ÃœRÃœN 22. Sayı (Eylül-Ekim 2008)

Amerika- Filadelfiya “SORB 33 Sistemi” Amerika- Filadelfiya’nın 40 mil kuzeyindeki olan Perkasie kasabası idari makamı yaklaşık 4500 evin ve 200 kuruluÅŸun su ve atıksu ihtiyacını karşılamaktadır. Toplam ihtiyaç günlük 0.750 -1.34 milyon galon (1galon=3.78 litre) arasında deÄŸiÅŸmektedir ve dağıtım 120 ila 500 galon/dakika (GPM) arasında deÄŸiÅŸmektedir. Firmada dezenfeksiyon için klor, korozyon kontrolü için polifosfat kullanılmaktadır. Fakat bazı kuyularda endüstriyel kaynaklı sızıntı sonucu trikloroetilen ve arsenik saptanmıştır. Trikloroetilen saptanan kuyular EPA standartları gereÄŸince kapatılmış ve arsenik saptanan kuyularda ise arsenik giderim çalışmaları gerçekleÅŸtirilmiÅŸtir. Bu çalışmalar doÄŸrultusunda, Perkasie kasabası idari makamı tarafından “SORB 33 Sistemi” ve demir bazlı “Bayoxide E33 Arsenik Giderim Medyası” kullanılmıştır.
Amerika- Filadelfiya “SORB 33 Sistemi” 

Amerika- Filadelfiya’nın 40 mil kuzeyindeki olan Perkasie kasabası idari makamı yaklaşık 4500 evin ve 200 kuruluşun su ve atıksu ihtiyacını karşılamaktadır. Toplam ihtiyaç günlük 0.750 -1.34 milyon galon (1galon=3.78 litre) arasında değişmektedir ve dağıtım 120 ila 500 galon/dakika (GPM) arasında değişmektedir. Firmada dezenfeksiyon için klor, korozyon kontrolü için polifosfat kullanılmaktadır. Fakat bazı kuyularda endüstriyel kaynaklı sızıntı sonucu trikloroetilen ve arsenik saptanmıştır. Trikloroetilen saptanan kuyular EPA standartları gereğince kapatılmış ve arsenik saptanan kuyularda ise arsenik giderim çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmalar doğrultusunda, Perkasie kasabası idari makamı tarafından “SORB 33 Sistemi” ve demir bazlı “Bayoxide E33 Arsenik Giderim Medyası” kullanılmıştır. 

Arsenik arıtma sistemi yaklaşık olarak 160 GPM debide çalışmakta ve kalan 340 GPM arıtılmamış su ile karıştırılıp çıkışta arsenik miktarı 8-9 ppb arasına çekilmiştir. Bu karıştırma işlemi Bayoxide medyanın ömrünü uzatmakla birlikte, Pensilvanya Çevre Koruma Departmanı (PADEP) tarafından kabul görmüş olup ayrıca PADEP’in “Growing Greener” hibe kampanyası kapsamında firmaya finans desteği sağlanmıştır.

Amerika -Tuskon, “AZ SORB 33 Sistemi”

Amerika -Tuskon; yeraltı suyu, arıtılmış atıksu ve Colorado nehrinin suyu olmak üzere üç farklı su kaynağına sahiptir. Özellikle yer altı suyu için su kalitesini yakalamak oldukça zordur, çünkü Amerika’da genelde arsenik miktarı 20-30 ppb iken Arizona bölgesinde bu değer 50 ppb ve üzerindedir. Bunun yanı sıra bölge sularında yüksek miktarda uçucu organik bileşenleri (VOCs) saptanmıştır. Ayrıca EPA’nın içme suyundaki arsenik standardını 10 ppb düzeyine indirmesi ile su kalitesinin elde edilmesini daha da zorlaşmıştır.

Bölge uzun araştırmalardan sonra arsenik giderimi için granüler metal medya sistemini benimsemiş ve sistem kurulumu için White Plains, NY ile anlaşmaya varmıştır. Arsenik giderimi içinse Severn Trent Services’in “SORB 33 Arsenik Giderim Sistemi” ile “Bayoxide E33 Medya”sı seçilmiştir.

Arsenik giderim ünitesi ve granüler aktif karbon ile VOC giderim üniteleri 

6 Nisan 2007’de devreye alınmıştır. 

O tarihten itibaren arsenik miktarında ciddi oranda azalma meydana gelmiş, dokuzuncu ayın sonunda ise ancak 8 ppm okunabilmiştir. VOC ise sistem işletilmeye başladığından itibaren gözlenmemiştir.

Granüler demir medya, tıkanmalara ve verim azalmasına karşı periyodik olarak geri yıkanmalıdır. Yerel yetkililer geri yıkamanın en üst tabaka ve en alt tabaka arasındaki farkın 12 psi olması halinde geri yıkamanın yapılması gerektiğini belirtmişler, üretici firma yetkililerinin yaptığı araştırmada ise 9 ay sonunda basınçta çok fazla bir artış olmamakla birlikte sıkışma miktarının değişmediği olmuştur.

Firma yetkilileri, “Bayoxide Medyalı SORB 33 Sistemi”nin işletme ve bakımının çok kolay olduğunu belirterek yatak hacminin öngörülen süreden daha fazla dayandığını belirtmiştir.

Hindistan- Batı Bengal, “SORB 33 Arsenik İzleme Ünitesi” 

Hindistan- Batı Bengal-Habra’daki Halk Sağlığı Mühendislik Bölümü (PHED) içme suyunda arsenik giderimi için arıtma proseslerini incelemiştir. Ülkede arsenik limit değeri 50 µg /l, bazı bölgelerde bu değer 1000 µg/l civarındadır. Hindistan arsenik limit değerini 10 µg/l’ye kadar indirmeyi planlamaktadır. Bu amaçla arsenik çalışma grubu (ATF) oluşturulup, bu birimden arsenik miktarını kabul edilebilir değerlere getiren teknolojileri ve prosesleri araştırmaları istenmiştir. Yani ATF’den arsenik miktarı 1000 µg/l olan suları arıtacak ve oluşan çamurda minimum miktarda toksik madde (arsenik) ihtiva eden proseslerin ortaya konması istenmiştir. Yoğun araştırmalar sonunda, sudan hem arsenik hem de demir gidererek, çamurda da en az arseniğin oluşmasını sağlayan sistemin “SORB 33” olduğuna karar verilmiştir. 

 

Habra’daki Ham Su Kalitesi

İki adet tüp kuyudan elde edilen ham su karakteri aşağıdaki tablodaki gibidir:

 

Habra’da Arıtılmış Su Kalitesi:

“SORB 33 Sistemi”nin deneme süresi sonunda elde edilen verilerde arsenik için sezilebilir limit olan 10 µg/l ve demir oranının da limit değer olan 

100 µg/l altında olduğu saptanmıştır. Çıkış suyuna ait değerler aşağıdaki tabloda verilmiştir. Tesis deneme süresi bitiminde alınan çıkış suyu numuneleri, (Leachate Tests) “Sızıntı Suyu Testleri”ne tabi tutulur. “Bayoxide Medya USEPA TCLP ve California Wet testlerinden başarıyla geçmiş ve toprağa gömme işleminin hem güvenli hem de ekonomik olduğu saptanmıştır.

Sonuçlar:

Batı Bengal PHED için Severn Trent Service tarafından yapılan deneme çalışması ham suda arsenik ve demir gideriminin az miktarda arsenik içeren çamur oluşturan sisteme sahip olduğunu göstermiştir. Arsenik izleme ünitesi çıkış değerleri itibariyle limit altı, az miktardaki geri yıkama çamuru ile ve sızıntı testlerinden başarıyla geçen kullanılmış emici medyası ile güvenilir bir sistem olduğunu göstermiştir ve bu sayede alıcı ortama verilmesi sakıncalı değildir. Ayrıca deneme süresi sonunda çıkış suyundaki arsenik miktarı kontrol edilebilen limit değeri olan 10 µg/l altında çıkması sistemin mükemmel çalıştığının bir göstergesidir. Ayrıca bağımsız bir bilim adamı olan Dr. Modak yaptığı sızıntı suyu analizlerinde, USEPA TCLP ve California Wet analizlerinde kullanılmış Bayoxide medyasının düzenli depolanmasının hem güvenli hem ekonomik olduğu sonucunda karar kılmıştır.

Arsenik...

Arsenik doğal olarak meydana gelir ve kayalarda bulunur. Erozyon aracılığıyla su kaynaklarını kirletir. Boya, metal, sabun, ilaç gibi endüstriyel ürünlerin, üretim proseslerinin yan ürünü olarak da doğaya karışabilir.

Arseniğin iki bilinen formu vardır; Arsenit (Arsenik III) ve arsenat (Arsenik V). Arsenik V en çok bilinen formudur ve içme suyundan giderimi daha kolaydır. Arsenik III’ün giderimi daha zordur ve insan sağlığı için tehlikelidir. Arseniğe uzun süre maruz kalmanın zarar verici etkisi olduğu kanıtlanmıştır. Deride açılma, prostat problemlerine yol açan ciğer ve idrar rahatsızlıkları ile kansere yol açabilir, kardiyovasküler rahatsızlığı, şeker hastalığı ve üreme zorlukları gibi çok ciddi sağlık problemlerinin doğmasına da sebep olabilir.

Bu nedenle küresel su arıtma pazarı, arsenik değerlerini Dünya Sağlık Örgütü’nün (WHO) izin verdiği önceki değer olan 50 µg/l’den, 10 µg/l‘nin altına düşürmede teknolojik çözümler üretmek için görevlendirilmiştir. Avrupa ve Kuzey Amerika’nın dışında 15 ülke yeni standardın tanıtılması için tarih belirleme konusunda anlaşmışlardır. Ülkelerin uyumluluk için zaman çizelgesi figür 1’de gösterilmektedir. 

 

Arsenik Arıtım Teknolojileri

Bir arsenik giderim teknolojisini değerlendirmeden önce, sistemin faydası detaylı su analiz değerleri ölçülerek ve arseniğin arıtma teknolojilerinin performansını engellememesi için benzer kimyasal özelliklere sahip canlı türleri için de özel analizler yapılarak değerlendirilmeli. Potansiyel arsenik kontaminasyonun mevcut olduğu her bir bölgede farklılıklar gösterdiği değerlendirilmelidir. Pilot testler veya RSSCT (hızlı küçük çaplı kolon testleri) bazı arsenik giderim teknolojilerinin performasının öngörüsü hakkında bize yardımcı olur. İlk yatırım ve işletme maliyetlerine ek olarak, bir arsenik giderim teknolojisi; teknoloji üreticisinin arsenik giderim piyasasındaki deneyimi yanında performans kriterinin farklılığı da değerlendirilmelidir. Performans kriteri teknik gereksinimleri ve gelişim aşamaları ve beraberinde ticari ihtiyaçları işaret etmelidir. 

İyon değiştirme, aktif alüminyum oksit, ters ozmoz, koagülasyon/filtrasyon ve absorpsiyon gibi mevcut arsenik giderim proseslerinin karşılaştırılması Tablo 1’de gösterilmektedir.

Demir Oksit Adsorpsiyonu

Adsorpsiyon spesifik bir debi veya hızda yönetilen devamlı bir prosestir, genelde yaklaşık 17m3/m2/saat, bir sabit yatak absorberinden aşağıya doğrudur. Boş yatak temas süresi (EBCT), tam arsenik adsorpsiyonunun etkisi için gerekli yatak içerisindeki kalıcı su miktarını belirleyen diğer bir kilit adsorpsiyon parametresidir. Adsorpsiyon teknolojisinin diğer çekici yanı da kolaylığı ve diğerlerine nazaran düşük maliyetidir. Örneğin; koagülasyon/filtrasyon başlangıç maliyeti daha yüksek ve daha fazla işgücüne ihtiyacı olan bir prosestir. Ek olarak, adsorpsiyona göre daha karmaşıktır. Bununla birlikte, koagülasyon/filtrasyon, birçok kirletici maddenin yüksek seviyelerinin arıtımında etkili çözümler sağlayabilir. Demir adsorpsiyonun diğer bir avantajı da ilerlemeyi tahmin edebilmesidir. (Şekil 1)

Ters Ozmoz

Ozmozun prensibi, düşük tuz ihtiva eden suyun bir ozmotik membrandan daha yüksek tuz içerikli solüsyona doğru ozmotik dengeye ulaşana kadar kendiliğinden geçmesidir, Bu doğal olayda, daha yüksek tuz içerikli solüsyona basınç uygulanıyor. Basınç gradyanını koruyarak hemen hemen saf su üretebiliyor, (membranın geçirgenliğine bağlı olarak). Başarısız sonuç alma riski yüksek ve arsenitin sürekli giderimi daha zordur. Ters ozmoz prosesiyle üretilen su içilebilir hale gelebilmesi için tekrar minerallerce zenginleştirilir. Buna ek, besleme suyundaki bulanıklık artışı, prosesin verimini düşürür ve ön arıtma gereksinimini doğurur.

İyon Değiştirme

İyon değiştirme, arıtılacak su içerisindeki bir iyonun absorbantta bulunan diğer bir iyon yer değiştirmesine izin veren fiziksel/kimyasal bir prosestir. İyon değiştirme reçinesi genellikle kirletici faktörlerin giderilmesi için özel sentetik bir reçineden ibarettir. Su içindeki bir anyon olan arsenat formları bir anyonik reçine üzerinde değiştirilir. Besleme suyu değişim bölgesine girer ve kirletici iyon değiştirilir. Reçine doygun hale geldiğinde, yatak orijinal formuna geri dönmesi için kimyasal olarak rejenere edilir. Bu teknoloji dar bir pH aralığında çalışır ve birçok iyonik türle sınırlıdır.

Aktif Alüminyum Oksit

Aktif alüminyum oksit, bir adsorpsiyon gibi kullanılabilir. Sistem az miktarda operatör gereksinimi ve bakımı ile basit bir sistemdir. Bununla birlikte, absorpsiyon kinetikleri iyi bir şekilde dengededir ve ciddi bir kirlilik riski söz konusudur. Ek olarak, suyun pH değeri çok önemlidir ve performansı düşürmemek adına çok dar bir pH aralığında çalışmaktadır. Arsenit ve alüminyum oksit arasındaki bağlar zayıf olduğundan diğer iyon değiştirici anyonlarla benzerlik gösterir. Arsenit, sudaki nötral değişimi ile aktif alüminyum oksit üzerinde absorbe olmaz. Aktif alüminyum oksit kimyasal olarak rejenere olabilir fakat rejenerasyondan sonra orijinal kapasitesinin % 85-95’i sınırlı olarak kazanılabiliyor.

Çökeltme

Koagülasyon/filtrasyon, askıda katıları ve kolloidal haldeki katıları sudan uzaklaştırmak için birçok su arıtma sistemlerinde yer alan geleneksel bir metottur. Suya koagülant eklenir, genellikle alüminyum veya demir içerikli tuz, su içinde kolloidal partiküllerin bir araya gelme kabiliyetini arttırır. Flokülasyon sırasında, negatif yüklü iyonik mikro partiküller koagülanta doğru çekilir ve birbirine tutunurlar, arsenat bazı absorpsiyon ve ortak çökeltme mekanizmaları ile giderilir. Floklar filtrasyonla sudan ayrılabilirler. Arsenit naniyonik türlerdeki su formlarında bulunur, böylece arseniğin % 90 gideriminin başarılı olabilmesi için ön oksidasyon işlemi yapılmalıdır. Sistem sık sık geri yıkamaya (su kayıpları) ve devamlı kimyasal dozaj kalibrasyonuna, geri yıkama ve çamur yönetimine gereksinim duyar.

Severn Trent’in Arsenik Deneyimi

Dünya Sağlık Örgütü (WHO) 1993 yılında 50µg/l olan arsenik standardını 10 µg/l olarak düşürülmesini önerdi. Sonuç olarak, ülkeler değişen zaman tablolarında 10 µg/l standardını yerine getirmeye başladılar. Almanya, revize standardı 1996’da uyarladı, 2000 yılında bir Avrupa yönergesi kuruldu 2009 yılına kadar geçerliliği olan, İngiltere 2003’te, Amerika Birleşik Devletleri ise 2006’da bu standardı uyarladı.

Aralık 2003’teki uyuma karşın, İngiltere’deki Severn Trent Water 1994 yılında, yüksek arsenik giderim kapasitesine sahip, depolaması, taşınması ve kolay kullanımlı bir arsenik giderim metodu için araştırmalara başladı. Ekonomik maliyetli olmalıydı ve performans ve sonuç açısından güvenilir ve sağlam olmalıydı. Adsorpsiyon, en etkili teknoloji gibi göründü ve dolgu maddesinin (medya) seçimi hemen sonrasında dikkate alındı. 

Daha önceki araştırma: Bir adsorbsiyon medyası olan ferrik hidroksidin granüler formu içinde küçük bir ölçekte ümit verici sonuçlar elde edildiğini gösterdi. Takibinde, Alman kimya devi ile bir işbirliği anlaşması sonucunda, LANXESS

(vaktiyle BAYER AG), Severn Trent Water için yeni bir granül ferikoksihidroksit geliştirmiştir. LANXESS’in kimyasallardaki tecrübeleri ve Severn Trent ‘in su arıtmadaki uzmanlığı birleşince, arsenik giderimi için özel olarak dizayn edilmiş ferik oksit medyası ve adsorpsiyon sistemi kombinasyonu ortaya çıkmış oldu. Takibindeki yoğun laboratuvar testleri, pilot projeler ve full ölçekli arazi tecrübeleri, arsenik değerlerini sürekli 3 µg/l‘nin altına düşüren adsorpsiyon sistemleri 16 yapay bölgede (59 kanal) kuruldu. İncelemelerinin istikametinde, The Severn Trent Water takımı, absorpsiyon performansı, efektif hidrolik basınçlar, geri yıkama süreleri, medyanın yoğunluğu ve optimum boyutu ve dahası performans ve işletme maliyetlerini optimize etmek için bunları etkinleştirme gibi konularda çok geniş datalar derlediler.

Severn Trent Water, adsorbsiyon sistemleri ve ferik oksit medyası üzerinde hesapladığı bilgilerini, U.S. kardeş firması Severn Trent Services’e aktardı sonrasında SORB 33® arsenik giderim sistemi ve Bayoxide® E33 absorbtif medya ticarileştirildi. SORB® 33 arsenik giderim sistemi, içme suyu ve atıksu uygulamalarında arsenik seviyelerini 4 µg/l’nin altına düşürmek için the DWI onaylı Bayoxide® E33 ferrik oksit absorptif medyasını kullanır. Medya, sızıntı suyu geçişlerinde ve değişimleri arasında uzun çalışma sürelerine sahiptir. Düşük maliyetli, kimyasalsız SORB® prosesinde debi kesintileri ya söz konusu değildir ya da çok azdır ve çok düşük miktarda atık oluşturur. Büyük ölçekli SORB® 33 sistemleri 1999 yılından beri ticari faaliyet içerisindedir. İngiltere’de 500.000’in üzerinde müşterisi için 16 adet 174 Ml/gün‘ün üzerindeki kapasitede arsenik giderim tesisleri çalışmaktadır. Arsenik giderim piyasasında on yılı aşkın deneyimin ardından Bayoxide E33 demiroksit medya içme suyuna karışan arseniği yüksek kapasitede gideren yaşayan ürünler üretmiştir, fakat gelişimin sürekliliğinin farkındalığı içerisindedir. Bu nedenle Bayoxide medyası pelet halinde tüm sistem ve pilot ölçekte kullanılmaya başlanmıştır. Denemeler sonucunda pelet haline getirilen Bayoxide E33 medyasının aynı yüksek kapasite arsenik giderimine sahip olmasının yanı sıra, atığının kolay taşınması, geri yıkama esnasında az miktarda ince katı oluşturması ve kuru halde tozsuz olduğundan bölmeye aktarılmasının kolaylığı ekstra avantajlarıdır. Bunlara ek olarak, yeni bileşime sahip olan medya karmaşık yapıdaki hem içme hem de atıksularda arsenik ve ağır metal giderimindeki problemleri karşılamaktadır. Severn Trent firmasının Türkiye’deki tek yetkili temsilcisi Artaş.A.Ş’dir.

 

---

R E K L A M