Sularda Biyolojik Arıtma

SULARIN KİRLENMESİ

Bir milyon nüfuslu bir kent günde yaklaşık 200 bin m3, diğer bir deyişle 200 bin ton atık su meydana getirir Bu atık suyun metreküpünde 500 gr katı madde dağıtılmış olarak bulunur Günde 100 ton katı bu şehirden temiz sulara boşaltılıyor demektir

Yaklaşık debisi 100 m 3/s olan bir akarsuya bu atık suların verilmesi halinde akarsudaki organik madde yoğunluğu 10 gr/m3 oranında artacaktır Normalde akarsulardaki çözünmüş organik madde miktarının 2–10 gr/m3 olduğunu düşünürsek artışın % 100 ile % 500 arasında olduğunu görürüz ki bu da kirliliğin ne boyutlarda olduğunu gösterir

Suyun üst seviyelerindeki organik madde tanecikleri akım süresi boyunca askıda kalmayabilir Bunlardan bir kısmı tabana çökelerek dip çamurunu oluştururken, diğer bir kısmı ise fiziki parçalanma ve biyokimyevi reaksiyonlar sonucunda belli bir yoğunlukta ve moleküler seviyede organik maddeye dönüşür

Çözünmüş hale dönüşen organik madde suyun kalitesine olumsuz etki yapar Bununla suyun kullanım değeri önemli ölçüde düşer Bu suların tekrar kullanımı, pahalı yatırımlar gerektiren arıtma işlemleriyle mümkün olabilmektedir En iyi çözüm, atık suyu en aza indirmek ve akarsuların kirlenmesini, atık su arıtma sistemleriyle önceden önlemektir

Sularda zararlı etki gösteren bir kirlenme türü sanayide ve enerji üretiminde atılan sıcak akışkanların, suyun sıcaklığını artırmasıyla ortaya çıkar Bu sıcaklık artışı sudaki biyokimyevi reaksiyonların hızının artmasına sebep olur Dolayısıyla canlıların oksijen tüketimi de artar Diğer yandan artan sıcaklıkla birlikte sudaki oksijenin doygunluk konsantrasyonu da azalacağından, neticede havadan oksijen alınması da yavaşlar

Su, oksijen miktarı bakımından fakirleşir ve anaerobik durumlar ortaya çıkar Yani oksijensiz yaşayan canlıların sayısı artar Bunlar da kötü kokulu amonyak, metan ve hidrojen sülfür gibi gazların çıkışına sebep olur Suların rengi kararır ve bulanır Zehir etkisi gösteren metal iyonları ve atık sıcak suların ne kadar zararlı olduğu görülmektedir

ATIK SULARIN ARITILMASI

Atık suların arıtma işlemleri, çökebilen iri tanelerin ayrıldığı ön arıtma (fiziki işlem); organik maddelerin temizlendiği biyolojik arıtma (ikinci işlem) ve son olarak bu işlemlerden arta kalan ve hassas bir şekilde uzaklaştırılması gereken zehirli maddelerin veya mikroorganizmaların aşırı beslenmesine yol açan azotlu ve fosforlu maddelerin uzaklaştırılmasından (üçüncü işlem) ibarettir



Aslında bu işlemlerden ilki olan fiziki ayırma akarsuların yavaş olarak aktığı yerlerde tabii çökelme şeklinde görülür Sanayide ise bu işlem ızgaralar ve durultma tanklarıyla gerçekleştirilir Atık su arıtılmasının en önemli kademesi biyolojik arıtmadır

Nehirlerde normal halde mikrobiyolojik varlıklarla organik maddenin ayrıştırılması şeklinde karşımıza çıkan bu olay, endüstride hızlandırılmış bir biçimde tabiattaki hadiseyi taklit ederek gerçekleştirilmektedir Biyolojik olarak parçalanıp yapısı değişen organik atıkların arıtılması çoğunlukla oksijenli ortamda (aerobik) ve bazen de havasız olarak (anaerobik) yapılır

BİYOLOJİK OKSİJEN İHTİYACI

Ortamın oksijenini kaybetmesi, çoğunlukla atılan, biyolojik olarak parçalanabilen maddelerden ileri gelir Çünkü bunların parçalanarak mahiyet değiştirmesinde istihdam edilen mikrobiyolojik varlıklar, kirlilik ne kadar fazla ise o kadar çok ürer ve oksijen tüketir İnorganik kirleticilerin oksijen tüketimi daha düşüktür Ortama azot, fosfor gibi besleyici elementlerin boşaltılması sudaki hayatın daha da zenginleşmesine yol açarak oksijen tüketimini artırır ve sonunda su oksijensiz hale geçebilir

İşte biyolojik arıtma, oksijen tüketimi yüksek olan, mikroskobik canlıların faaliyeti ile parçalanabilen yüksek enerjili moleküllerden ileri gelen biyolojik oksijen ihtiyacını (BOİ) azaltmaya yöneliktir Bu konudaki bütün arıtma metotları mikroskobik canlıları faaliyete geçirerek atığın enerji seviyesini (bir yönüyle BOİ’nı) düşürmeye çalışır

BİYOLOJİK ARITMA

Biyolojik arıtmada geliştirilen ilk metot “damlatmalı filtre”dir Yaklaşık yüz yıllık bir geçmişi olan bu metotta atık su, yumruk büyüklüğünde taşlardan ve çakıllardan meydana gelen bir yatak üzerinden akıtılır Sistemde havalandırma, sıcaklık farkına dayalı olarak tabii sirkülâsyonla sağlanır Yazın atık su havaya göre daha soğuk olduğundan hava aşağıdan yukarıya, kışın ise atık su daha sıcak olduğundan hava yukarıdan aşağıya doğru hareket eder

Suda yüzen veya çözünmüş şekildeki kirlilikler, katı yatak üzerinde tutunmuş olan biyolojik faaliyete sahip canlılar tarafından yok edilirler

Bu metottan sonra 1914 yılında “aktif çamur metodu” adıyla anılan sistem geliştirildi Bu sistemde atık su önce havalandırma havuzlarına depolanır Buradaki mikroorganizmalar, çözünmüş organik maddeleri hızla emerek içlerine alırlar Zamanla onları ayrıştırarak karbondioksit, su ve kararlı bileşikler haline dönüştürürken kendileri de ürerler Bu mikroorganizmalar bir durultucuda sıvıdan ayrılırlar

İşte bu durumda gıdasız, aç bir halde olduklarından bu kitleye “aktif çamur” adı verilir Bu çamurun bir kısmı havalandırma havuzuna geri gönderilerek temizleme işleminin hızlanması sağlanır Aktif çamurun fazlası oksijenli veya oksijensiz olarak çürütülür ve sonunda ya gömülür veya yakılarak yok edilir Çürütme esnasında yan ürün olarak açığa çıkan metan gazı ısıtmada kullanılabilir

Biyolojik arıtmada üçüncü kademe, “temas stabilizasyonu” veya “biyosorpsiyon” işlemi denilen yani organik maddelerin emilmeyle yüzeye alınması işlemi ve bakteriyal büyüme fazının iki ayrı yerde gerçekleştirildiği metottur Böylece gerekli depo havuzlarının hacminde tasarrufa gidilmiş olur



Fiziki ve biyolojik arıtma sonucunda yeryüzündeki atık suların biyolojik oksijen ihtiyacı 250 miligram/litre’den, 25mg/lt’ye düşürülerek % 90’lık bir arıtma, süspansiyon halindeki katıların miktarı 220 mg/lt’den 22 mg/lt’ ye düşürülerek yine % 90’lık bir temizleme sağlanabilirken çözünmüş inorganik katılar 200 mg/lt’den ancak 180 mg/lt’ye düşürülebilir ki bu %5’lik bir arıtma demektir Bunlardaki arıtma nisbetinin artırılması için daha ileri kimyevi işlemler gerekmektedir

Akarsuların arıtımı sonunda oluşan atık çamurun yok edilmesi ve arıtılmış suyun kullanılabilir hale getirilebilmesi, şehir ve sanayi toplumunun en önemli problemlerinden biridir Sanayi öncesi toplum hayatında su kirliliği diye bir problem yoktu Günümüzde aşırı su tüketimi ile atık suların sorumsuzca temiz su kaynaklarına boşaltılması sonucunda tabiatta var olan ekolojik dengenin kaldıramayacağı ölçekte kirlenme meydana geldi Bizlere düşen vazife sudaki mikrobiyolojik varlıklara gördürülen temizleme işlemini atık sularımıza uygulayıp çevremizi bütün varlıklar için yaşanabilir halde tutmaktır





ProfDr Zafer Ayvaz