ve Makine Pazarlama
HAKKIMIZDA
