30 Ağustos 2012 | TESİS 49. Sayı (Ağustos 2102)

İstanbul Arnavutköy’de bulunan “İstanbul Özel Amerikan Robert Lisesi” kampüsünde oluşan evsel nitelikli atıksuların, ilgili mevzuat hükümlerine uygun olarak arıtılmasının ardından sulama ve tuvalet rezervuarlarında kullanılarak geri kazanılması amacıyla kurulan tesisin fizibilite raporu ve ihaleye kadar olan teknik danışmanlık hizmeti io Çevre Çözümleri Araştırma Geliştirme Ltd. Şti. tarafından verilmiş. “Paket MBR Evsel Atıksu Arıtma Tesisi” ise Çevre Teknolojisi İnşaat San. ve Tic. Ltd. Şti. tarafından kurulmuş.
Arıtma tesislerinin genel çalışma prensibi, biyolojik sistem ve mikroorganizmalar olduğundan tesis, öğrencilerin de birebir dâhil olacağı, deneyler yapabileceği ve okul misafirlerinin ziyaret edebileceği bir ünite olarak tasarlanmış. Bu nedenle daha ileri bir teknoloji olarak Membran Biyoreaktör (MBR) uygulanmış. Söz konusu ünite ile bahçe sulama ve tuvalet rezervuarlarında kullanılacak kalitede su elde ediliyor. Tesis sürekli akış prensibine göre çalışıyor. Okul açık ve kapalıyken, iki dönemde oluşan atıksu miktarındaki fark, biyolojik sistemin işleyişini olumsuz etkilememesi için modüler bir uygulama tercih edilmiş. Sistem, tasarlanan kapasitenin altında ve üstündeki ±%25 debilerde sorunsuz çalışabilir şekilde tasarlanmış. Sistem, atıksu beslemesi olmadığı durumlarda otomatik olarak durdurulabiliyor ve tekrar devreye alınabiliyor. Arıtılmış suyun rezervuarlara iletimi için bina içi tesisatı idarenin planlaması dahilinde daha sonra yapılacağından, arıtılmış suyun ilk aşamada sadece sulama amaçlı kullanılacağı öngörülerek iletim hatları da bu işe dahil edilmiş.
Tesiste, biyolojik proses sonucunda oluşacak fazla çamurun, belirlenen periyotlarda vidanjör ile sistemden uzaklaştırılacağı öngörüldüğünden, çamur susuzlaştırma üniteleri kullanılmamış. Arıtılmış suyun dezenfeksiyonu için klorlama yapılıyor.

Tasarım KriterleriAtıksu Karakterizasyonu
Atıksu karakterizasyonunun belirlenmesi için okul yetkilileri tarafından, arıtma tesisinin yapılacağı mevkide bulunan mevcut rögardan, iki saatlik kompozit numuneler alınmış ve bu numunelerin İstanbul Teknik Üniversitesi Çevre Mühendisliği laboratuvarında analizleri yaptırılmış. Fen laboratuvarından alınan numunede, diğer örneklere göre yüksek konsantrasyon değerleri gözlenmiş. Ani konsantrasyon değişimlerinden kaynaklanan bu tip anlık pik yüklemeler biyolojik arıtma proseslerini olumsuz etkileyeceği için Fen Laboratuvarı’ndan gelen atıksu akımı ayrılarak, genel atıksu kolektörüne karıştırılması önlenmiş. Bu amaçla lavabo giderleri ayrı hatlarla depolanarak belirlenen aralıklarda uzaklaştırılmış.

Proses Tarifi
Tesisin yanında bulunan rögardan alınan hat ile atıksular, biyolojik sistemin hidrolik salınımlardan etkilenmeden besleme devamlılığını sağlamak için dengeleme havuzunda sepet ızgaradan geçirilerek toplanmış. Amaç, atıksuyla birlikte sürüklenen parçalı ve iri daneli katıların, dengeleme havuzu ve paket cihaza geçişinin ve pompa mekanik aksamına ve tesisata zarar vermesinin önüne geçilmesi olmuş. Pik debiye göre dizayn edilmiş. Dengeleme havuzundan dalgıç pompa yardımıyla terfi ettirilen atıksuya, 3 mm aralıklı tambur elekte ızgaralama işlemi gerçekleştiriliyor. Elekte tutulan katı maddeler konteynerda toplanıyor ve katı atık olarak uzaklaştırılıyor. Havuz, pik atıksu debisini en az dört saat depolayacak kapasitede.

Tambur elekten geçen atıksu MBR ünitesine iletiliyor. Amaç, klasik aktif çamur sisteminde olduğu gibi organik maddenin (BOI) giderilmesi. Bunun için blower ve difüzörler yardımıyla havalandırma kısmına hava verilerek tank içerisinde aerobik mikroorganizma oluşumu ve bu oluşum sırasında mikroorganizmaların biyolojik atıkları parçalaması sağlanıyor. 

Membran filtre kullanılarak sudaki katı maddelerin prosesi sayesinde atıksudaki tüm askıda katı maddeler (AKM) gideriliyor. Membran filtre 0,1 μ çapında boşluklara sahip olduğundan, AKM dışında bakteri ve virüs gibi birçok mikroorganizma türünü de tutuyor. Membran filtrelerin katı maddeleri ve mikroorganizmaları sistemin içerisinde tutması sebebiyle, sisteme herhangi bir çöktürme tankı ilavesi gerekmemiş. Boru hattıyla üstten havalandırma bölümüne aktarılan atıksu, bu bölümde havalandırılarak organik maddelerin oksitlenmesi ile yeni hücrelerin oluşması sağlanıyor. Paket ünite işletmeye alındıktan kısa bir süre sonra arıtma için gerekli olan aktif çamur kendiliğinden oluşuyor.

Sistem için gerekli hava, blowerlarla temin ediliyor. Hava, ince dağıtıcı difüzörlerle tesise veriliyor. Böylece çok ince hava kabarcıkları elde ediliyor. Havalandırma, atıksu membran ünitelerinin arasından geçerken her zaman sürekli. Düşük debi periyotlarında giriş durduğu zaman havalandırma blowerları kapatılabiliyor ve su gelmeye başladığı zaman otomatik olarak devreye alınabiliyor.

Biyolojik arıtma tamamlandıktan sonra membranlarda katı-sıvı ayrımı gerçekleşiyor ve filtrelenen su, hidrolik basınç farkıyla arıtılmış su havuzuna alınıyor. Komple otomatik çalışmayı sağlayan gelişmiş elektrik kontrol paneli ile sistemin sorunsuz çalışması sağlanıyor.

Arıtılmış olan su, yüksek kalitede dezenfekte olduğundan ilave filtreleme, UV veya klor dozaj ünitelerine ihtiyaç duymadan bahçe sulama amacıyla ve klozet rezervuarlarında kullanılabiliyor. Ancak kullanılan suyu sürekli kontrol altında tutmak için iletim hattında klorlama ünitesi bulunuyor ve bu amaçla bir dozlama ünitesi temin edilmiş. Atıksu, iletim hattına verilmeden önce 0,2-0,5 mg/l serbest klor bırakacak şekilde klorlanıyor.
Sistemde zamanla oluşan fazla çamur iki ayda bir vidanjörle çekilerek tesisten uzaklaştırılıyor. Çamur için paket ünitelerde çamur tahliye vanası bulunuyor.

Ekipman ve Ünite Özellikleri
Sepet Izgara: Ana hattan alınan atıksu içerisinde bulunan büyük partiküllerin tutulması için kullanılıyor. Izgaranın su ile temas eden yüzey malzemesi AISI 304 paslanmaz çelik.

Tambur Elek: Kaba ızgara sonrası, atıksudaki 3 mm’den büyük partiküllerin tutulması için tambur elek kullanılıyor. Izgaranın suyla temas eden yüzeylerinin malzemesi AISI 304 paslanmaz çelik.

Pompalar: Kullanılan atıksu pompalarının tipi dalgıç. Dalgıç pompaların gövde, fan, mil malzemesi paslanmaz çelik. Arıtılmış su hidroforunun pompaları santrifüj tip ve paket olarak tüm aksesuarları dahil temin edilmiş. Santrifüj pompaların gövde, fan, mil malzemesi paslanmaz çelik.

Havalandırma Havuzu Difüzörü: Disk tip difüzör ile havalandırma yapılıyor. Difüzör gövde malzemesi PP; membran malzemesi ise EPDM.

Havalandırma Havuzu Blowerları: Havalandırma havuzunda pozitif deplasmanlı roots tipi ve düşük devirli (2000 rpm’den küçük) blower kullanılmış. Kapasitesi yetersiz veya gereğinden fazla olan, yüksek devirli, side channel tipte blowerlar ve yerli imalatlar kabul edilmemiş. Blowerlar çözünmüş oksijenmetreden gelen sinyalle frekans invertörü vasıtasıyla çalıştırılıyor. Her blower için ses yalıtım kabini bulunuyor. Bina içindeki gürültü seviyesi en fazla 80 dB.

Membran Biyoreaktör Ünitesi: Batık tip membranlar kullanılmış.

MBR Blowerı: MBR havuzunda pozitif deplasmanlı blower kullanılmış. Blowerlar hava çıkış hattına yerleştirilmiş debimetre vasıtasıyla sabit devirde çalıştırılıyor. Her blower için ses yalıtım kabini mevcut.
Dezenfeksiyon Ünitesi: Pompa gövde malzemesi PVC, diyaframı ise PTFE’den mamul. Pompanın kuruda çalışmasını önlemek için seviye kontrol cihazı bulunuyor. Yüzde 10,  25, 50 ve 100 olmak üzere stroke hızı dört kademeli şekilde ayarlanabiliyor. 4-20 mA çıkış sinyali veriyor.

Kimyasal Dozaj Sistemi: MBR ünitesindeki membranların gerektiğinde temizlenmesi için kimyasal çözeltisinin dozajı için depolama ve dozaj sistemi kurulmuş.

Enstrümanlar: Tesiste gerekli tüm emniyet tedbirleri alınmış. 20 metreküp kapasiteden büyük havuzlarda ve tüm kimyasal madde depolama tanklarında kapasitif veya ultrasonik seviye ölçer kullanılmış. Her MBR modülü çıkısında bir adet elektromanyetik debimetre bulunuyor. MBR prosesinde gerekli görülen noktalarda basınç transmitteri kullanılmış. Oksijen konsantrasyonun ölçümü için yeterli sayıda oksijenmetre sistemle beraber temin edilmiş. Tüm pompa ve hava hatlarında manometre kullanılmış. 20 metreküp kapasiteden ufak havuzlarda seviye şamandırası her pompa için iki adet mevcut. MBR prosesinde gerekli görülen noktalarda elektrikli oransal, on-off otomatik vanalar bulunuyor.

Koku Kontrol Sistemi: Robert Lisesi atıksu arıtma tesisinde sistemin besleme devamlılığının sağlanması amacıyla dengeleme havuzu yapılmış. Kısa süreli depolamanın gerçekleşeceği bir hacim öngörülmüş olsa da, özellikle yaz aylarında atıksudan kaynaklanabilecek kokudan çevre binalarda yaşayan insanların rahatsız edilmemesi için bir koku kontrol sistemi kurulmuş. Koku giderimi başka bir koku ile bastırılmadan, H2S ve diğer koku oluşturan maddelerle kullanılacak solüsyon toksik olmayan, biyolojik olarak parçalanabilen, ozon tabakasına dost ve uygulanması kolay bir ürün seçilmiş. Bu içerik sayesinde koku oluşturan maddeler parçalanarak sistem kokusuz hale getirilmiş. Sprey süresi ve sıklığı, istenen günler ve saatler için farklı programlanabiliyor.

Fen Laboratuvarı Lavabo Hattı Ayırma Sistemi: Fen laboratuvarında yapılan deneylerden kaynaklanan atıksuların, biyolojik sistemi olumsuz etkilememesi için bu hatlar, ayrı toplanarak depolanıyor ve belli periyotlarda uzaklaştırılıyor. Fen laboratuvarı lavabolarından gelen üç adet atıksu hattına ait rögarlara birer adet dalgıç pompa yerleştirilmiş ve pompa ile terfi ettirilen atıksu 1 metreküp hacimli paslanmaz depolarda depolanıyor. Depolanan atıksuyun uzaklaştırılması için bir adet seyyar pompa temin edilmiş.

Çelik Konstrüksiyon
Mekanik işler kapsamına giren ekipman imalatları, paket ünite, merdivenler, korkuluk ve müdahale kapakları, boru taşıyıcı ve benzeri çelik imalat isleri, projesine uygun olarak St 37 karbon çelik malzemeden, yerine göre kaynaklı veya cıvatalı imalat esasına göre yapılmış.

Yüzey Koruma: Arıtma tesisinde kullanılan tüm karbon çelik malzeme, yüzey temizleme işleminden sonra epoksi esaslı astar ve son kat boyalarla kaplanmış.

Elektrik
Ekipmanların kontrolü için, bütün ekipmanların MCC panosunda 1-0-2 (local-0-remote) düğmeleri mevcut. PC üzerindeki SCADA programı yardımıyla PLC kontrolü altında çalışıyor. SCADA sayesinde tesisteki bütün ekipmanları çalıştırıp, durdurmak mümkün oluyor. Dur-kalk değerlerini set etmek, arıza sinyallerini izlemek, mevcut dataları analog sinyaller halinde almak ve geçmiş datalara ait rapor almak mümkün. Tesiste kullanılan MCC ve PLC panoları dikili tip paneller. Panellerin arkaları kapalı ve kontroller ön taraftan yapılıyor. Sinyal lambaları, kontrol anahtarları ve ölçüm cihazları panelin ön yüzünde yer alırken, sigortalar, devre kesici, kontaktör ve bunlar gibi kısımlar panelin içinde yer alıyor. Panolar 2 mm kalınlığında çelik sactan imal edilmiş ve epoksi-polyester boya ile boyanmış. Tüm fazlar için voltmetre, ampermetre, faz sinyal lambaları, voltmetre komütatörü ve diğer gerekli ekipman, panelin kapağında yer alıyor. Motor tahrik sistemi motor koruma rölesi + kontaktörden oluşuyor. Kontrol panelinde aydınlatma ve priz sistemi yer alıyor. Tesis PLC ve SCADA sisteminin yardımıyla çalışıyor ve güvenlik/alarm sistemleri de mevcut.

PLC SCADA Sistemi
İşletme binasında bulunan kontrol odasında tesis edilen 17” monitörlü bir bilgisayara PLC yazılımı yüklenmiş ve yazılımın tesise konfigüre edilmesiyle operatörün kontrolünde olması sağlanmış.

Operatör bu programla tesisin durumunu ekranda sembolik olarak gözleyebiliyor ve sisteme müdahale edebiliyor. Ayrıca sistem, okul yönetim binasında başka bilgisayarlardan da izlenebiliyor.

Alarm durumunda güvenliğe ikazın iletileceği düzenlemeler yapılmış. SCADA yazılımında gerekli ekran, program ve konfigürasyon değişiklikleri yapılabiliyor.

Çevre Teknolojisi Genel Müdürü Osman Sevimlitürk ve Teknik Müdür Can Kalkan: “Proje, Avrupa’da Görebileceğiniz Çapta bir Tesis Olarak Tasarlandı ve Hizmete Girdi”

“Robert Kolej’deki proje Avrupa’da görebileceğiniz kalite ve çapta bir tesis olarak tasarlandı ve hizmete girdi. Yaklaşık bir yıldır hizmette olan estetik, modüler ve kullanışlı bir tesis. 310 bin TL’lik bir bütçeyle yapıldı. Birinci sınıf bir laboratuvara sahip. Tüm süreçler 24 saat takip ediliyor ve bütün parametreler kayıt altında tutuluyor. Bilgiler MBR üreticisi Microdyn Nadir firmasıyla paylaşılıyor. Projesi ve müşavirlik hizmeti io Çevre tarafından hazırlanan tesisi, gerekli revizyonları yaparak Çevre Teknolojisi olarak uyguladık. Arazinin şartlarına ve Robert Kolej’in koşullarına göre çelik konstrüksiyon bir yapı içerisinde tasarladık. Taşınabilir bir yapıya sahip. Her şey çelik konstrüksiyon içerisinde gerçekleşiyor. Tesiste membranı Alman Microdyn Nadir firmasından temin ettik, diğer tüm tasarımları Türkiye’de yaptık. Çıkan su, sulamada, yangın söndürme hattında ve pisuarda kullanılabiliyor. Günlük 15-20 metreküp kapasiteli bir tesis. Buradaki giriş suyu bildiğimiz evsel nitelikli atıksudur. Bu sistemde normal kanala, alıcı ortam dediğimiz dereye ve denize verilen limitlerden çok daha az değerler çıkıyor. Bu da suyun sulamada vs. kullanımını sağlıyor. Çıkan su kalitesi çok yüksek. Büyük bir su tasarrufu sağlanıyor. Aksi takdirde böyle bir tesis olmasa, bu suyu normal şebeke veya kuyudan temin edilen suyla yapılacaktı.”


Çevre Teknolojisi Teknik Müdürü Can Kalkan ve
Genel Müdür Osman Sevimlitürk

“Dünyada temiz su kaynakları çok önemli ve hızlı bir şekilde tükeniyor. Dolayısıyla böyle bir suyu kullanım amaçlı tekrar geriye kazandığınız zaman otomatikman bir su tasarrufu yapmış oluyorsunuz. MBR tesisin burada bir önemi var. Robert Kolej’de debi küçük fakat çok büyük debilerde de bu yapılabilir ve büyük tasarruflar temin edilebilir. Tesis kendini belli bir süre sonra amorti edebiliyor. Burada su amortismanı yapmadık; çünkü buradaki amaç, suyu geri kazanıp yeniden kullanmaktı. Bu tesisin tabii ki bir enerji, ilk yatırım maliyeti, personel maliyeti var. Sonuçta sürekli maliyeti olan bir tesis ama suyu tekrar kullanıyorsunuz. Küçük debilerde amortisman süreci uzun olabilir, fakat büyük debili kullanımlarda büyük tasarruflar sağlar.”