Batık Tip Mbr Yöntemiyle Gri Su Arıtma

05 Mart 2012 Dergi: Mart-2012

Anahtar Kelimeler: Gri Suların Yeninden Kazanımı, Membran Biyoljik Reaktörler (MBR), Endokrin Bozucu Kimyasallar

 

Domestik faaliyetler sonucunda oluşan ve foseptik atıklar dışında  kalan bütün atıksular "Gri Su" olarak adlandırılmaktadır. Gri sular lavabo altlarından, çamaşır makinelerinden, bulaşık makinelerinden, duşlardan ve benzeri kaynaklardan toplanmaktadır. Ancak genellikle çok yoğun yağlar içeren suların gri su sistemlerine verilmesi önerilmemektedir. Gri sular kirlilik bakımından foseptik atıklar kadar kirlilik içermemekte olduklarından daha kolay bir şekilde arıtılıp çeşitli uygulamalar için yeniden kullanılabilirler. Bahçe sulama, araba yıkama, tuvalet sifonları, çamaşırhanelerin ön yıkama suyu, soğutma kuleleri, bu uygulamalar arasında sayılabilir. Okullar, AVM'ler, iş merkezleri, hastaneler gibi günlük su tüketiminin çok yüksek olduğu yerlerde şebeke suyu kullanmak yerine arıtılmış gri suların kullanılması temiz su kaynaklarının korunmasını sağlarken bir yandan da kullanıcının % 50-60 kadar daha az ham temiz su kullanarak suya ayırdığı bütçesinin ciddi anlamda düşmesini sağlamaktadır [1].

Gri suların arıtılıp çeşitli alanlarda yeniden kullanılması; yeşil bina tasarımında ve LEED sertifikası alma yolunda da önemli bir adımdır. LEED sertifikasyon işlemleri yapılırken 1000 üzerinden bir puanlandırma işlemi yapılmaktadır. Binada, gri suların ya da atık suların arıtılıp gerekli yerlerde güvenli ve ekonomik bir şekilde yeniden kullanılabiliyor olması bu sertifikasyon puanlamasında 1000 üzerinden 100 puan alınmasını sağlamaktadır. Bu da toplam puanlamanın % 10'una tekabül etmektedir. Ancak gri suların arıtıldıktan sonra ne amaçla kullanılacağına bağlı olarak doğru arıtma yönteminin seçilmiş olması çok büyük önem taşımaktadır. Örneğin arıtılmış su, bahçe sulama için kullanılacaksa çıkış suyunun belirli bir kalitenin üzerinde olması ve bunun da düzenli olarak kontrol ediliyor olması gerekmektedir. "Membran Biyolojik Reaktörler" gri su arıtma yöntemlerinden biridir ve birçok kirleticinin de verimli olarak giderilmesini sağlamaktadır. Biyokimyasal Oksijen İhtiyacı (BOİ5), Kimyasal Oksijen İhtiyacı (KOİ), Toplam Organik Karbon (TOC), Yağ-Gres Analizleri yapılıp düzenli olarak kontrol edilerek sistemin temel kirleticileri ne oranda ne verimle tuttuğu kolaylıkla tespit edilebilir. Bu ölçümler üniversitelerin laboratuvarlarında kolaylıkla yaptırılabildiği gibi, akredite laboratuvarlarda da ölçüm yaptırmak mümkündür. Ancak; aslında bu parametrelerin dışında da ölçümü yapılmayan yüzlerce parametre bulunmaktadır. Atıksularda ve gri sularda temel kirleticilerin yanı sıra mikro kirleticiler dediğimiz ve suda çok düşük konsantrasyonlarda bulunan, ölçüm yöntemleri kolay erişilebilir olmayan ve birçok zararlı etkisi olduğu bilinen maddeler de bulunmaktadır.

Kişisel bakım ürünlerinden, katı ve sıvı sabunlardan, duş jellerinden, deterjanlardan, şampuanlardan ve benzeri ürünlerden sulara sentetik kimyasallar karışmaktadır. Bu nedenle de gri sularda bu sentetik kimyasallardan ciddi oranda bulunması beklenmektedir. Bu sentetik kimyasallar "Endokrin Bozucu Kimyasallar" olarak adlandırılan maddeleri içermektedir. Endokrin bozucular; endokrin sisteminin gelişimi ve fonksiyonunu değiştiren karışımlardır. Bu maddeler, hormonların üretim, salınım, bağlanma, taşınma, aktivite, yıkım ve vücuttan atılmaları üzerine etki etmektedirler. Endokrin bozucuların insan sağlığı üzerine etkileri incelendiğinde özellikle üreme fonksiyonu bozuklukları, trioit fonksiyonu bozukluklarının yanı sıra kanser vakalarının oluşma riskini de ciddi oranda artırdığı görülmektedir [2].

Arıtılmış su, insanların direk temas halinde olduğu yerlerde kullanılacak ise endokrin bozucu maddelerin giderilip giderilmiyor oldukları ciddi bir önem taşıyacaktır. Gri sularda bolca bulunması beklenen 4-T-OCTYLFENOL (4T OP), NONİLFENOL (NP) ve 4-N-OCTYLFENOL (4 OP), endokrin bozucularının MBR sistemlerindeki giderim oranlarının tespit edilmesi için Marmara Üniversitesi Çevre Mühendisliği Laboratuvarı'nda analizler yapılmaktadır.

Meta Mühendislik, İtalyan partneri Gel Hydrotechnology ile birlikte ORA AVM'de kurduğu Gri Su arıtma ünitelerinde MBR yöntemi kullanılmıştır. Sistem giriş ve çıkışlarından çeşitli su numuneleri alınmıştır.

Yapılan çalışmalar neticesinde elde edilen sonuçlara göre biyolojik arıtma devrede olduğu zaman, yani ultrafiltrasyon modülleri aktif çamura batık halde çalışırken ve sistem blower ve difüzörler ile havalandırılıyorken % 83-97 aralığında giderimler bulunmuştur. Ölçüm hatalarını minimize etmek için aynı su 4 defa analiz edilmiş olup elde edilen deney sonuçları birbirine çok yakındır, deneylerin tekrarlanabilirliklerinin yüksek olması doğru sonuçlar elde edildiğini göstermektedir. Sistem ilk devreye alındığı zamanlarda, yani biyolojik hareketlilik tam olarak başlamamış iken giderimler % 50-55 arasında bulunmuştur.

Elde edilen bu sonuçlara göre (BOİ5), Kimyasal Oksijen İhtiyacı (KOİ), Toplam Organik Karbon (TOC), yağ-gres gibi temel kirleticilerin giderim oranları şase üstü membranlarda da yüksek olsa dahi, endokrin bozucuların giderim oranları % 13-58 aralığında kalmaktadır. Bu da kabul edilebilir bir aralık değildir. Elde edilen sonuçlar aşağıda tablo şeklinde verilmiştir.

 

Tablo 1. Sistemdeki Membranların Endokrin Bozucuları Giderme Verimleri (Biyolojik Arıtma Devrede İken ve Devrede Değilken)

 

GRİ SUDA BULUNMASI BEKLENEN ENDOKRİN BOZUCU MADDELER

 

GİDERİM VERİMLERİ
(BİYOLOJİK ARITMA AKTİF DEĞİLKEN)

 

GİDERİM VERİMLERİ
(BİYOLOJİK ARITMA AKTİFKEN)

4 t OP

% 58

% 97

NP

% 13

% 83

4 OP

% 35

% 96

 

 

Gri suların geri kazanılıp yeniden farklı alanlarda kullanımı arttıkça batık tip membranlar ve biyolojik arıtma yapmanın öneminin artacağı şüphesizdir. MBR teknolojisi dünya çapında atıksu ve gri su arıtımı için anahtar teknolojidir. Hem yüksek hem düşük kapasitelerde güvenilir sonuçlar elde edilebilmektedir. Ancak sistemlerin doğru tasarlanıyor olması çok önemlidir. Biyolojik arıtmanın tam bir şekilde gerçekleşebilmesi için sistemin yeteri miktarda havalandırılması yani oksijen ile beslenmesi gerekmektedir. İşletme maliyetinin de % 80-90'ını havalandırma işlemi oluşturduğu için havalandırma sisteminin gereğinden daha fazla ya da az kapasitede seçilmemesi gerekmektedir. Çünkü gereğinden fazla havalandırılması durumunda işletme maliyetleri lüzumsuz yere artacakken, olması gerekenden daha az havalandırılması durumunda da sistemde tam bir giderim gerçekleşmeyecektir. Membranlarda tıkanıklık yaşanmaması, verimin azalmaması adına ultrafiltrasyon modüllerinin de havalandırılması sistemin ömrünü uzatacaktır. Ultrafiltrasyon modülleri kapasitenin büyüklüğüne göre betonarme tank içerisine de, paket tip bir tank içerisine de batık halde yerleştirilebilir. Bayrampaşa ORA AVM'de kurulan gri su arıtma sisteminde 10 adet paket tip ünite kullanılmıştır.

Paket tip ünitede aynı zamanda tedbir amaçlı olarak bir yağ ayırıcı mekanizma da bulunmaktadır. Mutfaklardan da gri su toplanacak olması durumunda ayrıca daha gelişmiş bir yağ ayırıcı kullanılması gerekmektedir. Çünkü kirleticilerin bir kısmı yağda çözünmeyi seven maddeler olabilir ve bu da suda kirletici konsantrasyonlarının artıp membranlara lüzumsuz yere bir yük binmesine neden olur. Bu nedenle yağ ayırıcı ekipmanın ya da mekanizmanın düzenli olarak temizlenmesi gerekmektedir. Marmara Üniversitesi'nde yapılan çalışmalarda yağ ayırıcı mekanizmanın bakım, temizlik ve kontrollerinin yapılmasının öneminin anlaşılması için yağ içeren tanktan da 22.02.2012 tarihinde su numunesi alınarak yine endokrin bozucu madde ölçümleri yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar aşağıdaki tablolar şeklinde verilmiştir.

 

Tablo 2. Yağ ayırıcıdan önce endokrin bozucu madde konsantrasyonları (ng/L)

 

Endokrin Bozucu

Yağ Ayırıcıdan Önce Alınan Sular

 

1. ölçüm

2. ölçüm

3. ölçüm

4. ölçüm

4 t OP

197,76

191,68

194,60

198,12

NP

142,28

116,92

93,12

96,80

4 OP

302,44

240,60

131,80

237,84

 

 

Tablo 3. Yağ ayırıcıdan önce endokrin bozucu madde konsantrasyonları ortalamaları (ng/L)

 

Endokrin Bozucu

Yağ ayırıcıdan önce ortalamalar

4 t OP

195,54

NP

112,28

4 OP

228,17

 

Tablo 4. Yağ ayırıcının içerisinden alınan sulara ait numunelerdeki endokrin bozucu madde konsantrasyonları (ng/L)

 

Endokrin Bozucu

Yağ ayırıcının içerisinden alınan sular

 

1. ölçüm

2. ölçüm

3. ölçüm

4. ölçüm

4 t OP

272,78

319,56

376,26

402,29

NP

2589,29

1979,19

4108,54

815,23

4 OP

23177,56

18770,50

14749,61

7972,34

 

Tablo 5. Yağ ayırıcının içerisinden alınan sulara ait numunelerdeki endokrin bozucu madde konsantrasyonları ortalamaları (ng/L)

 

Endokrin Bozucu

Yağ ayırıcının içerisinden alınan sular-ortalamalar

4 t OP

342,72

NP

2373,06

4 OP

16167,50

 

Tablo 6. Yağlı sudaki konsantrasyonun yağsız sudaki konsantrasyona göre artış yüzdeleri

 

Endokrin Bozucu

Yağlı sudaki konsantrasyonun yağsız sudaki konsantrasyona göre artış yüzdeleri

4 t OP

%42,95

NP

%95,27

4 OP

%98,59

 

Yukarıdaki tablolardan da görüldüğü üzere ölçümü yapılan endokrin bozucu maddelerin konsantrasyonları, yağın bulunduğu ortamda daha da artmaktadır. Bu nedenle gri su arıtma sistemlerinin her arıtma sisteminde olduğu gibi bakım ve kontrollerinin yetkili teknik personel tarafından zamanında yapılması ve takip edilmesi gerekmektedir. Sistemlerin hep aynı kapasitede paket ünite şeklinde kurulup, teslim edilmesi doğru olmamakla beraber talebe özgü "terzi usulü" optimum mühendislik çözümlerinin önerilmesi gerekmektedir. 

 

Bu analizlerin yapılması için gerekli koşulları, teknik desteği ve maddi olanakları sağlayan Marmara Üniversitesi Çevre Mühendisliği Bölümü'ne; Doç. Dr. Zehra Semra Can'a ve Yüksek Kimyager Melike Fırlak'a katkılarından ötürü teşekkür ederiz.

 

Referanslar

[1] R. McKinlay, J.A. Plant, J.N.B. Bell, N. Voulvoulis. (2008) Endocrine disrupting pesticides: Implications for risk assessment. Environment International 34, 168?183

[2] Yrd.Doç.Dr.Nuran CIKCIKOĞLU YILDIRIM; www.tunceli.edu.tr/akademik/.../nuranyildirim/cevreselostrojenler.ppt

[3] R. McKinlay, J.A. Plant, J.N.B. Bell, N. Voulvoulis. (2008) Endocrine disrupting pesticides: Implications for risk assessment. Environment International 34, 168?183

[4] P.A. Lara-Martín & E.G. Mazo, B.J. Brownawell. (2011) Environmental analysis of alcohol ethoxylates and nonylphenol ethoxylate metabolites by ultra-performance liquid chromatography?tandem mass spectrometry. Anal Bioanal Chem.402, 2359-2368

 


Etiketler