10 Haziran 2011 | TESİS 38. Sayı (Mayıs-Haziran 2011)

Günümüzde çevre kirliliği en çok tartışılan konuların başında geliyor. Ekonomik ve sosyal  açıdan müreffeh bir yaşam tarzını hedefleyen insanoğlunun daha sağlıklı ve temiz bir çevrede yaşamayı  benimsemesi, göl, akarsu ve deniz gibi alıcı ortamların atıksularla kirlenmesini  önlemeye  yönelik  arıtma  tesislerinin  yapımı  gibi  altyapı  projelerinin hayata geçirilmesi zorunluluğunu doğurdu.

Mersin’in yıllardır süregelen en önemli sorunlarından biri olan deniz kirliliği, Büyükşehir  Belediye Başkanı Macit Özcan’ın yoğun çabaları sonucunda çözüme kavuştu ve MESKİ  Genel Müdürlüğü tarafından öncelikle merkezi Lüksemburg’da  bulunan Avrupa Yatırım  Bankası’ndan (AYB) Karaduvar Atıksu Arıtma Tesisi’nin finansman ihtiyacının  karşılanabilmesi için 60 milyon Avro tutarında dış kredinin temin edilmesi sağlandı.

İşin Kapsamı: Mersin Merkez Karaduvar Mahallesi’nde 1 milyon 50 bin kişilik eşdeğer nüfusa hizmet verecek olan 190 bin m3/gün kapasiteli, Karbon, Azot ve Fosfor giderimli atıksu arıtma tesisi, Merkez Pompa - KAAT arasında 10 km uzunluğunda 2 x DN 1600 mm terfi hattı, Karaduvar Pompa İstasyonu - KAAT arasında 2 x DN 500 mm terfi  hattı, 2 km uzunluğunda DN 1800 mm deniz deşarj yapısı, mevcut iki pompa istasyonunda tadilat işleri,  basınçlı hatlar, gerekli elektro-mekanik ekipmanların temin edilerek montajlarının yapılması, altı aylık test işletilmesi dönemini takiben beş yıl işletme ve bakım hizmetlerinin verilmesi işlerini kapsıyor.
 
İşletmeye Başlama Tarihi : 01.06.2010  

Akdeniz, Toroslar ve Yenişehir Belediyeleri hizmet alanlarıyla sekiz köyü kapsayan Mersin Karaduvar Atıksu Arıtma Tesisi (KAAT) Mersin ilinin doğu kısmında, Karaduvar köyünün doğusunda bulunuyor. Tasarım kriterleri Tablo 1’de çıkış suyu değerleriyse Tablo 2’de yer alan KAAT 2020 yılı hedef yılı dikkate alınarak atıksu içindeki karbon, azot ve fosfor arıtımını yapmak üzere tasarlandı. Atıksu arıtımı sırasında ortaya çıkan atıksu çamuru da arıtılarak kurutulup, tesisten uzaklaştırılıyor. Tesiste 2030 yılı hedeflerini karşılamak için yapılacak ilave tesisler için yer ayrıldı.
 
Pompa İstasyonları  :      
Merkez Pompa İstasyonu

Mevcut pompa istasyonunda, iki tane kaba ızgaradan geçirildikten sonra her biri 3024 m3/h kapasitede dört adet düşey milli pompa mevcuttur. İhale kapsamında 2030 yılı azami debisini karşılamak için birim kapasitesi 5 bin 298 m3/saat olan iki  tane santrifüj pompa ilave edildi  ve toplam kapasite 22 bin 691 m3/h yükseltildi.

Karaduvar Pompa İstasyonu

İhale kapsamında kıyı kenar çizgisi içinde kalan mevcut Karaduvar Pompa İstasyonu yerine yenisi inşa edildi. Pompa istasyonuna gelen atık sular iki kaba ızgaradan geçirildikten sonra birim kapasitesi 954 m3/saat olan dört dalgıç santrifüj pompa yardımıyla Karaduvar Atıksu Arıtma Tesisi’ne gönderilir.

Karaduvar Atıksu Arıtma Tesisinde Bulunan Üniteler

1.    Fiziksel Arıtma Üniteleri
1.1    Giriş Yapısı ve Izgara Binası:

Karaduvar Atıksu Arıtma Tesisi’ne, Merkez Pompa İstasyonu’ndan ve Karaduvar Pompa İstasyonu’ndan yaklaşık 130 bin m3/gün atıksu alınarak arıtıldıktan sonra denize deşarj edilir.
Fiziksel arıtmanın ilk noktası olan giriş yapısında online olarak atıksu kalitesinin belirlenmesi amacıyla Ph, iletkenlik, sıcaklık, UV adsorpsiyonu, bulanıklık ve oksijen ölçümü yapılarak Scada sisteminden  günlük kontrolleri yapılır. Giriş yapısında bulunan, otomatik numune alma cihazı sayesinde atıksudan alınan iki veya 24 saatlik otomatik kompozit numunelerde Ph, sıcaklık, toplam azot, toplam fosfor, Kimyasal Oksijen İhtiyacı (KOI ), Biyolojik Oksijen İhtiyacı (BOI) KAAT bünyesindeki atıksu laboratuvarında ve MESKİ Merkez Labaratuvarı’nda test edilip, giriş kirlilik yükleri günlük olarak kaydedilir.

1.1.1 İnce Izgaralar : Atıksu içerisindeki iri partiküllerin sudan ayrılması için üç adet 6 mm çubuk aralıklı, otomatik temizlemeli ince ızgara temin edildi. İnce ızgaralarda toplanan atıklar bant konveyör yardımıyla ızgara presine alınıp, burada preslenerek su muhtevası azaltılır. Izgara üzerinde kalan atıklar ızgara presinden geçirilerek tesisten nihai olarak uzaklaştırılmaları için konteynırlara alınır.

1.2. Havalandırmalı Kum ve Yağ Tutucu : Kum tutucuda atıksu içindeki kum, taş veya diğer inorganik katı maddeler gibi, özgül ağırlığı organik maddeden daha fazla olan ve daha fazla çökelme hızına sahip 0,16 - 0,2 mm’den daha büyük dane boyutlu malzemelerin tutulması amaçlanır.
 
Kum tutucuda birbirleriyle paralel çalışan dört tane havalandırmalı kum ve yağ tutma kanalı yapıldı. Kum ve yağın atıksudan ayrılması için tanklar iki gezer köprüyle donatıldı. Havuz boyunca çökelen kum sıyırıcı sayesinde kum konisine toplanır ve kum/su karışımı ayırma ve bertaraf işlemleri için bir pompayla bir kum ayırıcıya basılır. Kum ayrıcıda su muhtevası azaltılan kum, nihai depolama için konteynırlara alınır.
Yağ ve diğer yüzebilir maddeler, kum kanalı boyunca uzanan yağ kanalının yüzeyinden toplanır ve gezer köprü üzerindeki yüzey sıyırıcıları vasıtasıyla yağ haznesine sıyrılır. Toplanan yağ ve yüzebilir maddeler, bu maddelerin atıksudan ayrılması amacıyla yağ pompaları tarafından yağ haznesinden statik ızgaralara basılır. Statik ızgaraların üzerinde biriken maddeler nihai depolama için konteynırlara alınır.

1.3.Ön Çökeltme Tankları : Ön Çökeltme Tankları, yüksek özgül ağırlığa sahip organik ve inorganik maddelerin yer çekimi etkisiyle atık sudan ayrılması amacıyla kullanılır. Beş tane  ön çökeltme tankı yapıldı. Atıksu tankın bir tarafından diğer tarafına giderken yüzeyde oluşan köpük sıyrılarak yağ ve köpük haznesine gönderilir. Dikdörtgen tipli ön çökeltme tankları için temin edilen zincir tip sıyırıcılar, tank tabanında çökelmiş olan çamuru akıntıya ters tarafta düzenlenmiş konilerde toplanır. Toplanan çamur, pompalar vasıtasıyla ön çamur yoğunlaştırıcılara gönderilir.

BİYOLOJİK ARITMA ÜNİTELERİ

1.4.Biyolojik  Fosfor  Giderme Tankları

İlk biyolojik arıtma ünitesi olan bu tanklarda fosfor ve azot arıtımı yapılır. Tankların oksijensiz bölümünde bünyelerindeki fosforu salan bakteriler, oksijenli bölümde saldıklarından çok fazla fosforu bünyelerine geri alır, böylece atık suda bulunan fosfor bakteri bünyesine girip atıksu çamuru olarak sistemden ayrılır. Bu tankta aynı zamanda denitrification prosesiyle azot giderimi (N2) gerçekleşir (NO3+C=CO2+N2).
Biyolojik fosfor ve azot arıtımını sağlamak amacıyla tesiste her biri 6400 m3 hacminde iki  adet anaerobik tank inşa edildi. Bu tanklarda çamur çökelmesi istenmediği için tabanda 0,3 m/s yatay hız sağlamak üzere dalgıç mikserler yerleştirildi.

1.4.1    Kimyasal Fosfor Giderme Ünitesi

Bakteri aktivitelerin düşük olduğu kış mevsiminde biyolojik fosfor giderimiyle çıkış suyu standartlarının sağlanamaması halinde, bu işlem kimyasal fosfor giderme sistemiyle (FeSO4 dozlama tankı ve dozaj pompaları) sağlanacaktır. FeSO4, fosforla reaksiyona girerek FePO4 halinde çöktürülecek ve bu sayede fosfor sistemden uzaklaştırılmış olacak.

1.5 .Havalandırma  Havuzları

Her biri 9 bin 300 m3  hacminde,  toplamda  74 bin 400 m3’lük sekiz havalandırma havuzu  inşa edildi. Havalandırma havuzlarına oksijen temin etmek için her biri 15 bin m3/h kapasiteli 4+1 adet hava körüğü temin edildi ve bu körüklerden sağlanan basınçlı hava tank tabanlarında bulunan 12 bin noktadan ince kabarcıklı  disk tip difüzör yardımıyla atıksu içindeki bakterilerin kullanacakları oksijen  havuzlara iletilir. Havuz içinde oksijen metreler mevcut. Bu oksijen metrelerdeki oksijen değeri düştüğünde (mikroorganizma faaliyetlerinin yüksek olduğu yaz dönemlerinde ) havuza gelen boru üzerindeki motorlu vana, oransal olarak açılarak havuz içindeki oksijen konsantrasyonunun 2 mg / L olması sağlanır.
 
Havalandırma havuzları mikroorganizmaların yeni hücre oluşturmak için atıksu içindeki organik maddeyi (substrat) besi maddesi olarak kullanmaları sayesinde organik maddenin sistemden aktif çamur (biokütle) olarak uzaklaştırılmasını sağlar. Mikroorganizmalar organik maddeyi kullanarak yeni hücre sentezi yapar, CO2 ve H2O olarak nihai ürünlere çevirirler. Sistemden azotun uzaklaşması, havalandırma havuzları içinde yaratılan anoksik / oksik bölümlerde gerçekleştirilir. Atıksu önce anoksik bölüme gelir. Burada döngü halinde bulunan ve nitrat olarak zengin ilk bölmede nitrat bakterileri tarafından denitrifiye edilip N2 gazına dönüştürülür. Anoksik bölümü terk eden atıksu oksik bölüme geçer, burada atıksu içindeki azot, önce nitrite sonra da nitrata çevrilir.
 
Havuzda çökelmeyi önlemek ve suyun yatay hareketini sağlamak amacıyla tabanda 0.3 m/sn hızı sağlayan dalgıç mikserler bulunur. Havuzlarda bulunan mikroorganizma konsantrasyonunu sabit tutmak için son çökeltme havuzunun tabanından alınan çamur, havalandırma havuzuna geri devrettirilir.
 
1.6.Geri Devir Pompa İstasyonu

Havalandırma havuzlarında bakteri konsantrasyonlarını sabit tutabilmek için çamurun bir kısmına geri devir yaptırılmaktadır. Geridevir pompa istasyonuna gelen aktif çamur, 3+1 adet 6 bin m3/h kapasiteli aksiyel dalgıç tip pompalar sayesinde geridevir denitrifikasyon tankına iletilir.Giren organik maddelerin biyolojik olarak yükseltilmesi sırasında nitratın elektron alıcısı olarak kullanılmasını engellemek amacıyla, geridevir çamuru denitrifikasyon tankı bulunur.
Geridevir çamuru denitrifikasyon tankında geridevir çamurundaki nitrat içeriğinin azaltılmasından sonra, organik maddelerin kolayca parçalanabilen kısmı, anaerobik bölgede ve nitrat azotu yokluğunda, biyolojik fosfor giderme bakterileri tarafından kullanılmak üzere fermantasyon ürünlerine çevrilir. Sistemde üretilen fazla çamursa 3+1 adet dalgıç fazla çamur pompası vasıtasıyla mekanik yoğunlaştırıcılara gönderilir.

1.7. Son Çökeltme Tankları

Biyolojik atıksu arıtımının en son yapısı son çökeltme havuzları olup, havalandırma havuzunda oluşan aktif çamurun yerçekimi etkisiyle atıksudan ayrılması için kullanılır.
Yedi tane son çökeltme havuzu vardır. Atıksu tank tabanından giriş yapar ve kenarlarda temin edilen savaklar yardımıyla üstten arıtılmış su alınır. Dairesel tipli son çökeltme havuzlarında tabanda biriken çamurun, çamur konisine itilerek sistemden uzaklaştırılmasını temin eden sıyırıcılar da mevcuttur. Aktif çamur, son çökeltme havuzunun tabanından geridevir pompa istasyonuna cazibeyle aktarılır.
Tank yüzeyinde oluşması muhtemel köpük, her tankın yüzeyinde bulunan köpük hunilerine sıyırıcının üst kolu tarafından itilir ve cazibeli olarak son köpük pompa istasyonuna alınır. Buradan köpük pompaları vasıtasıyla statik ızgaralara basılır ve statik ızgaranın yüzeyinden nihai depolama için konteynırlara aktarılır.

1.8.Deniz Deşarj Pompa İstasyonu

Arıtılmış su, Deniz Deşarj Pompa İstasyonu’ndan cazibeli veya pompalar yardımıyla basınçlandırılarak 2 bin m uzunluktaki DN 1800 mm çapındaki CTP (Cam Takviyeli Plastik) borular yardımıyla denize deşarj edilir. Deşarj pompa istasyonundan çıkan boru yaklaşık 100 m karada devam ederek denize girdikten sonra 1800 m boyunca DN 1800 mm çaplı boruyla devam ederek, son 200 m’de DN 1500, DN 1000 ve DN 800 mm çaplı boruların üzerinde bulunan difüzörler yardımıyla denize deşarj edilir.

2.ÇAMUR ARITIMI

2.1 Ön Çamur Yoğunlaştırıcılar : Ön Çökeltme havuzunun tabanından alınan ön çamurun yerçekimi etkisiyle çöktürülmesi için kullanılır. Havuzların tabanında biriken yoğunlaşmış ön çamurun taban konisine itilmesi için  her havuzda sıyırıcılar bulunur. Üstte savaklanan durulmuş su, supernatant tankına gönderilir.
 
2 .2 Mekanik Yoğunlaştırma Binası ( Fazla Çamur Yoğunlaştırma ) : Aktif çamurun yoğunlaştırılması için drum tip mekanik yoğunlaştırıcılar kullanılır. Süzülen su, supernatant tankına gönderilir.

2.3. Anareobik Çürütücüler : Çürümüş çamur tahliyesi teleskopik vanalar yardımıyla yapılıp, çürümüş çamur yoğunlaştırma tankına yönlendirilir. Çürütücülerde oluşan biyogaz, tankın tavanında bulunan gaz kubbesi yardımıyla alınarak gaz depolama tanklarına gönderilir. Çürütme proses esnasında nihai ürün olarak H2S gazı da çıktığından gaz motorlarında aşınma yaratmaması için desülfürizasyon ünitesine alınır. Desülfürizasyon ünitesinde sülfür giderimi yapıldıktan sonra her biri 2700 m3 hacminde iki adet balon tip gaz depolama tankına alınır.

2.4 Isı Merkezi Enerji Geri Kazanımı Binası : Depolama tanklarından biyogaz, gaz motorlarına 2+1 biyogaz kompresörleriyle iletilir ve bu motorlarda biyogazın yakılmasıyla elektrik ve ısı enerjisi üretilir. Gaz motorlarında biyogazın yakılması sayesinde yüzde 37’si elektrik, yüzde 49’u ısı enerjisine dönüşür. Üretilen elektrik enerjisi tesiste, ısı enerjisinin bir kısmı çürütücüye giren çamurun ısıtılmasında, geri kalan kısmı ise solar kurutma ünitesinde kullanılır.

2.5 Çürümüş Çamur Yoğunlaştırıcı : Çürütülmüş ön ve biyolojik çamurun yoğunlaştırılması ve ara depolaması için kullanılır. Üstte savaklanan durulmuş su, supernatant tankına gönderilir.
 
2.6 Çamur Susuzlaştırma Binası : Santrifüj-dekantörler, çürütülmüş ön ve biyolojik fazla çamurun katyonik bir polielektrolitle şartlandırılıp susuzlaştırıldıktan sonra (% 30 KM), süzülen su supernatant tankına gönderilir.
 
2.6.1 Kireçle Stabilizasyon : Susuzlaştırılmış çamur ( yüzde 30 KM muhtevalı), yüzde 50 kuru madde konsantrasyonuna getirilmek için kireçle şartlandırılıp, nihai depolama alanına gönderilir.
 
2.6.2 Solar Kurutma Ünitesi (Güneşte Kurutma) : Susuzlaştırılmış çamur (yüzde 30 KM muhtevalı) güneş enerjisi kullanılarak kurutulur (yüzde 85 KM muhtevalı).
Sistemin temel elemanı, raylar üzerinde hareket eden, dikey yönde ayarlanabilir tersinir makaralı, döngüsel ve doğrusal değişken hareketli bir taşıma ve ters yüz etme ünitesidir.

3. KARADUVAR ATIKSU ARITMA TESİSİ İŞLETME BİNASI

İşletme binasında; mekanik atölye, elektrik atölyesi, yemekhane, revir, laboratuvar, scada kontrol bölümleri mevcut. İdari bina içinde bulunan merkezi kontrol odasında Scada sistemine bağlı üç bilgisayar var. Scada sistemi sayesinde tesisin tüm ekipmanlarını tam otomatik bir şekilde izlemek, kayıt yapmak ve müdahale etmek mümkün.
İdari bina içinde bulunan laboratuvarda;  tesise gelen atıksuyun ve arıtılan suyun karakteristiği  ve tesisin performansı için analizler yapılır.

Karaduvar Atıksu Arıtma Tesisinde Atıksu Arıtma Çamurunun Bertarafı Konusunda Yapılan Çalışmalar :
 
1. Atıksu Çamurunun Çöp Döküm Sahasına Gönderilmesi : Tesisten çıkan yaklaşık 70 ton/gün’lük arıma çamuru kireçle muamele edilerek kuruluğu yüzde 50 seviyelerine getirilip, Büyükşehir Belediyesi’ne ait katı atık düzenli depolama alanına gönderilir. Analizler, “Atıkların Düzenli Depolanmasına Dair Yönetmelik” uyarınca Tübitak MAM’a yaptırıldı.

2.Atıksu Çamurunun  Çimento Fabrikalarında Bileşik Olarak Yakılması : Karaduvar Atıksu Arıtma Tesisinden çıkan atıksu çamurunun güneşte kurutulmasının araştırılması amacıyla tesis sahasında bin m2 büyüklüğünde bir pilot tesis kuruldu. Pilot tesiste özellikle kış aylarında gaz motorlarından çıkan fazla ısı enerjisi de kullanılacak.  Uygulamanın başarılı olması durumunda tesis toplam çamurun kurutulmasına yetecek ölçüde genişletecek.
 
3. Atıksu Çamurunun Tarımda Kullanılması : Tesisten çıkan arıtma çamurunun toprakta kullanılması için arıtma çamurundan ve belirlenen topraklardan numuneler alınarak “ilgili yönetmelik uyarınca analizleri yaptırıldı. Söz konusu bertaraf yöntemiyle ilgili çalışmalar devam ediyor.