10-09-2012
|
#3
|
|
Prof. Dr. Sinsi
|
Su Ve Suyun Önemi ( Eksiksiz Tam Bir Konu | 20 Ödev)
SEDİMENTASYON
Su içinde bulunan katı partiküllerin çökelmesi için,sedimentasyon havuzundan çok küçük bir hızla geçirilir
Bu sırada askıdaki katı maddelerin bir kısmı ile daha iri çözünmemiş yabancı maddeler kendi ağarlıkları ile dibe çökerler
Havuz dibinde biriken tortular belirli zaman aralıklarında temizlenir
Su içinde bulunan katı taneciklerin çökeltme havuzlarında bekletilme süreleri tanecik cinsine ve boyutuna göre dğişir normal bir sedimentasyon işlemi ile su içinde bulunan yaklaşık 50µm ve daha büyük çaplı tanecikler çökeltilebilir
Flotasyon(yüzdürme) su içinde süspansiyon halinde bulunan düşük yoğunluklu katı partiküllerin çökelme hızı çok yavaştır bunları sedimentasyon tankı içinde kısa sürede çökeltebilmek mümkün olmaz
Bu tanecikler en kolay şekilde flotasyon yapılarak sudan uzaklaştırılabilir
Flotasyon,su içinde askıda bulunan katı partiküllerin hava kabarcıkları yardımı ile yüzdürülerek yüzeyde toplanması işlemidir
Flotasyonu kolaylaştırmak üzere katı durumlarda suya uygun kimyasal maddelerin de eklenmesi mümkündür Yüzeyde toplanan köpük halindeki yüzdürülmüş maddeler bir yüzey sıyırma tertibatı ile toplanarak uzaklaştırılır
Flotasyon işlemi,su içinde istenmeyen renk,tat ve kalıntı bırakan kuagülasyon işleminden daha uygundur
Üstelik daha küçük boyutlu tanklarda ve daha ucuz olarak sular berrak hale getirilebilir
Flotasyon tankında gerçekleşen olayları şöyle sıralayabilirizTank tabanından çıkan suyun yaklaşık %10 una geri dönüş yaptırılarak bu su içine bir satüratörde hava basılarak hava ile doygun hale getirilirç
Hava basıncının yaklaşık 400 kPa olması yeterlidir
Hava ile doygun olan bu su tank tabanından temizlenecek su içine püskürtülür
Basınç düşüşü nedeniyle oluşan hava kabarcıkları,su içinde askıda bulunan taneciklere yapışarak yüzeye taşır
Yüzeyde biriken köpük mekanik olarak toplanır
Taneleri yüzdürmek için kullanılan hava kabarcıkları şu üç yoldan biri ile elde edilebilir:
a)dispers hava flotasyonu; Atmosferik basınç altındaki sıvıya basınçlı havanın kabarcıklar halinde verilmesiyle,
b)çözünmüş hava flotasyonu;Basınç altında sıvıda havanın çözünmesi ve daha sonra basıncın kaldırılmasıyla,
c)vakum flotasyonu; Sıvının atmosferik basınç altında havaya doygun hale getirilmesini takiben vakum uygulanmasıyla,
Koagülasyon
Sudaki safsızlıklarının büyüklükleri angströmden başlar ve süspansiyon maddeler için birkaç yüz milyona kadar gider Sudaki bu safsızlıkları gidermek için çökeltme işlemleri kullanılır Bazı safsızlıklar ağırlıklarından dolayı kendiliğinden çökerken;büyük bir çoğunluğu kendiliğinden çökme için çok küçüktür Bu safsızlıkları çöktürmek için daha büyük parçalara dönüştürülmeleri gerekir Bu dönüşüm yöntemi koagülasyon olarak tanımlanır
Su arıtımında en çok kullanılan koagülant madde Al2(SO4)3 ve demir tuzları (FeSO4 7H2O, Fe2(SO4)3, FeCl3) olup, koagülasyon işlemini kolaylaştırıcı kimyasal olarak da polielektrolit kullanılır
Alum (Al2(SO4)3 14H2O):
Hidroksit flokları oluşturmak için suda yeterli alkalinite bulunmalıdır Gerekli pH değerleri arasında alkalinite genellikle bikarbonat iyonları formunda olur Bazı ham sularda alumla reaksiyona girecek yeterli miktarda alkalinite yoksa, alkalinite olarak kireç (hidroksit iyonu olarak) veya (karbonat iyonu olarak) soda külü eklenir Alum koagülasyonu için optimum pH değerleri 4 5 - 8 0 dir
FeSO4 7H2O:
Hızlı çökeltme için hidroksit iyonu formunda alkaliniteye ihtiyaç vardır Reaksiyonun oluşması için pH 9 5 'e yükseltilmelidir pH yükseltilmesi kireçle yapılabilir
Fe2(SO4)3:
Suda yeterli tabii alkanite yoksa, suya sonmuş kireç eklenir Optimum pH 4-12 dir
FeCl3:
Suda yeterli tabii alkanite yoksa, suya sonmuş kireç eklenir Optimum pH 4-12 dir
Arıtma çamurlarının saflaştırılması koagülasyon ve bunu takiben filtrasyon yada satrifüjleme ile olurken ; içme sularının arıtımında bulanıklık ve renk gidermek için kullanılır
Bu yöntem atık ve içme sularının arıtımında çok başarılı sonuçlar vermesinin yanında;yeni kavramların yeni koagülant maddelerin ortaya çıkartması bakımından da önemlidir
Kolloidal partiküllerin agregasyonu 2 ayrı ve farklı adımda gerçekleşir:
1)Partiküller arası etkili bir temas sağlamak için patikül taşınımı
2)Temas mümkün olduğunda partiküllarin birbiri ile birleşebilmesi için partiküllerin stabilliğinin bozulması
Partikül taşınımı ile ilgili teoriler akışkanlar mekaniğine,partiküllerin stabilliğinin bozulması ile ilgili teoriler de kolloid kimyasına dayanır
BİYOLOJİK ARITIM
BİYOLOJİK ARITMA SİSTEMLERİ
Hızlı nüfus artışı ve endüstrileşme sonucunda oluşan atıksular doğanın özümleyebileceği miktarı aşmış ve alıcı ortamları kirlenme tehlikesi ile karşı karşıya bırakmıştır Doğadaki ekolojik dengeyi olumsuz yönde etkileyebilecek ve diğer faydalı kullanımlarını engelleyecek bu durumun önüne geçebilmek için atıksuları uzaklaştırmadan önce arıtma zorunluluğu doğmuştur Atıksuların özellikleri kaynaklarına bağlı olarak önemli farklılıklar gösterir ve bu farklılıklara göre arıtma yöntemleri de değişir
Atıksuların genellikle%99’undan daha yüksek bir kısmı su ve yalnız geri kalan kısmı kirletici maddelerdenoluşmaktadır Kirleticiler suyun içinde çözünmüş halde bulunabilecekleri gibi, katı madde olarak askıda da bulunabilirler Bu maddelerin özelliklerine göre uzaklaştırılmaları için kullanılabilecek arıtma yöntemi de değişir Örnek olarak organik kirleticilerin uzaklaştırılması için en etkin yöntemin “biyolojik arıtma” olduğu söylenebilir Biyolojik arıtma atıksuyun içinde bulunan askıda veya çözünmüş organik maddelerin bakterilerce parçalanması ve çökebilen biyolojik floklarla sıvının içinde kalan veya gaz olarak atmosfere kaçan sabit inorganik bileşiklere dönüşmesidir Biyolojik arıtmanın esası organik kirleticilerin doğada yok edilmeleri için yer alan biyoflokülasyon ve mineralizasyon proseslerinin kontrolü ile çevrede ve optimum şartlarda tekrarlanmasıdır Böylece doğadaki
reaksiyonların hızlandırılarak daha kısa bir sürede, emniyetli ortamda gerçekleştirilmeleri sağlanmaktadır
Biyolojik arıtma, atıksu içerisindeki çözünmüş organik maddelerin bakteriyolojik faaliyetlerle ayrıştırılarak giderilmesi işlemidir Bakterilerin arıtma işlemini gerçekleştirebilmeleri için pH, sıcaklık, çözünmüş oksijen, toksik maddeler gibi parametrelerin kontrol altında tutulması gerekmektedir
Uygulamaları; aktif çamur sistemleri, biyofilm sistemleri, stabilizasyon havuzları, havalandırmalı lagünlerdir
Biyolojik Arıtmada Mikroorganizmaların Rolü
Atıksudaki BOI’nin giderimi, çökmeyen kolloidal katıların pıhtılaştırılması ve organik maddelerin kararlı hale gelmesi, başta bakteriler olmak üzere çeşitli mikroorganizmalar tarafından gerçekleştirilir Mikroorganizmalar, kolloidal ve çözünmüş karbonlu organik maddeleri çeşitli gazlara ve yeni hücrelere dönüştürerek kullanırlar Hücre dokusunun özgül ağırlığı sudan daha fazla olduğundan arıtılmış sudan çökerek ayrılır Bu mikrooganizmaları ortamdan ayırmadıkça arıtım tamamlanmış olmaz Mikroorganizmalar organik yapıda olduklarından atıksuda BOI veya KOI cinsinden ölçülürler ve suya bir miktar kirlilik verirler
Biyolojik Arıtmada Önemli Mikroorganizmalar
Hücre yapıları ve fonksiyonları dikkate alınırsa mikroorganizmalar aşağıdaki şekilde sınıflandırılırlar:
• Eucaryotes
• Eubacteria
• Archaebacteria
Prokaryotik grup (eubacteria ve archaebacteria) arıtımda birincil derecede önemli olup kısaca bakteri olarak bahsedilir Ökaryotik grup bitki, hayvan ve protistleri içerir
Bakteri :
Bakteriler tek hücreli prokaryotic organizmalardır Atıksu arıtma ünitelerinde oldukça yaygın olarak bulunurlar ve karbon, azot, fosfor ve kükürt bileşiklerinin giderilmesinde kullanılırlar Bakteri hücrelerinin büyüklükleri 0,5-3 μm (10-6) aralığındadır ve şekillerine göre değişik isimler alırlar
Biyolojik Arıtma Proseslerinde Bazı Tanımlar
Havalı (aerobik) Prosesler: Oksijenin bulunduğu ortamda faaliyet gösteren biyolojik arıtma sistemidir
Havasız (anaerobik) Prosesler: Oksijenin olmadığı ortamda faaliyet gösteren biyolojik arıtma sistemidir
Anoksik Denitrifikasyon: Oksijenin olmadığı ortamda nitrat azotunu biyolojik olarak azot gazına çeviren prosestir Bu proses havasız denitrifikasyon olarak ta bilinmektedir
Biyolojik Besi Maddesi Giderimi: Biyolojik arıtma prosesinde azot ve fosforun giderilmesidir
Fakültatif prosesler: Organizmaların moleküler oksijenin bulunduğu veya bulunmadığı ortamlarda fonksiyon gösterebildiği biyolojik arıtma prosesleridir
Karbonlu BOI giderimi: Atıksudaki karbonlu organik maddelerin yeni hücrelere ve çeşitli gaz formundaki son ürünlere biyolojik olarak dönüşümüdür Bu dönüşümde, çeşitli bileşiklerde bulunan azot amonyuma dönüştürülür
Nitrifikasyon: Amonyağın önce nitrit daha sonra nitrata dönüştürüldüğü biyolojik prosestir
Denitrifikasyon: Nitratı azot ve diğer gaz formundaki son ürünlere dönüştüren biyolojik prosestir
Substrat: Biyolojik arıtımda dönüştürülen organik madde veya besi maddesi anlamında kullanılır
Askıda Büyüyen Prosesler : Biyolojik arıtma sisteminde organik ve diğer maddeleri dönüştürmekten sorumlu mikroorganizmaların sıvı ortamda askıda bulunması halidir
Tutunarak Büyüyen Prosesler: Biyolojik arıtma sisteminde organik ve diğer maddeleri dönüştürmekten sorumlu mikroorganizmaların taş, cüruf veya özel tasarlanmış seramik veya plastik dolgu malzemelerinin üzerine tutunarak sıvı ortamda bulunmasıdır Bu arıtma sistemleri sabit-film prosesleri olarak da bilinirler
Biyolojik Arıtma Proseslerinin Uygulamaları
Bu proseslerin temel uygulamaları;
• Atıksuda özellikle BOI, TOK (toplam organik karbon) veya KOI olarak ölçülen karbonlu organiklerin gideriminde,
• Nitrifikasyon,
• Denitrifikasyon,
• Fosfor giderimi ve
• Atık stabilizasyonudur
Biyolojik Arıtma Sistemlerinin Tasarımı
Biyolojik prosesler, atıksudaki biyolojik olarak parçalanmış ve çözünmüş organik maddeleri çöktürme havuzunda çöktürerek gidermek üzere, çökebilen biyolojik ve inorganik floklara dönüştürmek amacıyla kullanılırlar Bir çok durumda ikinci kademe prosesler olarak tanımlanan biyolojik prosesler, fiziksel ve kimyasal proseslerle birlikte çalıştırılır Birinci kademe arıtma (ön çöktürme), çökebilen katıları ayırmada etkin olmasına karşılık, biyolojik prosesler koloidal veya çözünmüş haldeki organik bileşikleri gidermede etkindirler Bu proseslerden, havalandırmalı lagünler, stabilizasyon havuzları ve uzun havalandırmalı sistemler ön çöktürmeye tasarlanırlar
|
|
|
|