3 Åžubat 2014 | TEKNÄ°K MAKALE 66. Sayı (Ocak 2014)

Atıksu Arıtma Tesislerinin Planlama, Tasarım ve İnşaatı ile İlgili Genel İhtiyaçlar ve Şartlar - 1 Prof. Dr. İsmail Koyuncu İTÜ Çevre Mühendisliği Bölümü
Bu bölümde atıksu arıtma planlama, tesisi tasarım ve inşaatı ile ilgili genel ihtiyaçlar ve temininde izlenecek yol hakkında bilgi verilmiş (ATV-A 106 E), ayrıca inşaat aşamasında uyulması gereken genel şartlar açıklanmıştır. 


1.1. Planlama Dönemindeki Genel İhtiyaçlar
Atıksu arıtma sistemlerinin planlama, tasarım ve işletimi oldukça kapsamlı ve karmaşık bir konudur. Bu konu politik, sosyal ve teknik hususların birlikte dikkate alınmasını gerektirmektedir. Bu yüzden deşarj standartlarının sağlanması yanında, iyi bir atıksu arıtma ve uzaklaştırma sistemi ile birçok olumsuz çevresel şartın ortaya çıkması da önlenmiş olacaktır. Söz konusu çevresel olumsuzluklar başlıca;
- Koku ve gürültü kirliliği
- Su kaynaklarının fiziksel, kimyasal ve biyolojik atıklarla kirlenmesi
- Sucul ekosistemin zarar görmesi
- Alıcı su ortamı kalitesinin bozulması
- Doğal suların çeşitli maksatlarla yararlı kullanımının ortadan kalkması
- Arıtılmamış atıksu ve biyokatıların zirai kullanımı dolayısıyla hastalıkların yayılması
- Arazi değerinin düşmesi
gibi riskler olarak sıralanabilir. İdeal durumda bir arıtma tesisinin, deşarj suyu ve biyokatıların (arıtma çamurları) faydalı kullanımını teşvik etmesi beklenmektedir. Bu bölümde bir atıksu arıtma tesisi ile ilgili planlama süreci başında mutlaka göz önünde tutulması gereken temel tasarım faktörleri ana hatlarıyla ortaya konulacaktır.


Söz konusu temel tasarım faktörleri;
- Başlangıç ve tasarım yılları
- Tesisin hizmet alanı
- Tesis yeri seçimi
- Tasarım nüfusu
- İlgili mevzuat ve deşarj standartları
- Atıksu karakteristikleri
- Arıtma derecesi
- Arıtma prosesi seçenekleri ve karşılaştırmalı analizi
- Ekipman seçimi
- Tesis genel yerleşimi ve hidrolik profili
- Enerji ve kimyasal madde ihtiyacı
- Atıksu arıtma maliyeti
- ÇED ve halkın katılımı süreci
olarak sıralanabilir. Aşağıda söz konusu temel tasarım bileşenlerinin kısa bir değerlendirmesi yapılmaktadır (Qasim, 1999).


1.1.1. Proje Başlangıcı ve Tasarım Yılları
Atıksu arıtma tesislerinin planlama, tasarım ve yapımı genellikle 2~5 yıllık bir süreçte tamamlanmaktadır. Tesisin çeşitli bileşenlerinin boyutlandırılmasında söz konusu planlama ve işletmeye alma döneminde geçen sürenin de dikkate alınması gerekmektedir. Bu yüzden atıksu arıtma tesisi tasarımında başlangıç yılı, yapımı tamamlandıktan sonra tesise atıksu verilip işletime başlandığı yıl olarak esas alınır. Tasarım ve planlama yılı ise tesisin öngörülen tasarım kapasitesine ulaştığı yıl olarak tanımlanır. Tasarım yılının seçimi kolay olmayıp, tesisin hizmet vereceği atıksu havzasındaki nüfus ve toplumun sosyo ekonomik gelişme eğilimlerinin dikkatle incelenerek gerçekçi ve mantıklı bir değerlendirme sürecinden geçirilmesini gerektirmektedir. Tesisin tasarım dönemleri veya kademe yılları belirlenirken başlıca aşağıdaki hususlar gözönünde tutulmalıdır:


- Arıtma tesisi birimlerinin hizmet ömürleri
- Tesisin tevsiinin kolay ya da zor oluşu
- Büyük kapasiteye göre boyutlandırılmış tesis üniteleri veya bileşenlerinin işletmeye açılmayı izleyen ilk dönemdeki verim durumları
- Hizmet alanının gelecekteki nüfusu, ticari ve endüstriyel faaliyetler, göç, turizm ve su temini durumu
- Piyasa faiz oranı, mevcut ve gelecekteki yapım bedelleri ve finansman temini.


Tasarım süresi, arıtma tesislerinin bileşenlerine göre farklılık gösterebilir. Örneğin kanal, toplayıcı, sifon, terfi merkezi vb. yardımcı tesislerin tevsi durumu kolay olamayacağı için tasarım süresi genelde 50 yıl alınır. Arıtma tesisi birimleri, proses ekipmanları, pompalar ile çamur işleme ve uzaklaştırma tesisleri ise aşırı büyük tasarımı önlemek üzere, daha kısa dönemlere göre tasarlanırlar. Böyle durumlarda, sonraki büyütme faaliyetleri dolayısıyla farklı tasarım kademelerindeki tesis birimleri için ihtiyaç duyulacak ek alanın arıtma tesisi yerinde önceden ayrılması sağlanmalıdır. Planlama döneminde öngörülen atıksu debileri ve finansman temin şartları dikkate alınarak tasarım süresi 10, 15 ve 20 yıllık kademelere ayrılır. Proje tasarım süresinde tesis büyütülmesi için önerilen kademe süreleri Tablo 1.1’de verilmiştir.





1.1.2. Tesisin Hizmet Alanı
Hizmet alanı, planlanan atıksu arıtma tesisine bağlı atıksu kanal şebekesinin atıksuların toplandığı bölgenin alanı olarak tarif edilir. Bu alan doğal (atıksu toplama alanı)/idari sınır(lar) veya her ikisini birden kapsayabilir. Proje/tesis hizmet alanı, mevcut ve gelecekteki kentsel gelişme (mücavir) alanlarında oluşacak atıksuları da kapsamalıdır. Ekonomik, çevresel ve teknik gereklilikler dolayısıyla terfili olarak atıksu toplama sistemine bağlanabilen civar yerleşimler veya ticari/endüstriyel işletmeler de gerektiğinde atıksu toplama havzasına dahil edilir. Atıksu arıtma tesisi planlamasını yapan mühendis ve teknik ekip, tesisin hizmet vereceği atıksu toplama havzasına çok iyi hakim olmalı, bölgeyi özel ayrıntıları ile birlikte tanımalıdır. Bu kapsamda saha incelemeleri ve sahanın topografik, jeolojik, geoteknik, hidrolojik, meteorolojik, ekolojik ve sosyo-ekonomik özellikleri ile ilgili mevcut veri tabanı çok iyi değerlendirilmelidir.


1.1.3. Yer Seçimi
Atıksu arıtma tesisi yer seçimi, bölgenin arazi kullanımı ve imar planı ile sosyal, çevresel ve mühendislik kriterleri dikkate alınarak yapılmalıdır. Arıtma tesisi yer seçiminde, yakında ikamet eden halkın sosyal, ekonomik ve politik isteklerinin karşılanması gerektiği unutulmamalıdır. Bu yüzden yer seçimi sürecine halkın katılımının sağlanması kritik önem taşımaktadır. Atıksu arıtma tesisi için seçilebilecek muhtemel tüm yer seçenekleri, topografik durum, çevresel etkiler ve atıksuların toplama ve arıtma ekonomisi gözönünde tutularak değerlendirilmelidir. Belirtilen hususları, gerektiği ölçüde değerlendirmek üzere ilgili bütün disiplinlerin temsil edildiği bir uzmanlar grubu yer seçimi çalışmalarını yürütmek üzere görevlendirilmelidir. Yer seçeneklerinin değerlendirilmesi sürecinde başlıca aşağıdaki temel prensipler dikkate alınır:
- Arıtma tesisi yeri, toplanan atıksuların cazibe ile getirilebileceği düşük kotlu bir arazi olmalıdır.
- Tesis yeri, mevcut ve planlanan meskûn mahallerden olabildiğince uzak tutulmalıdır. Tesisler estetik unsurlar ve koku oluşum riski gözetilerek tasarlanmalıdır. 
- Olabildiğince büyük bir alan seçilerek, gelecekteki gelişme alanları ve koruma bandı ihtiyaçları da karşılanmalıdır.
- Arıtma tesisi yeri, taşkın etki alanında yer almamalı ve asgari 100 yıllık taşkından tam korunmuş olmalıdır. Gerekli koruma önlemleri alınmadan taşkın etki alanlarından yer seçimi kati suretle önlenmelidir. 
- Tesis yerine yıl içinde her zaman kolayca ulaşım mümkün olacak yol bağlantısı bulunmalı, enerji, haberleşme ve içme suyu bağlantıları kolay yapılabilmelidir. 
- Tesis yeri arıtılmış atıksuların deşarj edilebileceği büyük bir su kütlesi ve/veya sulama yapılabilecek tarım arazilerine yakın olmalıdır. 
- Tesis yerindeki zeminin taşıma gücü, pahalı ıslah ve temel mühendisliği işleri gerektirmeyecek ölçüde yeterli olmalıdır. 
- Mümkünse orta derecede eğimli bir saha, özellikle uygun (cazibeli akışlı) bir hidrolik profile imkân vereceği için tercih edilmelidir. 
- Saha doğal, tarihi ve arkeolojik sit alanlar ile ekolojik bakımdan hassas koruma alanları içinde yer almamalıdır.
- Yer seçiminde, meskûn mahallerdeki kıyı alanlarının korunması ve etkilenmemesine öncelikle özen gösterilmelidir. 
- Seçilen yerde mümkünse arazi kamulaştırma ihtiyacı asgari düzeyde olmalıdır.


1.1.4. Tasarıma Esas Nüfus
Bir yerleşim yerinde açığa çıkan atıksu miktarı, nüfusa ve nüfus başına düşen atıksu debisine bağlıdır. Bu yüzden tesis tasarımına esas nüfusun, tasarım dönemindeki değişiminin hesabı gerekmektedir. Hassas bir nüfus tahmini oldukça güçtür. Zira kentsel gelişme, endüstrinin gelişme durumu, ulaşım sistemine olan uzaklık, arazi, hammadde ve su kaynakları temini, vergi ve teşvik mekanizmaları, göç eğilimleri vb. pek çok faktörden etkilenmektedir.
Nüfus sayımı istatistikleri Türkiye İstatistik Kurumu (TÜİK)’ndan temin edilebilir. TÜİK adrese dayalı nüfus kayıtları esaslı nüfusları, kentsel (belediyeler) ve kırsal (belediyeler dışı) nüfuslar olarak yıllık olarak yayınlamaktadır. Nüfus tahmininde başlıca iki yaklaşım, kontrol maksatlı olarak, eşzamanlı uygulanmaktadır:


- Nüfus tahmini yöntemleriyle tahmin
- Nüfus yoğunlukları ile İmar Planı üzerinden tahmin.


Nüfus tahmin yöntemleri olarak genelde Aritmetik Artış, Geometrik Artış, Lojistik Eğri ve Benzer Şehirlerle Mukayese (Grafik Metod) yöntemleri kullanılır. Nüfus yoğunlukları ile imar planı üzerinden tahmin yönteminde ise ticari ve endüstriyel alanlar ile kamuya açık alanlar için öngörülen hektar başına yoğunluk değerleri, imar planlarında bu tür faaliyetler için ayrılmış alt alanlarla çarpılıp, elde edilen her bir kısmın nüfusunun toplanması suretiyle, imar planında öngörülen toplam nüfus (doygunluk nüfusu) bulunabilir. Daha sonra bu doygunluk nüfusu esas alınarak geriye dönük, proje tasarım kademe yıllarındaki nüfuslar hesaplanabilir. Nüfus tahminleri konusu, ileride daha ayrıntılı olarak verilmiştir.


1.1.5. Yasal Çerçeve ve Deşarj Standartları
Türkiye Cumhuriyeti Anayasası’nın 56. maddesine göre: “Herkes sağlıklı, dengeli bir çevrede yaşama hakkına sahiptir. Doğal çevrenin gelişmesini sağlamak ve çevrenin kirlenmesini önlemek, devletin ve vatandaşların görevidir.”


Türkiye’de kentsel atıksuların arıtımıyla ilgili aşağıdaki sıralanan kanun, yönetmelikler ve tebliğler incelenebilir:
- Türk Ceza Kanunu (12/10/2004 R.G. No: 25611)
- Çevre Kanunu (11/08/1983 R.G. No: 18132)
- Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği (31/12/2004 R.G. No: 25687)
- Yüzme Suyu Kalitesi Yönetmeliği (09/01/2006 R.G. No: 26048)
- Çevresel Gürültünün Değerlendirilmesi ve Yönetimi Yönetmeliği (04/06/2010 
R.G.No: 27601)
- Kentsel Atıksu Arıtımı Yönetmeliği (08/01/2006 R.G. No: 26047)
- Tehlikeli Maddelerin Su ve Çevresinde Neden Olduğu Kirliliğin Kontrolü Yönetmeliği (26/11/2005 R.G. No: 26005)
- Toprak Kirliliğinin Kontrolü ve Noktasal Kaynaklı Kirlenmiş Sahalara Dair Yönetmelik (08/06/2010 R.G. No: 27605)
- Evsel ve Kentsel Arıtma Çamurlarının Toprakta Kullanılmasına Dair Yönetmelik (03/08/2010 R.G. No: 27661)
- Çevresel Etki Değerlendirmesi Yönetmeliği (17/07/2008 R.G. No: 26939)
- Sanayi Kaynaklı Hava Kirliliğinin Kontrolü Yönetmeliği (03/072009 R.G. No: 27277)
- Kentsel Atıksu Arıtımı Yönetmeliği Hassas ve Az Hassas Su Alanları Tebliği (27/06/2009 R.G. No: 27271)
- Atıksu Arıtma Tesisleri Teknik Usuller Tebliği (20/03/2010 R.G. No: 27527)
- Atık Yönetimi Genel Esaslarına İlişkin Yönetmelik (05/07/2008 R.G. No: 26927)
- Tehlikeli Atıkların Kontrolü Yönetmeliği (14/03/2005 R.G. No: 25755)
- Çevre Kanunu’nun 29. Maddesi Uyarınca Atıksu Arıtma Tesislerinin Teşvik Tedbirlerinden Faydalanmasında Uyulacak Usul ve Esaslara Dair Yönetmelik (01/10/2010 R.G. No: 27716)
- Atık Ara Depolama Tesisleri Tebliği (26/04/2011 R.G. 
No: 27916).


Kentsel atıksuların arıtımı ile ilgili deşarj standartları, Kentsel Atıksu Arıtımı Yönetmeliği ve Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliklerince düzenlenmiş olup, bu konudaki deşarj limitleri tabloları (yönetmeliklerdeki tablo numaraları esas alınarak) aşağıdaki Tablo 1.2’de topluca verilmiştir.





1.1.6. Atıksu Karakteristikleri
Atıksu karakteristikleri, debi ve kimyasal özellikler ile ifade edilir. Atıksu karakteristiği meskûn bölgedeki evsel, endüstriyel ve ticari/kurumsal su tüketimine bağlı olarak değişim gösterir. Yağışlı dönemlerde, atıksu kanalizasyon sistemine önemli oranda sızma debisi ve doğrudan yağmur suyu (bacalardan) akımı da dahil olur. Bu yüzden, atıksu karakteristiği de değişir. Sızma ve doğrudan yağmur suyu debisi miktarı, kanalizasyon sisteminin durumu (yaş, kanallardaki çatlaklar, kusurlu boru birleşimleri ve bacalar), izinsiz çatı ve temel/hazne dren bağlantıları, yüksek yeraltı suyu seviyesi vb. etkenlere göre değişir.
Mevcut atıksu arıtma tesisleri girişindeki debi ve kirlilik parametresi izleme/ölçüm kayıtlarının analizi yapılarak atıksu karakteristiği belirlenebilir. Mevcut tesis verilerinin olmadığı durumlarda ise atıksu karakteristikleri ile ilgili veriler nüfus tahminleri, su tüketimi ve endüstriyel deşarjlar dikkate alınarak tahmin edilebilir. Burada literatür verileri de dikkate alınabilir.
Tesis tasarımı için başlangıçtaki ve tasarım kademeleri sonlarındaki atıksu karakteristiklerinin belirlenmesi gerekmektedir. Söz konusu atıksu karakteristikleri verisi, minimum, ortalama ve maksimum kurak hava akımları, pik yağışlı hava akımları, süreli maksimum akımlar ve başlıca kirletici parametrelerini (BOİ5, KOİ, AKM, pH, TKN, Top P, zehirli kimyasallar vb.) ihtiva etmektedir.


1.1.7. Arıtma Derecesi
Gerekli arıtma derecesi, ham atıksu karakteristikleri ile istenilen arıtılmış su kalitesine bağlı olarak belirlenir. Arıtılmış suların yüzeysel sulara deşarjı halinde Kentsel Atıksu Arıtımı Yönetmeliği veya SKKY evsel atıksu deşarj limitleri, arıtılmış atıksuların zirai sulamada kullanımı durumunda Atıksu Arıtma Tesisleri Teknik Usuller Tebliği Bölüm 7’de sulama suları için öngörülen kalite kriterleri ve sahil sularına deşarj halinde ise Yüzme Suyu Kalitesi Yönetmeliği deşarj limitleri esas alınmalıdır. Dolayısıyla arıtma derecesi, deşarj ortamının faydalı kullanım maksadına göre, ilgili deşarj limitleri dikkate alınarak belirlenmelidir.


1.1.8. Arıtma Prosesi Seçenekleri ve Karşılaştırmalı Analizi
Atıksu arıtma tesislerinde, istenen kalitede arıtım sağlayabilmek için bir seri temel arıtma prosesinin kullanımı gerekmektedir. Tasarımcı, arıtma prosesi seçiminde, çeşitli başka faktörleri de dikkate almak durumundadır. Bu faktörlerin başlıcaları; arıtılan kirleticiler, deşarj standartları, yaklaşık alan ihtiyacı, hidrolik gereklilikler, çamur uzaklaştırma, enerji ihtiyacı ve sistem maliyeti olarak sıralanabilir. Çeşitli temel arıtma proseslerinin birbirleriyle uyumlu ve mantıklı bir biçimde entegre edilerek, elde edilen bütünleşik proses veya sisteme, Proses Akım Şeması veya Proses Şeması adı verilir.
Uygun temel prosesleri birleştirerek tesisin akım şemasının oluşturulması kolay değildir. Bu iş için temel işlem ve proseslerin iyi anlaşılması, muhtemel işletme sorunlarının önceden düşünülmesi ve çeşitli arıtma bileşenlerinin çevresel etkilerinin iyi öngörülmesi gerekmektedir. Önemli oranda endüstriyel atıksu deşarjı katılımı olan kentsel atıksu toplama sistemleri sonunda yer alan atıksu arıtma tesislerinin tasarımında, tasarım öncesi laboratuvar ve pilot ölçekli arıtılabilirlik çalışmaları ile düşünülen proses seçeneklerin muhtemel performanslarının test edilmesi gerekebilir.


1.1.9. Ekipman Seçimi
Arıtma tesislerinde çeşitli mekanik ve elektro-mekanik donanım ve ekipmanlara ihtiyaç duyulmaktadır. Tesis birimlerinin tasarımında kullanılacak ekipman ve donanımın montajı da dikkate alınmalıdır. Uygun proses ve ekipmanın seçimi, tasarım mühendisinin sorumluluğundadır. Bu maksatla, tasarım standartları ve yöntemi, temel kabuller, tasarım ön hesapları ile imalatçı firma katalog ve dokümanlarında öngörülen hususlar dikkatle gözden geçirilmelidir. Daha sonra, ekipman üreticileri ve yerel mümessillerden ihtiyaç duyulan teknik bilgiler istenmelidir. Ekipman seçiminin doğru yapılabilmesi için proje mühendisinin ekipman temsilcileriyle olabildiğince yakın çalışarak, ekipmanla ilgili olabildiğince doğru ve güvenilir veriler elde etmesi gerekmektedir. Ekipman seçimi sürecinde, mutlaka birden fazla ekipman üreticisi ile temas kurulmalı ve çalışan arıtma tesislerinde, seçilmiş ekipmanlarla ilgili işletme tecrübelerinden yararlanılmalıdır. Pompa, havalandırıcı, çamur yoğunlaştırıcı vb. ekipman seçilirken, ilk yatırım maliyetleri değil, hizmet ömrü süresince ortalama yıllık toplam maliyetler dikkate alınmalıdır.


1.1.10. Tesis Yerleşimi ve Hidrolik Profil
Planlama çalışmaları başlangıcından itibaren arıtma tesisi için seçilmesi düşünülen sahanın mevcut durumu dikkatli bir şekilde değerlendirilmelidir. Bu kapsamda topografik durum, mevcut sahanın büyüklüğü, meskûn alanlara olan mesafe, yol ve enerji nakil durumu, taşkın yapısı, tevsi (genişleme) imkânları, mevcut hidrolik yük, maliyet durumu vb. etkenler dikkate alınmalıdır. Seçilen alanın büyüklüğü, planlama sürecinde gerekli bütün ana ve yardımcı arıtma birimleri, tesis ile yakındaki evler arasında bırakılacak emniyet/koruma kuşakları için gerekli alan ihtiyacını karşılamalıdır. Tesis yerleşimi olabildiğince cazibeli veya minimum terfi enerjisi ile akımın sağlanabileceği bir hidrolik profile imkân vermelidir.


1.1.11. Enerji ve Kimyasal Madde İhtiyacı
Planlama ve tasarımda öncelikle enerji verimliliğini sağlayacak enerji ekonomisi tedbirlerinin uygulandığı gösterilmelidir. Seçilen arıtma prosesi ile tesisin doğrudan ve dolaylı enerji/kimyasal madde kullanımında ekonomik verimlilik sağlanmalıdır. Düşük işletme ve bakım maliyetli yenilikçi arıtma proses seçenekleri dikkate alınmalı ve tesisin arıtılan KOİ veya bağlı eşdeğer nüfus başına enerji tüketimi (enerji ayak izi) hesaplanarak, mevcut iyi arıtma uygulamalarına göre durumu gösterilmelidir.


1.1.12. Tesis Maliyeti
Tasarımı yapılan atıksu arıtma tesisinin yapım, işletme/bakım maliyetlerinin makul ve karşılanabilir olduğu ortaya konulmalıdır. Tesisin öngörülen hizmet ömrü boyunca, yıllık yatırım, işletme/bakım ve toplam maliyetleri uygun mühendislik ekonomisi yöntemleriyle hesaplanarak, arıtılan atıksu (m3) ve/veya eşdeğer nüfus başına birim maliyetler belirlenip, benzer kapasitedeki mevcut tesis verileriyle kıyaslanmalıdır.


1.1.13. ÇED ve Halkın Katılımı
ÇED Yönetmeliğine göre kentsel atıksu arıtma tesisleri EK I listesine tabi olup, öncelikle Proje Tanıtım Dosyası hazırlanarak, yatırım ön izni alınabilen faaliyetler kapsamındadır. Bu kapsamda, öncelikle tesis alanı yakınında yaşayanlar, tesis planlama sürecinden zamanında ve doğru biçimde haberdar edilerek, görüş ve önerileri dikkate alınmalıdır. Tesis tasarımında, yakında yaşayanları çevre ve halk sağlığı bakımından koruyacak her türlü teknik ve idari tedbirler de detaylı olarak ortaya konmalıdır.

 

---

R E K L A M