Özellikle sanayinin ve nüfusun yoğun olduğu kentlerde yeterli miktarda suyun olmaması, su temininde karĢılaĢılan güçlükler, su ve atıksu ücretlerindeki hızlı artıĢlar, atıksuların yeniden kullanımı konusunun gündeme gelmesine neden olmuĢtur [7]. Atıksuların yeniden kullanımı konusunun gündeme gelmesine, atıksuyun oluĢmadan geri kazanımıyla atıksu maliyetlerinin düĢürülmesi konusunu da ilave edebiliriz.
Atıksuların geri kazanımının sağlayacağı faydalar aĢağıdaki gibidir; a) Daha az enerji tüketimine neden olur.
b) Yeni su kaynaklarının daha az tüketilmesine neden olur.
c) ArıtılmıĢ atıksuların geri kazanılması, yüzey sularının atıksu deĢarjlarıyla kalitesinin bozulmasını azaltır [8].
d) ÇeĢitli uygulamalar için arıtılmıĢ atıksuların yeniden kullanımı ile hem tatlı (temiz) su kaynaklarında büyük tasarruf sağlanacakhem de akarsu, göl vb. su kütleleri atıksu deĢarjından korunarak yüzey ve yeraltı sularının kirlenmesi önlenmiĢ olacaktır. Ayrıca arıtılmıĢ atıksuların tarımsal sulamada kullanılması ile gübre ihtiyacı azalacak ve böylece ekonomiye de katkı sağlayacaktır [9].
Yukarıda açıklanan faydalara aĢağıdaki faydaları da ilave edebiliriz;
a) Atıksuların arıtma tesisinden önce proseste geri kazanımı ile atıksu arıtımından kullanılan enerji ve hammadde tasarrufu sağlanır.
b) Atıksu arıtımıiçin oluĢan atıkların miktarı, bu atıkların çevreye vereceği olumsuz etkileri ayrıca bu atıkların bertaraf veya geri kazanım maliyetleri azalır.
c) Atıksu geri kazanımında yapılan uygulamalarla kimyasal kullanımı ilekimyasalın üretiminde kullanılan doğal kaynak kullanımı, ve enerji kullanımı azalarak sürdürülebilir kalkınma desteklenir.
d) Atıksu deĢarjındaki çevre faaliyetin çevre boyutunun(hava kirliliği, toprak kirliliğ, su kirliliği, doğal kaynak kullanımı) etkisi azaltılır.
e) Arıtılan atıksuların yeraltısuyu beslemesinde kullanılarak azalan yeraltısu seviyesinin vemiktarlarının artırılmasına katkı sağlanır.
Arıtılan atıksular çok çeĢitli amaçlar için kullanılabilmektedir. ArıtılmıĢ atıksuların baĢlıca kullanım alanları arasında; tarımsal sulama, arazi sulaması(park ve bahçe sulaması), kentsel ve evsel kullanım, endüstriyel kullanım(soğutma ve prosessuyu olarak kullanılması), çevresel uygulamalar(yüzey sularına verme ve yer altı sularına reĢarj), rekreasyon faaliyetleri Ģehir temizliği, yangın, inĢaat gibi klasik uygulamalarda kullanım sayılabilir.
ArıtılmıĢ sular habitat oluĢturma, restorasyon ve/veya iyileĢtirme, bir su kütlesine deĢarjdan önce arıtılmıĢ suya ek bir arıtma sağlama gibi çeĢitli sebeplerle de sulak alanlara uygulanabilir [9]. Ayrıca arıtılmıĢ atıksular gölleri geliĢtirme, bataklık iyileĢtirme ve akarsu akımlarını çoğaltma gibi uygulamalar için de kullanılır.
Atıksuların tekrar kullanımında tarımsal sulama, kentsel ve endüstriyel sulama, endüstriyel kullanım ve yeraltısuyu beslemesi gibi yaygın olarak uygulamalar aĢağıda açıklanmıĢtır;
Genelde toplam tatlı su tüketiminin % 40‟ı gibi oldukça önemli bir bölümünü tarımsal sulama oluĢturmaktadır. Dolayısıyla, tarımda, arıtılmıĢ atıksuyun geri kullanımı önemli miktarda su korunumu sağlamaktadır ve diğer kullanımlarla birlikte planlanması halinde ise, geri kullanımda önemli bir yüzdeyi oluĢturmaktadır [9].
Tarımsal sulama için arıtılan atıksuların kullanılması ile [10]; a) Su kıtlığı çözülebilir,
b) Bütün bir yıl boyunca atıksuların büyük bir miktarı bertaraf edilebilir, c) Kalitesi yüksek olan kaynaklar içme suyu olarak kullanılabilir,
d) Ekonomik faydalar sağlanabilir,
e) Atıksuyun nutrient içeriği tarımsal ürünler için katkı sağlayabilir [11].
Atıksuların tarımda kullanımı hem olumlu hem de olumsuz çevresel etkilere sahiptir [12]. Kentsel arıtılmıĢ atıksular humik maddeler, ağır metaller, pestisitler, dezenfeksiyon yan ürünleri, endüstriyel kirleticiler, mikroorganizmalar, organik ve inorganik maddeler içerir. Bu kirleticilerin bir kısmı klasik atıksu arıtımıyla kısmen giderilemediği için arıtılmıĢ suda bulunabilir [13]. Sulama için arıtılan atıksuların yeniden kullanımı, birincil ve ikincil arıtma prosesleri ile giderilemeyen nutrientlerin çoğunu giderdiği için atıksu kullanımının en iyi yolu olabilir, pahalı üçüncül arıtma ihtiyacını azaltır ve sınırlı temiz su kaynakları kentsel amaçlar için kullanılır. Nutrientler, özellikle azot ve fosfor gübre tasarrufunda önemli bir faktör olabilir [14].
Birçok kurak ve yarı kurak ülkede su giderek kaynaklarının azalmasında tehdit oluĢturmaktadır ve toprakları sulamak için az ve daha düĢük kaliteli su kullanımı sorunuyla karĢı karĢıyadır [15]. Ancak bu uygulamaya öncelikli olarak patojen mikroorganizmalar ile besinlerin kirlenmesinden dolayı insan sağlığı için riskler taĢıdığı düĢüncesiyle endiĢe ile yaklaĢılmıĢtır [16].
Bilindiği gibi dünyada su tüketiminde önemli bir bileĢende endüstriyel sulardır ve ülkeler teknolojik olarak geliĢtikçe endüstriler için su gereksinimi de artmaktadır [17].
Enerji santralleri; soğutma suyu, kül sulama ve baca gazı yıkama gibi gereksinimler için fazla su ihtiyacından dolayı suların yeniden kullanımları için ideal tesislerdir. Petrol rafinerileri, kimyasal madde tesisleri ve metal iĢleme tesisleri de geri kazanılmıĢ sudan faydalanan endüstriler arasındadır [18]. Bir endüstriyel tesis içinde su çevrimi çoğunlukla endüstriyel prosesin tamamlayıcı bir parçasıdır ve geri kazanılan ve yeniden kullanılan sular, suyun korunması ve zorlayıcı deĢarj standardı gereksinimlerinin ortadan kaldırılması için geri çevrilir [19].
Soğutma suyu, birçok endüstri için geri kazanılmıĢ suların en yaygın kullanım Ģeklidir ve tek baĢına en büyük endüstriyel su ihtiyacını oluĢturur [18]. Ancak,
soğutma suyu olarak arıtılmıĢ atıksuların kullanılması durumunda, korozyon, çökelek oluĢması, mikrobiyal büyüme gibi konulara dikkat edilmesi gereklidir [10].
Kazanlardaki çökeleklerin gideriminde yumuĢatma iĢlemi kullanılabilir. Ġlaç endüstrisinde safsuya yakın su kullanımı olmaktadır. Metal kaplama sektöründe de durulama banyolarındaki suyun kirlilik yükünden arıtılması kaplama verimliliği için ayrıca su kullanımı ve atıksu maliyetlerinin düĢürülmesi için gereklilik olmaktadır. ArıtılmıĢ atıksuyun proses suyu olarak kullanımının değerlendirilmesi amacıyla sistematik bir yaklaĢım geliĢtirilmiĢ olunup bu yaklaĢım ġekil 2.1‟de verilmiĢtir [20].
ġekil 2.1:Atıksuların Proses Suyu Olarak Kullanımında Sistematik YaklaĢım ġeması ġekil 2.1 incelendiğinde; üretim prosesine kullanılmak üzere temiz su girmektedir. Temizsuproseste kullanılmasıyla zamanla kirlenecektir. Kirlenen proses suyu kirlik boyuna ve proses özelliğine göre ya direkt olarak arıtma-geri kazanım iĢleminden sonra tekra proseste kullanılabilecektir. Tekrar proseste kullanılamayan atıksu deĢarj limitlerinin sağlanması için arıtma tesisinde arıtılacaktır. Geri kazanım iĢlemindetekrar kullanılmayankonsantre atıksular arıtılarak deĢarj edilmesi için arıtmatesisine gönderilecektir. Konsantre kirliliğin kirlilik yükünün fazla olmasına bağlı olarak bu atıksuların arıtma tesisinde istenilen limitlerde arıtılamaması söz konusu olabilecektir. Bu durumdakonsantre atıksular, atıksuyun içerdiği kirliliğe göre nihai
bertaraf(enerji geri kazanımı için yakma, düzenli depolama vb.) iĢlemine tabi tutulacaktır.
Yeraltısularının doğal beslenmesi çok yavaĢtır. Uzun vadede azalan yeraltısuyu seviyesinin sebebi, yeraltısularının aĢırı tüketimi ve yok oluĢunun yeniden dolum oranından daha büyük oluĢudur ve sonunda bu durum yeraltısuyu kaynaklarının tükenmesine neden olur. Bu nedenle yeraltı suyu havzalarının suni beslenimi giderek önem kazanmaktadır [21].
ArıtılmıĢ suyun yer altı suyu beslenim amaçları [18];
a) Sahil akiferlerine tuzlu su giriĢimini engellemek için bariyer oluĢturmak, b) Gelecekteki yeniden kullanımlar için ilave arıtım sağlamak,
c) Ġçme suyu veya içme suyu dıĢındaki akiferleri artırmak,
d) Daha sonra kullanmak üzere arıtılmıĢ suyun depolanmasını sağlamaktır. Ayrıca geri kazanılmıĢ suların doğal ortama verilmesi ile geri dönüĢüm süresi artar ve böylece çok yavaĢ parçalanan kirleticilerin biyolojik parçalanması için gerekli olan süre kazanılmıĢ olur [22].
Soğutma suları çok kirlenmediği zaman birçok proseste tekrar kullanılabilmektedir.
Kaplama sektöründeki asitli atıksular ve bazik atıksular ayrı olaraktoplanmasından sonra birleĢtirilerek arıtılmaları sonucunda atıksu pH dengelenmesinde kimyasal kullanımını azaltmaktadır.
Proses düzenlemeleri ile bazı atıksu akımları azaltılabilir veya ortadan kaldırılabilir. Buna en çarpıcı örnek boyama hatlarında tasarruflu ve sprey yıkamalı tankların kullanımıdır. Bu sayede atıksu debi ve konsantrasyonundabelirgin bir düĢme sağlanır. Süt endüstrisinde sızıntıları toplayacak Ģekilde ekipman değiĢiklikleri atıksu kanalına gidecek Biyolojik Oksijen Ġhtiyacı(BOI) yükünün azalmasına neden olur. Tekstilde merserizasyon iĢleminde oluĢan atıksudan Evoporasyon‟la kostik ve atıksu geri kazanılarak proseste tekrar kullanılabilmektedir.
TÜBĠTAK-MAM-Enerji ve Çevre AraĢtırma Ensititüsü‟nde, endüstriyel proje kapsamında yapılan “TusaĢ Evsel Atıksu Arıtma Sistemi DeĢarj Atıksuyunun Sulama Amaçlı Kullanılabilirliğinin Saptanması” çalıĢmasında TusaĢ Mürted
tesislerine ait evsel atıksu arıtma sistemi deĢarj suyunun kalitesi III. Sınıf olarak belirlenmiĢ ve buna göre arıtma sistemi deĢarj suyu çevre sulama amaçlı(çim,ağaç) kullanılabilir özellikte olduğu görülmüĢtür [7].
Üstün ve Solmaz‟ın 48.000 m³/gün atıksuyun kimyasal arıtma ve uzun havalandırmalı aktif çamur sistemi ile arıtıldığı organize sanayi bölgesi atıksu arıtma tesisinden çıkan atıksuların tarımsal sulama suyu olarak yeniden kullanılabilirliğine yönelik yaptıkları araĢtırmada, ilave kimyasal çöktürme ve iyon değiĢtirme yöntemleri ile 1. sınıf tarımsal amaçlı sulama suyu kalitesine ulaĢtığı ve tekrar kullanılabilirliğinin mümkün olduğu tespit edilmiĢtir [23]. Çapar ve arkadaĢlarının bir halı fabrikasına ait baskı ve asit boyama atıksularının arıtımı ve geri kazanımına yönelik yaptığı araĢtırmada, baskı boyama atıksuyunun kalitesi, British Textile Technology Group tarafından sentetik iplik boyama iĢlemi için belirlenmiĢ olan geri kazanım kriterleri ile karĢılaĢtırılmıĢ ve bunun sonucu baskı boyama atıksularından alum ile kimyasal çöktürme sonrası NF ve UF prosesleri ile elde edilen süzüntü sularının boyama iĢleminde yeniden kullanılabilecek kalitede olduğu belirlenmiĢtir. Asit boyama atıksuları için ise Mikrofilrasyon(MF) ön iĢleminin ardından uygulamalı üç kademeli NF iĢlemi ile geri kazanım kriterlerinin sağlandığı görülmüĢtür [24]. Atıksuların yeniden kullanımına yönelik Alaton ve arkadaĢlarının yaptığı bir çalıĢmada Adana Kentsel Atıksu Arıtma Tesisleri‟nin bazılarınındeĢarjları mevcut sulama suyu kalite kriterlerine göre incelenmiĢ, fekal koliform açısından tarımsal amaçlı sulama suyu olarak kullanımına elveriĢli olmadığı görülmüĢtür. Bunun nedeninin de bazı tesislerde dezenfeksiyon ünitesinin olmaması, olanlarda ise gerek yüksek enerji maliyeti gereksede dezenfeksiyon kimyasal ihtiyaçları nedeniyle yeterince verimli olamamasından kaynaklandığı belirtilmiĢtir [25]. Dolayısıyla mevcut bu tesislerin ilave birkaç yöntemle yeniden kullanımının uygun hale getirilmesi mümkün olacaktır.
Atıksudaki çözünmüĢ tuzlar, bor, ağır metal ve benzeri toksik maddeler yörenin iklim Ģartlarına, toprakların fiziksel, kimyasal ve biyolojik özelliklerine bağlı olarak ortamda birikebilmekte, bitkiler tarafından alınabilmekte veya suda kalabilmektedir. Bu nedenle, arıtılmıĢ atıksuların arazide kullanılması ve bertarafı söz konusu ise suyun fiziksel, kimyasal ve biyolojik parametreler
açısından öngörülen sınır değerlere uygunluğunun yanı sıra, bölgenin toprak özellikleri iklim, bitki türü ve sulama metodu gibi etkenler de dikkate alınmalıdır [26]. Kalkınma Bakanlığı 2014 verilerine göre, Türkiye‟de 2014 yılı itibari ile su kullanım oranları; %73 tarımsal, %13 evsel ve %11 endüstriyel amaçlıdır. Türkiye‟de atıksuların arıtılmasında uygulanan mevzuat ġekil 2.2‟de gösterilmiĢtir.
ġekil 2.2:Türkiye‟de Atıksular Mevzuatı Ġçin OluĢturulan Kanun, Yönetmelik ve Tebliğler ġeması
ġekil 2.2 incelendiğinde; Türkiye‟de atıksu mevzuatının Çevre Kanunu altında bu kapsamda çıkarılan yönetmelik ve tebliğlerden oluĢtuğu görülmektedir. SKKY ve bu yönetmeliğe bağlı olarak çıkarılan Teknik Ve Ġdari Usüller Tebliğleri‟nin yanında evsel ve endüstriyel atıksular için Kentsel Atıksu Arıtımı Yönetmeliği, Tehlikeli Maddelerin Su Ve Çevresinde Neden Olduğu Kirliliğin Kontrolü Yönetmeliği, Ġçme ve Kullanma Suyu Elde Edilmesi Planlanan Yüzeysel Suların Kalitesine Dair Yönetmelik ve Toprak Kirliliği Kontrol Yönetmeliği de atıksu deĢarj Ģartlarını kısıtlayıcı ve belirleyici olmaktadır.