Web tabanlı atıksu arıtma tesisi dizayn hesaplamaları ve proses seçimi karar destek sistemi

Bu çalışma, Selçuk Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Çevre

Mühendisliği Bölümü öğretim üyelerinden Yrd.Doç.Dr. Şükrü DURSUN

danışmanlığında yapılarak Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü’ne Yüksek

Lisans Tezi olarak sunulmuştur.

Bu çalışmanın araştırılmasında ve hazırlanmasında her türlü bilgi ve

önerileriyle bana yön veren, sabır gösteren danışman hocam Sayın Yrd.Doç.Dr.

Şükrü Dursun’a ve değerli mesai arkadaşlarıma teşekkür ederim.

Çalışmam boyunca manevi desteklerini esirgemeyen eşime ve aileme

teşekkür ederim.

Selim DOĞAN

Konya, 2006

İ

ÇİNDEKİLER

1. GİRİŞ ...5

2. KAYNAK ARAŞTIRMASI...6

2.1.

Atıksuyun Tanımı...6

2.2.

Atıksuyun Özellikleri ...6

2.2.1.

Fiziksel Özellikler...7

2.2.2.

Kimyasal Özellikler ...7

2.2.3.

Biyolojik Özellikler ...9

2.3.

Atıksu Arıtımında Temel Hedefler ...9

2.4.

Atıksu Arıtma Tesislerinin Projelendirilmesi ...10

2.5.

Atıksu Arıtma Yöntemleri ...11

2.5.1.

Fiziksel Arıtma Yöntemleri...12

2.5.2.

Kimyasal Arıtma Yöntemleri ...12

2.5.3.

Biyolojik Arıtma Yöntemleri ...13

2.5.4.

İleri arıtım Yöntemleri ...14

2.6.

Evsel Atıksuların Arıtılmasında Temel İşlemler ...14

2.6.1.

Ön Arıtma Üniteleri...15

2.6.1.1.

Kaba Izgaralar...16

2.6.1.2.

İnce Izgaralar ...16

2.6.1.3.

Kum Tutucular...16

2.6.1.4.

Atıksu Terfi Üniteleri...17

2.6.1.5.

Ön Çökeltme Havuzları...17

2.6.2.

İkincil Arıtma Yöntemleri...18

2.6.2.1.

Stabilizasyon Havuzları...18

2.6.2.2.

Damlatmalı Filtreler...19

2.6.2.3.

Aktif Çamur Sistemleri ...20

2.6.3.

Son Çökeltme Havuzları ...22

2.6.4.

Atıksu Çamuru Arıtım Yöntemleri...22

2.6.4.2.

Aerobik Çamur Stabilizasyonu...23

2.6.4.3.

Anaerobik Çamur Stabilizasyonu ...23

2.6.4.4.

Çamur Susuzlaştırma Yöntemleri...24

3. MATERYAL VE METOT...25

3.1.

Materyal...25

3.1.1.

İstemci Kısmı ...25

3.1.2.

Sunucu Kısmı ...25

3.2.

Metot...26

3.2.1.

Kodlama Kısmı...26

3.2.1.1.

HTML...26

3.2.1.2.

CSS...27

3.2.1.3.

JavaScript ...27

3.2.1.4.

PHP ...28

3.2.1.5.

MySQL...30

3.2.2.

Hesaplama Kısmı...31

3.2.2.1.

Debi Girisi ...31

3.2.2.2.

Yaklaşım Kanalı Hesabı...31

3.2.2.3.

Kaba ve İnce Izgara Hesabı...34

3.2.2.4.

Kum Tutucu Hesaplamaları...36

3.2.2.5.

Ön Çökeltme Hesaplamaları...38

3.2.2.6.

Aktif Çamur Hesaplamaları...42

3.2.2.7.

Son Çökeltme Hesaplamaları ...46

4. ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA ...49

5. SONUÇ VE ÖNERİLER ...51

6. KAYNAKLAR ...53

7. EKLER ...55

Ş

EKİLLERİN LİSTESİ

Ş

ekil 3.2.2.1.1.:

Hesaplamalar Ekranındaki Debi Veri Girişi

31

Ş

ekil 3.2.2.2.1.:

Yaklaşım Kanalı Hesaplaması Ekranı

32

Ş

ekil 3.2.2.2.2.:

Yaklaşım Kanalı Hesaplamaları Ekranı İngilizce Versiyonu 33

Ş

ekil 3.2.2.2.3.:

Yaklaşım Kanalı Hesaplama Ekranında Hatalı Giriş

34

Ş

ekil 3.2.2.3.1.:

Izgara Hesaplamaları Ekranı

35

Ş

ekil 3.2.2.3.2.:

Izgara Hesaplamaları Ekranı İngilizce Versiyonu

36

Ş

ekil 3.2.2.4.1.:

Kum Tutucu Hesaplamaları

37

Ş

ekil 3.2.2.4.2.:

Kum Tutucu Hesaplamaları Ekranı İngilizce Versiyonu

38

Ş

ekil 3.2.2.5.1.:

Ön Çökeltme Giriş Tertibatı Hesaplamaları

39

Ş

ekil 3.2.2.5.2.:

Ön Çökeltme Havuz Hesaplamaları

40

Ş

ekil 3.2.2.5.3.:

Ön Çökeltme Çamur Hesaplamaları

41

Ş

ekil 3.2.2.5.4.:

Ön Çökeltme Ünitesi Çıkış Değerleri

41

Ş

ekil 3.2.2.5.5.:

Ön Çökeltme Hesaplamaları Ekranı İngilizce Versiyonu

42

Ş

ekil 3.2.2.6.1.:

Aktif Çamur Ünitesi Debi Hesabı ve Kabuller Ekranı

43

Ş

ekil 3.2.2.6.2.:

Aktif Çamur Ünitesi Havuz Dizaynı

44

Ş

ekil 3.2.2.6.3.:

Aktif Çamur Hesaplamalar Ekranı İngilizce Versiyonu

45

Ş

ekil 3.2.2.7.1.:

Son Çökeltme Giriş Tertibatı Hesaplamaları

46

Ş

ekil 3.2.2.7.2.:

Son Çökeltme Havuz Hesaplamaları

47

1. GİRİŞ

Atıksu arıtma tesisi ünitelerinin boyutlandırılması karmaşık ve uzun vakit

alan bir işlemdir. Hesaplama yapacak kişi boyutlandıracağı her üniteye özgü

kriterlere hakim olmalı, uygun değerleri kullanmalıdır. Hesaplama işlemlerini

yaparken maddi hata yapmamak için dikkatli olunmalıdır. Çünkü yapılacak küçük bir

işlem hatası ve bulunacak hatalı bir sonuç, işlemler zincirleme ilerlediği için telafisi

zor olan bir durumdur.

Atıksu arıtma tesisi ünitelerinin bilgisayar programı yardımıyla yapılması,

muhtemel sayısal işlem hatalarını sıfıra indirir. Ayrıca kullanılacak parametreler için

uygun değerlerin hızlı ve verimli kontrolünü sağlar, formülleri otomatik olarak

kullanır.

Hesaplama, boyutlandırma, modelleme çalışmaları yapılırken bilgisayar

programları yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Son yıllarda internet ağlarının

gelişmesi ile birlikte birçok programa internet üzerinde de rastlanabilmektedir.

Yapılan bu çalışma; atıksu arıtma tesisi proses hesaplamaları, birbiri ardına

gelen birçok hesaplamadan meydana gelmiştir. Bu çalışmanın öncesinde ve

çalışmanın kodlama esnasında bu tip hesaplamalar yapan internet sayfasına

rastlanmamıştır. Ancak yaygınlaşan uluslararası çalışmalar ve disiplinlerarası

işbirlikleri sayesinde bu konuda birçok gelişmenin olacağı ve mesleki hesaplama

veya bilgi bankası içerikli internet sitelerinin hizmete gireceği öngörülmektedir.

Yapılan bu çalışma internet üzerinde çalışan atıksu arıtma tesisi proses

hesaplamaları yapan ilk sitelerden olacağı düşünülmektedir. Çalışma, özellikle evsel

nitelikli atıksu arıtımına yönelik ünitelerin hesaplamasını kapsamaktadır. Girilecek

debiye karşılık gelen ve kullanıcıyı adım adım yönlendirecek uygun arıtma

ünitelerinin boyutlandırılmasında hataları önleyici, kolaylaştırıcı ve hızlandırıcı etkisi

amaçlanmaktadır. Ayrıca gerekli tahkiklerin ve sınamaların anında yapılması

sağlanacaktır.

2. KAYNAK ARAŞTIRMASI

2.1. Atıksuyun Tanımı

Her topluluk hem katı hem sıvı atık üretir. Atıksu, topluluğa temin edilen

suyun farklı kullanımlar sonucunda kirlenmesiyle açığa çıkar. Atıksu, sıvı veya diğer

bir değişle suyun taşıyabildiği, yerleşim birimlerinden, ticari ve endüstriyel

kuruluşlardan gelen atıkların ve yer altı sularının, yüzey sularının ve yağışların

karışımıdır. Basit bir ifadeyle, bir topluluktan gelen kullanılmış suya atıksu denir

(Metcalf & Eddy, Inc., 1991 ve Lin ve Lee 2001).

Yerleşim birimlerinden gelen atıksu miktarı, gelişmişlikle doğru orantılı bir

şekilde kişi başına 150 L/gün ile 350 L/gün olarak gelebilir. Gelen atıksuyun

debisinin fazla olması genellikle fazla banyolu evlerden, otomatik yıkama

makinelerinden ve su kullanan diğer ev aletlerinin fazla olmasından

kaynaklanmaktadır (Hammer 1975). Endüstriyel atıksuların karakteristiği evsel

atıksulara benzeyenler genellikle belediye kanalizasyonlarına deşarj edilerek, evsel

atıksu gibi arıtılabilir (Peavy 1985).

2.2. Atıksuyun Özellikleri

Atıksuyun özellikleri ve miktarı mevsimsel, haftalık, günlük (tatil günü veya

işgünü) ve saatlik olarak değişiklik gösterebilir. Yazın gelen atıksular aynı bölgeden

kışın gelen atıksulara göre %20 daha fazla olabilir. Saatlik değişimler büyük

şehirlerde faaliyetlerin farklı zaman aralıklarına yayıldığından küçük şehirlere

nispeten daha azdır (Hammer 1975).

Atıksular fiziksel, kimyasal ve biyolojik olmak üzere üç grupta ele alınabilir.

Her bir özellik aslında bir kirlilik parametresi olarak da düşünülebilir. Atıksuyun,

fiziksel, kimyasal ve biyolojik özelliklerinin bilinmesi, atıksuyun toplanmasının,

arıtılmasının ve deşarj edilmesinin planlanmasında ve yönetiminde çok önemlidir

(Lin ve Lee 2001).

2.2.1. Fiziksel Özellikler

Atıksuyun fiziksel özellikleri; toplam katı madde, koku, sıcaklık ve renk

olarak sıralanabilir. Bunlardan katı madde ve sıcaklık atıksu arıtma proseslerinde

çok önemli faktörlerdir. Sıcaklık, kimyasal reaksiyonları ve biyolojik aktiviteyi, katı

maddeler ise ünitelerin boyutlarını etkilemektedir (Lin ve Lee 2001).

2.2.2. Kimyasal Özellikler

Atıksudaki çözünmüş ve askıda katılar organik ve inorganik maddeler

içermektedir. Organik maddeler; karbonhidrat, yağ, gres, yüzey aktif madde, protein,

pestisit ve zirai ilaçlar ve diğer zararlı kimyasalları içerebilirler. İnorganik maddeler

ise; ağır metalleri, nürientleri, pH’ı, alkaliniteyi, kloridleri, sülfürleri ve diğer zararlı

inorganikleri kapsar (Lin ve Lee 2001).

Biyokimyasal Oksijen ihtiyacı (BOİ): Atıksudaki organik maddelerin biyokimyasal

oksidasyonu sırasında mikroorganizmalar tarafından kullanılan çözünmüş oksijenin

miktarıdır. Su kaynaklarının kirlenme derecelerinin belirlenmesi, atıksuların

kirlenme potansiyelinin saptanması ve arıtma sistemlerinin tasarımı ve işletilmesi

konularında BOI temel öneme sahiptir (Dağ 2002 ve Samsunlu 1999).

Evsel nitelikli atıksularda BOİ konsantrasyonu genellikle kişi başına 50g/gün

seviyesindedir. Evlerde kullanılan çöp öğütücüler BOİ konsantrasyonunu kişi başı

%30 ile %50 arasında artırırlar (Hammer 1975).

Kimyasal Oksijen İhtiyacı (KOİ): KOİ testi atıksuların organik madde içeriğini

ölçmek için yapılmaktadır. Oksitlenebilen organik madde kimyasal oksitleyici olan

potasyum dikromat kullanılarak ölçülmektedir. Bir atıksuyun KOİ'si genel olarak

BOİ'sinden daha yüksektir. Ülkemizde yapılan deneysel çalışmalara göre KOİ/BOİ

oranının 1.6-2.5 arasında değiştiği belirlenmiş olup, bu değer ortalama 2 olarak kabul

edilebilir (Dağ 2002).

pH: Atıksudaki hidrojen iyonu konsantrasyonunun parametresidir. Atıksuyun pH

değeri biyolojik ve kimyasal arıtma işlemlerinin belirlenmesinde önemlidir. İçme

suyunun pH değeri 6-8 arasında, deniz suyunun 8, doğal suların 7 ve evsel atıksuyun

ise 7 -8 arasındadır .

Klorür: Evsel atıksularda, klorürlerin belli başlı kaynağı insan idrarıdır. Su

sertliğinin yüksek olduğu yörelerde, su yumuşatıcılarının kullanılması ile büyük

miktarda klorür atıksuya karışmaktadır. Alıcı ortamda yüksek miktarda klorür

konsantrasyonlarının bulunması, alıcı ortamın atıksu deşarjına maruz kaldığının bir

göstergesidir.

Alkalinite: Atıksuda alkalinite; kalsiyum, magnezyum, sodyum, potasyum gibi

elementlerin hidroksit, karbonat ve bikarbonatlarının varlığından veya amonyaktan

oluşmaktadır. Atıksu genelde alkalidir.

Azot: Atıksudaki mikroorganizmalar için bir besin maddesidir. Azot yeterli olmadığı

durumlarda, atıksuyun arıtılması için azot ilavesi gerekebilir. Evsel atıksuda azot

biyolojik arıtım için gerekli miktarda vardır. Alıcı ortama deşarj edilen arıtılmış suda

azot varsa, alıcı ortamda hem oksijen tüketimine hem de ötrifıkasyona sebep olabilir.

Atıksudaki azot başlıca, proteinli maddelerden ve üreden kaynaklanmaktadır.

Bakteriler tarafından parçalanan bu bileşikler amonyak oluşumuna sebep olurlar.

Oksijenli bir ortamda bakteriler amonyağı nitrit ve nitrat' a oksitlerler. Nitrat azotu

atıksudaki azot bileşiklerinin son oksidasyon kademesidir.

Fosfor: Atıksudaki mikroorganizmalar için bir besin maddesidir. Alıcı ortama deşarj

edilen arıtılmış atıksuda fosfor varsa, alıcı ortamda ötrifıkasyona sebep olabilir.

Kükürt: Sülfat iyonu doğal olarak atıksuda mevcuttur. Sülfatlar, kimyasal olarak,

anaerobik (oksijensiz) koşullarda, bakteriler tarafından sülfürlere ve hidrojen sülfüre

(H2S) indirgenir. Daha sonra H2S biyolojik olarak sülfürik aside oksitlenir.

Ağır Metaller ve Zehirli Bileşikler: Nikel, kuşun, krom, kadmiyum, çinko, bakır ve

civa gibi ağır metaller ve oluşturdukları bileşikler mikroorganizmalar için zehirlidir.

Bu nedenle atıksuyun biyolojik arıtımı safhasında sorunlar yaratırlar. Evsel

atıksularda ağır metaller ve zehirli elementler bulunmaz.

Gazlar: Evsel atıksularda bulunan gazlar; azot, oksijen, C0

metandır. Çözünmüş oksijen, aerobik mikroorganizmaların ve diğer aerobik

canlıların

solunumu

için

gereklidir.

Atıksulardaki

oksijen

miktarı,

mikroorganizmaların oksijen tüketimi sebebi ile çok düşüktür. Atıksuda bulunan

organik maddelerin anaerobik parçalanmasının yan ürünlerinden biri metan gazıdır.

Bu gaz çabuk alev alan ve patlama tehlikesi olan bir gazdır. H2S gazının ise toksik

etkisi çok fazladır.

2.2.3. Biyolojik Özellikler

Evsel atıksularda bulunan belirgin organizma grupları; bitkiler, hayvanlar,

fungi, protozoa, virüsler, bakteriler ve algler gibi mikroorganizmalardır. Bir çok

mikroorganizma (bakteri, protozoa) biyolojik arıtma proseslerinde atıksuyun arıtımı

için yararlıdır

.

Bunun yanında atıksuda bazı patojenik bakterilerin, mantarların,

protozoaların ve virüslerin desteklenmesi temel sorunlardandır. Koliform bakterileri

insan atıklarından kaynaklanan kirlenmenin bir göstergesi olmaktadır. Algler de tat

ve koku problemlerine yol açmaktadır. Atıksuyun arıtımı esnasında organik

maddeler bakteriler aracılığıyla parçalanmaktadır (Dağ 2002 ve Lin ve Lee 2001).

2.3. Atıksu Arıtımında Temel Hedefler

Atıksu arıtımında temel hedef, atıksuyun deşarj edildiği ortamlarda halk

sağlığına ve ekolojik dengeye olabilecek menfi etkilerin en az düzeye indirilmesidir.

Atıksu arıtımında gerçekleşen temel aşamalar şunlardır;

1. Askıdaki katı maddelerin uzaklaştırılması

2. Zararlı ağır metal ve zehirli bileşiklerin uzaklaştırılması

3. Biyolojik olarak parçalanabilen organik maddelerin uzaklaştırılması

4. Alıcı ortam durumuna bağlı olarak azot ve fosforun uzaklaştırılması

5. Patojenik organizmaların yok edilmesi

Atıksu parametrelerinden hangisinin ne derecede arıtılacağı, kanunlar ve

yönetmeliklere göre belirlenmektedir. Alıcı ortamların kirlilik özümseme

kapasitelerine bağlı olarak belirlenen deşarj standartları ülkeden ülkeye farklılıklar

gösterebilmektedir. Aynı şekilde bir akarsuya yapılacak deşarj ile bir deniz ortamına

veya bir göl ortamına yapılacak deşarj kriterleri de farklılık göstermektedir. Arıtılmış

sular, eğer sulama suyu olarak kullanılacaksa, sulama suyu standartlarına göre arıtım

kademelerinin belirlenmesi gerekmektedir. Yani arıtma hedefi alıcı ortamların

özelliklerine, işlenmiş atıksuyun kullanımına ve ekonomiye göre dikkatli bir şekilde

belirlenmelidir. Seçilecek olan bu hedefler, atıksu arıtımı ve bertaraf işlemlerinin

dizaynını etkileyecektir. Böylece, optimum arıtma kombinasyonu ve bertaraf

işlemleri gerçekleştirilmiş olacaktır (Kılınç 2005). Endüstriyel atıksular için evsel

atıksulara göre tamamen farklı standartlar kullanılmaktadır. Türk Çevre Kanunu'nun

"Su Kirliliğinin Kontrolu" Yönetmeliğinde toplam nüfusa bağlı olarak farklı arıtma

metodları için evsel atıksu deşarj standartları belirtilmiştir. Aynı yönetmelikte

endüstriler için ve deniz ortamına yapılacak atıksu deşarjları için de standartlar yer

almaktadır (Dağ 2002).

Büyük şehirlerde su ihtiyacının iyice artması ile evsel atıksuların arıtılarak

tekrar kullanım suyu olarak kullanıldığı günümüzde (Alba ve Ramirez 1981) atıksu

arıtım ünitelerinin belirlenmesi ve uygulanması, hem atıksuyun karekterizasyonuna

hem de arıtımın derecesine bağlıdır. Herhangi bir atıksuyun arıtılması probleminin

çözümünde, birkaç arıtma alternatifinin kullanılması ile istenilen çıkış değerlerinin

elde edilmesi sağlanabilir (Eckenfelder 1980).

2.4. Atıksu Arıtma Tesislerinin Projelendirilmesi

Atıksu arıtma tesisleri projelendirilirken şu çalışmalar yapılmaktadır;

Proje alanının incelenmesi : Projenin ilk aşaması olan bu aşamada yöre ili

ilgili tüm bilgiler toplanır. Yörenin içmesuyu ve kanalizasyon durumu,

sosyo-ekonomik koşullan, nüfus hareketleri ve iklimi incelenir .

Nüfus, debi ve kirlilik yüklerinin tahmini: Yörenin nüfus gelişimi dikkate

alınarak hedef yılları nüfusları tesbit edilir. Atıksu arıtma tesisleri genellikle 35 yıllık

periyod için iki kademeli olarak projelendirilirler. Hedef yılı nüfusları tesbit edilirken

aritmetik, geometrik, logaritmik veya İller Bankası nüfus artış metodu gibi

metodlardan biri kullanılır. Daha sonra yöre nüfusu dikkate alınarak kişi başına su

tüketim miktarları tahmin edilerek projelendirmede kullanılacak saatlik debiler

hesaplanır. Kişi başına kirlilik yükleri tahmin edilerek ileride tesise ulaşacak kirlilik

konsantrasyonları hesaplanır.

Endüstrilerin tetkiki: Yörede bulunan endüstriler tek tek incelenerek

hangisinin atıksuyunun şehir kanalizasyonuna doğrudan kabul edilebileceği,

hangisinin ön arıtma yapması gerektiği veya hangisinin kendi arıtma sistemini

kurması gerektiği kararlaştırılır.

Uygun arıtma teknolojisinin seçimi: Atıksu arıtma yöntemine karar verilirken

aşağıdaki hususlar dikkate alınmalıdır;

·

Arıtılacak suyun deşarj edileceği alıcı ortam özellikleri. Tesisin

gerektireceği alan ihtiyacı

·

Tesisin işletme ve bakım masrafları

·

Tesis sahibinin (Belediye) teknik kadro durumu ve mali yapısı

Eğer daha önceden bir fizibilite çalışması veya alan proje çalışması yapılarak

arıtma teknolojisi belirlendiyse, karar bu aşamada gözden geçirilir.

Arazi çalışmaları ve zemin etütleri: Tesisin yapılacağı sahanın plankotesi

çıkarılır. Arazinin değişik noktalarında zemin etütleri yapılarak ünitelerde

kullanılacak temel sistemlerine ve zemin ıslahlarına karar verilir.

Proses hesaplarının yapılması: Bu aşamada tesisin tüm proses hesapları

yapılır.

Boyutlandırma ve detay mühendislik: Tesisin tüm üniteleri boyutlandırılarak

detay çizimleri hazırlanır.

Keşif ve metraj hazırlanması: Detay mühendislik hesapları ve çizimleri

üzerinden tüm tesisin metraj ve keşfi çıkarılır.

İhale Dokümanlarının hazırlanması: Tesisin inşaatının ihale edilebilmesi için

gerekli tüm dokümanlar hazırlanır.

2.5. Atıksu Arıtma Yöntemleri

Atıksu arıtımında temel amaç, suyun kirlilik derecesinin kullanım yerine göre

istenilen düzeye indirilmesidir. Bu amaca yönelik olarak atıksu arıtımı genelde üç

değişik düzeyde yapılabilir. Birincil arıtma, çok fazla kirli olmayan, sadece bazı basit

fiziksel ve kimyasal arıtım yöntemleri ile atıksu standartlarına getirilebilen atıksulara

uygulanır. Çoğu zaman ikincil arıtım birincil arıtımı takip eder. İkincil arıtımda esas

süreç biyolojiktir. Üçüncül arıtım, atıksuyun çok saflaştırılmasını gerektiren özel

durumlarda uygulanır. Bu arıtımda fiziksel ve kimyasal yöntemler birlikte kullanılır

(Çabukçu 1998).

Atıksu arıtma yöntemleri temel olarak 3' e ayrılır;

·

Fiziksel arıtma yöntemleri

·

Kimyasal arıtma yöntemleri

·

Biyolojik arıtma yöntemleri

Değişik karakterdeki atıksular için değişik arıtma yöntemleri kullanılabilir.

Evsel atıksular için genelde fiziksel ve biyolojik arıtma yöntemleri tercih edilirken

endüstriyel atıksuların arıtımı için kimyasal yöntemler kullanılmaktadır. Ancak, her

üç yönteminde kullanıldığı arıtma sistemleri de mevcuttur.

Atıksu arıtım yönteminin veya yöntemlerinin belirlenmesinde şu hususlar göz

önüne alınır (Eckenfelder 1980).

•

Atıksuyun karakterizasyonu

Gerekli çıkış suyu kalitesi

•

Arazi maliyeti ve kullanılabilirliği

•

Gelecekte su kalitesi standartlarının yükseltilmesi

2.5.1. Fiziksel Arıtma Yöntemleri

Kirlilik unsurunun fiziksel özelliklerine (maddenin boyutları, vizkositesi ve

özgül ağırlığı) bağlı olarak uygulanan arıtma yöntemleridir. Fiziksel arıtma

yöntemlerine şu prosesler örnek olarak verilebilir.

·

Izgaralar

·

Kum tutucular

·

Çökeltme tankları

·

Filtrasyon havuzları

Fiziksel arıtım prosesleri, atıksuyun içerdiği askıda kolloidal katı partikülleri

ve diğer iri katı maddeleri sudan ayırarak ileriki proseslere arıtılmak üzere hazırlayan

yöntemlerdir. Bu yöntemler; ızgaralar, elekler, kum tutucular, yüzer madde tutucular,

dengeleme, çökeltim ve yüzdürme havuzlarıdır (Resmi Gazete 1991).

2.5.2. Kimyasal Arıtma Yöntemleri

Kirlilik unsurunun kimyasal özelliklerine bağlı olarak, dışarıdan kimyasal

madde eklemek suretiyle yapılan arıtma yöntemleridir. Örneğin;

Nötralizasyon

Koagülasyon ve Floklaştırma

İyon Değiştiriciler

Atıksu arıtımında kimyasal uygulama, askıda ve çözünmüş katıların fiziksel

özelliklerini değiştirmek ve onları çöktürmeyle kolayca gidermek için kimyasal

ilavesini içeren proseslerdir. Kimyasal arıtma proseslerinde daha az zararlı veya

zararsız atıklar oluşur.

2.5.3. Biyolojik Arıtma Yöntemleri

Biyokimyasal reaksiyonlar neticesinde atıksudaki çözünmüş organik

kirleticilerin uzaklaştırıldığı yöntemlerdir. Örneğin;

·

Biyolojik filtreler

·

Aktif çamur ve modifikasyonları

·

Stabilizasyon havuzları ve modifikasyonları. Anaerobik sistemler

Biyolojik arıtma, atıksuların içinde bulunan ve kirletici madde olarak

tanımlanan askıda ve çözünmüş halde bulunan organik ve inorganik karakterli

maddelerin mikroorganizmalar tarafından aerobik, anaerobik ve fakültatif şartlarda

parçalanarak çevresel açıdan zararsız bileşiklere dönüştürülmesi işlemlerine verilen

genel addır. Biyolojik arıtma, atıksu arıtma sistemlerinde en çok kullanılan terimdir

ve hem bağlı büyüme, hem de süspanse büyüme arıtma sistemlerini içermektedir.

Biyolojik arıtımda görev yapan mikroorganizmaların toplam kütlesine biyomas,

mikroorganizmalar tarafından kullanılan besi maddelerine de substrat adı verilir.

Aerobik Büyüme Prosesleri, Aerobik Süspanse Büyüme ve Aerobik Bağlı

Büyüme Prosesleri olarak iki grupta incelenir.

Aerobik Süspanse Büyüme Prosesleri;

Aktif Çamur Prosesler

Nitrifikasyon Prosesleri

Stabilizasyon Havuzları

Oksidasyon Hendekleri

Havalandırmalı Lagünler

Aerobik Bağlı Büyüme Prosesleri;

Damlatmalı Filtre Sistemleri

Biyodisk Üniteleri

Aerobik proseslere en güzel örnek aktif çamur sistemleridir. Bunun yanında,

havalandırmalı lagünler, stabilizasyon havuzları, oksidasyon hendekleri, biyodisk

üniteleri gibi sistemler de aerobik arıtma proseslerine örnek olarak verilebilir

(Kestioğlu 2001).

2.5.4. İleri arıtım Yöntemleri

Nutrientleri, biyolojik olarak kolayca ayrışamayan organikleri, ağır metalleri

ve diğer toksik maddeleri içeren tam olarak arıtılmamış atıksuların alıcı ortamlara

verilmesi, su kütlelerinin bozulmasına sebep olur. Bu sebeple ikincil arıtma,

atıksuların arıtılmasında yeterli olmayıp, fiziko-kimyasal arıtma proseslerini de içine

alan üçüncül arıtma veya ileri arıtma yöntemleri önem kazanmıştır. Suların daha ileri

düzeyde arıtılmaları amacıyla; aktif karbon adsorpsiyonu, iyon değişimi, ters ozmoz,

kimyasal indirgeme, yükseltgeme gibi yöntemler kullanılır (Patterson 1977-1983).

2.6. Evsel Atıksuların Arıtılmasında Temel İşlemler

Evsel atıksuların arıtılmasında şu temel işlemler kullanılmaktadır:

·

Kaba ızgaradan geçirme

·

İnce ızgaradan geçirme

·

Debi ölçümü

Ön Arıtma Üniteleri

·

Atıksuyun terfi edilmesi

·

Kum tutucudan geçirme

·

Ön çökeltme havuzları

·

Biyolojik arıtma

·

Son çökeltme havuzları

İkincil Arıtma Üniteleri

·

Dezenfeksiyon

·

Azot giderimi

Üçüncül Arıtma Üniteleri

·

Fosfor giderimi

·

Atıksu çamuru arıtımı (stabilizasyon/çürütme)

·

Atıksu çamuru susuzlaştırma işlemleri

Ön arıtma üniteleri olarak gruplandırabileceğimiz; kaba ızgaralar, ince

ızgaralar ve kum tutucular her atıksu arıtma tesisinde yer alan ünitelerdir. İkincil

arıtma üniteleri olarak çok değişik sistemler kullanılabilmektedir. Hangi biyolojik

arıtma sisteminin kullanılacağına, projeci proje alanının özelliklerini ve gerekli

arıtma verimi ihtiyacını dikkate alarak karar verir. Arıtılmış atıksular eğer sulama

suyu olarak kullanılacaksa dezenfeksiyon işlemi tatbik edilmektedir. Eğer

projelendirilecek arıtma sistemi azot ve fosfor gideriminden herhangi birini veya her

ikisini de kapsıyorsa sistemimiz üçüncül arıtma olarak adlandırılmaktadır. Tüm

biyolojik arıtma sistemlerinde yan ürün olarak çamur oluşmaktadır. Bu oluşan

çamurun çevreye zarar vermeyecek şekilde bertarafı için değişik çamur çürütme

(stabilizasyon) sistemleri ve susuzlaştırma ekipmanları kullanılabilmektedir (Dağ

2002).

Arıtım için önceleri sadece septik tank içinde çökelme işlemi

uygulanmaktaydı. Daha sonra şehirlerde imhoff tanklarında arıtma işlemleri

gerçekleştirilmeye başlandı. Bu tanklarda yukarıda kalan kısım ile çökelen kısım

alanları oluşmakta olup çökelen kısım eğimli olarak teşkil edilmekte ve buradan

düzenli olarak çamur çekimi yapılmaktaydı. Ön arıtımın gelişmesinde son adım,

ayırma işleminin ve çökelme işleminin tamamlanması ve çamur arıtımı ünitelerinin

kullanılması ile atıldı (Hammer 1975).

2.6.1. Ön Arıtma Üniteleri

Ön arıtım terimi atıksu içerisinde bulunan katıların fiziksel olarak ayrılması

için kullanılır. Atıksu farklı şekillerde, büyüklük ve yoğunlularda çeşitli katılar ihtiva

eder (Peavy 1985). Ön arıtım; büyük parçaların ve çöplerin tutulması ve

parçacıkların çöktürülmesini kapsamaktadır. Ön arıtım, basitliğinden dolayı dünya

genelinde tüm modern atıksu arıtma sistemlerinde katı parçaların ayrılması işleminde

sıklıkla kullanılır (Reible 1999). Ayrıca ön arıtımda yüzdürülerek ayrılabilen

maddeler de tutulur. Ön arıtımdan çıkan su kanalizasyon veya uygun alıcı ortama

verilebileceği gibi ikincil arıtma üniteleri ile arıtımına devam da edilebilir

(Eckenfelder 1980). Herhangi bir giderim fonksiyonu olmayan debi ölçüm üniteleri

de genellikle ön arıtım üniteleri arasında yer alır (Peavy 1985).

2.6.1.1. Kaba Izgaralar

Uzaklaştırılmadıkları takdirde, arıtma tesisinin ızgaradan sonraki ünitelerinde

tıkanmalara yol açabilecek büyüklükte olan kaba organik ve inorganik maddelerin

atıksudan ayrılması için kullanılırlar. Kaba ızgaralarda çubuklar arası genişlik 4

cm'nin üzerindedir ve yatayla 30-60 açı yapacak şekilde yerleştirilirler. Kaba

ızgaralar genellikle manuel (el ile) olarak temizlenirler.

Evsel nitelikli atıksuların arıtımında ızgaralar genellikle tesisin en başında

kaba maddeleri tutmak ve daha sonraki ünitelerin yükünü hafifletmek için kullanılır

(Eckenfelder 1980).

2.6.1.2. İnce Izgaralar

İnce ızgaralarda çubuklar arası genişlik 1.5-3.0 cm arasında değişmektedir ve

yatayla 30-60 açı yapacak şekilde yerleştirilirler. İnce ızgaralar manuel veya mekanik

olarak temizlenebilir. Çubuk ızgara tipinden başka, yay tipi, döner elek tipi, döner

tambur tipi ince ızgara tipleri mevcuttur.

Arıtım üniteleri arasında ızgaraların kullanımının birincil amacı tesisteki

pompaların, boruların ve diğer mekanik aksamın korunmasını sağlamak, dirseklerin

ve diğer aparatların tıkanmasını engellemektir (Peavy 1985).

2.6.1.3. Kum Tutucular

Evsel nitelikli atıksular kum, silt, çakıl taşı, yumurta kabuğu, cam, metal

parçacıkları gibi çok çeşitli inorganik katılar ihtiva eder (Peavy 1985). Arıtma

tesisine gelen pissuda bulunan bu gibi kum, çakıl v.b kolayca çökebilen maddeler,

pompaların aşınmasına, kanallar, borular, çökeltme havuzları ve çamur çürütme

tanklarında tıkanmalara sebebiyet vereceğinden kum tutucular vasıtasıyla pissudan

uzaklaştırılmalıdırlar (Hammer 1975). Kum tutucular dairesel veya uzunlamasına

çökelten (sabit hızlı), havalandırmalı tipte olabilirler. Temel amaç 0.2 mm'den büyük

veya izafi yoğunluğu 2,6’dan büyük taneciklerin tutulmasıdır. Kum tutucuda yatay

hızın 0.3-0.4 m/s olması temin edilmeli, organik katıların çökelmesine izin

verilmemelidir.

Kum tutucuların ilk tipleri iki veya daha çok paralel inşa edilmiş dar

kanallardan oluşan ve çökelen kumları depolayabilen yapılardan oluşmaktaydı. Kum

tutucuların biri hizmet verirken diğerinde biriken kumlar kürek ile temizleniyordu.

Oysa şu an kanal tipi kum tutucularda mekanik kum toplayıcılar kullanılmaktadır.

Böylelikle insan gücü daha az kullanılmakta ve daha fazla kanala olan ihtiyaç

azalmaktadır. Kanal tipi kum tutucuların çıkışında uygun bir savak yapılarak gelen

debiden bağımsız olarak yatay hızın 0.3 m/s civarında tutulması çok önemlidir

(Hammer 1975).

Uygun kum tutucunun dizayn edilmesi ile organik maddelerin çökelmesi

engellenir. Bu, tutulan kumların bertarafını da kolaylaştırır (Eckenfelder 1980).

2.6.1.4. Atıksu Terfi Üniteleri

Atıksu arıtma tesisinde proses üniteleri arasında atıksuyun enerji kaybetmesi

neticesinde oluşacak yük kaybını telafi etmek ve tesise gelen atıksuyu belirli bir

kottan sisteme alabilmek için yapılan pompa üniteleridir. Pompalar burgulu

(Arşimet) tipte veya santrifüj tipte seçilebilir. Eğer santrifüj tipte pompa seçilecekse,

atıksuyun ince ızgara ve kum tutucudan geçirildikten sonra terfi edilmesi gereklidir.

Aksi takdirde atıksu içindeki inorganik malzeme pompanın arızalanmasına sebep

olacaktır. Eğer terfi pompası olarak burgulu tip kullanılacaksa, atıksuyun sadece

kaba ızgaradan geçirildikten sonra terfi edilmesi mümkün olabilecektir.

Septik şartların oluşmaması için atıksu 10 dakikadan az beklemelidir

(Hammer 1975).

2.6.1.5. Ön Çökeltme Havuzları

Kaba organik ve inorganik maddelerden çoğu ızgara ve kum tutucularda

tutulduktan sonra, organik esaslı ve büyük ölçüde kirletici karakterde olan geriye

kalmış askıdaki katı maddelerin atıksudan uzaklaştırılması gerekmektedir. Ön

çökeltim askıdaki organik maddeleri konsantre hale getirip çökeltme işlemi yapmak

üzere dizayn edilmiş bir ünitedir (Peavy 1985). Ön çökeltme havuzunun başlıca

amacı atıksuyu iki temel bileşene; çamur ve çökelmiş atıksuya ayırmaktır. Böylece

bu iki bileşen ayrı ayrı arıtılabilir. Ön çökeltme havuzlarında askıdaki katı

maddelerin % 50 -70'i ve BOİ'nın % 25-40'ı uzaklaştırılabilir. Çökeltme havuzları

dikdörtgen ve dairesel biçimde olabilirler. Çökelen çamurun biriktirilmesi için çamur

konisi ve bu koniye çamuru sıyıracak sıyırma ekipmanları gerekmektedir. Ön

çökeltme havuzlarında atıksuyun bekletilme süresi 1.5-2.5 saat arasında

değişebilmektedir.

Havuz içerisinde su çok yavaş olarak ilerler ve uzak olan karşı taraftan (kısa

devre olmadan) birden çok sayıda teşkil edilmiş savaklarından çıkış yapar.

Sıyırıcılarla çamur konisine toplanan çamur düzenli olarak çekilir. Yüzeyde biriken

askıdaki maddeler yüzey sıyırıcılar vasıtasıyla toplanarak uzaklaştırılır böylelikle

düzgün bir savaklanma sağlanır (Hammer 1975).

2.6.2. İkincil Arıtma Yöntemleri

Ön arıtma metodları ile uzaklaştırılamayan çözünmüş ve kolloidal organik

maddelerin uzaklaştırıldığı arıtma basamağıdır. Çözünmüş ve kolloid organik

maddeler basit çökeltme metodları ile arıtılamayacağı için, bu maddelerin

çökelebilen katılara dönüştürülmesi gerekmektedir. Söz konusu dönüşüm bu

maddeler ile mikroorganizmaları (bakteriyi) bir araya getirmekle gerçekleşir.

Mikroorganizmalar çözünmüş ve kolloid maddeler üzerinde beslenirken büyürler ve

çoğalırlar bu arada da çözünmüş ve kolloid maddeleri de çökelebilen katılar haline

dönüştürürler. İşte ikincil arıtım yöntemleri bu işlemleri gerçekleştiren biyolojik

prosesler ve gerekmesi durumunda kullanılan son çökeltme tanklarını içerirler.

Atıksular anaerobik olarak arıtılabilseler de özellikle yüzeysel sular ve evsel

veya endüstriyel atıksular çoğunlukla aerobik sistemler ile arıtılırlar. Aerobik ve

anaerobik arıtma sistemlerinin ikisinde de bağlı büyüme veya askıda büyüme

gerçekleşebilir (Reible 1999).

2.6.2.1. Stabilizasyon Havuzları

Bu arıtma yönteminde atıksular ön arıtma ünitelerinden geçirildikten sonra

havuzlara alınır. Temel prensip sisteme dışarıdan enerji vermeden (havalandırma

yapmadan) doğal ortamda arıtımın gerçekleştirilmesidir. Sistemin avantajları, aşırı

derecede basit ve işleminin güvenilebilirliğinden kaynaklanmaktadır. Doğal arıtma

neticesinde oluşan çamur miktarı diğer atıksu arıtma yöntemlerine kıyasla çok daha

azdır ve oluşan çamur stabil halde olduğu için ayrıca bir çamur arıtım işlemine tabi

tutmaya gerek yoktur. Bununla birlikte, doğal arıtma yavaş cereyan ettiğinden büyük

havuz hacimlerine ihtiyaç vardır. İklimin ise sıcak olması tercih sebebidir .

Seçim Kriteri :

·

Yeterli büyüklükte arazi mevcutsa

·

İklim koşulları müsait ise

·

Alıcı ortam yüksek arıtma verimliliği gerektirmiyorsa (% 70-80)

·

Tesisin inşa edileceği bölgeye yakın yerleşim alanları yoksa

·

Belediyenin yüksek teknolojili tesisi işletemeyeceği endişesi varsa

Kullanılan tipleri: Havuz derinliğine ve ilave yüzeysel havalandırıcı kullanılıp

kullanılmamasına göre değişik tipleri mevcuttur. Organik maddeleri parçalayacak

mikroorganizmaların aerobik, anaerobik ve fakültatif tipte seçilmesine ve havuz

derinliğine bağlı olarak şu tipleri vardır;

·

Fakültatif stabilizasyon havuzları (derinlik = 1- 2 m arası)

·

Anaerobik havuzlar (derinlik = 2-5 m arası)

·

Olgunlaştırma havuzları (derinlik = 1-3 m arası)

·

Mekanik havalandırmalı lagünler (derinlik =2.5-5 m arası)

Arıtma verimi :% 70 -80 civarında arıtma verimi elde edilebilmektedir.

Alan gereksinimi: Seçilen tipine göre ve iklim koşullarına bağlı olarak kişi

başına 2 - 4.5 m2 alan gerekmektedir.

İşletme maliyeti : Giriş terfi merkezi ve yüzeysel havalandırıcı

kullanılmıyorsa, sadece işletme personeli masrafı ve çok az miktarda bakım masrafı

olacaktır.

Eğer geniş ve uygun araziler varsa ve her zaman çıkış suyu kalitesinin çok

yüksek olması istenmiyorsa en yaygın olarak kullanılan arıtma yöntemi stabilizasyon

havuzlarıdır (Eckenfelder 1980).

2.6.2.2. Damlatmalı Filtreler

Temel prensibi belirli bir tank hacmine doldurulan kırma taş, plastik veya

herhangi bir malzemenin üzerinde bakteri tabakası oluşturarak, bu malzemenin

üzerinden ön arıtmadan geçirilmiş atıksuyu filtre etmek ve bu sayede atıksu içindeki

kompleks organik maddelerin bakteriler tarafından parçalanmasını temin etmektir.

Dairesel veya dikdörtgen geometride tanklar kullanılabilmektedir. Filtre içersinde

hava sirkülasyonunu temin etmek ve filtre yüzeyinin kuru kalmaması için tedbir

almak gereklidir. Filtre yüzeyinde üreyen bakteri tabakası zamanla kalınlaşarak

kopar ve çıkış suyu ile birlikte tankı terk eder. Atıksu içindeki bu bakteri kütlelerini

sudan ayırmak için son çökeltme tankı kullanılması gereklidir. Son çökeltme

tankından alınan bu bakteri kütlesi (çamur) sistem dışına alınarak çamur arıtım

işlemlerine tabi tutulması gereklidir. Damlatmalı filtrelerde karşılaşılan en önemli

problemler; filtre malzemesinin tıkanması, sinek problemi ve filtre malzemesinin

donması riskidir.

Seçim Kriteri:

·

Yeterli büyüklükte arazi yoksa

·

İklim koşulları uygun ise

·

Alıcı ortam yüksek arıtma verimliliği gerektirmiyorsa (%70-80)

Kullanılan tipleri :

·

Süper hızlı

·

Yüksek hızlı

·

Orta hızlı

·

Düşük Hızlı.

·

İki kademeli damlatmalı filtreler

Arıtma verimi : % 80 civarında

Alan gereksinimi: Kişi başına 0.40-0.60 m2 alan gerekmektedir.

İşletme maliyeti : Kişi başına yıllık yaklaşık 1. 5 $ işletme ve bakım masrafı

gerekmektedir.

2.6.2.3. Aktif Çamur Sistemleri

Atıksu arıtma sistemlerinde en çok kullanılan sistem aktif çamur sistemidir.

Sistemin ismi, sisteme adapte edilmiş mikropların biyolojik reaktöre sürekli geri

devir ettirilerek aktif hale getirilmesi gerçeğinden ortaya çıkmıştır. Mikrobiyal

popülasyon sürekli aktifleştirilmiştir (Reible 1999). Aktif çamur sistemi askıda bir

kültür sistemi olup atıksu arıtımı için 1900’lü yılların başından beri kullanılmaktadır

(Peavy 1985).

Bu arıtma sisteminde ön arıtmadan geçirilmiş atıksu havalandırma tanklarına

alınır. Bu tanklara dışarıdan oksijen verilerek (yüzeysel havalandırıcılar veya difüzör

havalandırıcılar ile) aerobik mikroorganizmaların atıksu içindeki çözünmüş ve

kolloid organik maddeleri ayrıştırarak arıtım işlemini gerçekleştirmesi temin edilir.

Havalandırma tankından çıkan atıksuların son çökeltme tankında durultulması

yani arıtılmış su içindeki mikroorganizmaların sistemden ayrıştırılması gereklidir.

Ayrıca havalandırma tankında belirli bir mikroorganizma konsantrasyonunu temin

etmek

üzere

son

çökeltme

tankından

alınan

çökelmiş

çamurun

(mikroorganizmaların) havalandırma tankının başına geri devredilmesi gereklidir.

Sistemde oluşacak fazla çamur ise sistem dışına alarak çamur arıtım işlemlerine tabi

tutulması gerekir.

Aktif çamur sistemi sürekli bir sistem olup havalandırma havuzunda aerobik

şartlarda biyolojik büyüme sağlanarak mikroorganizma ve atıksuyun karışımı ve

havalandırması gerçekleşir. Daha sonra çökeltme havuzunda çamur konsantresinin

bir kısmı geri devir ettirilerek havalandırma havuzundaki karışıma ilave edilir.

Çökeltme havuzundaki çamurun diğer kısmı çamur arıtımına tabi tutulur

(Eckenfelder 1980).

Seçim Kriteri :

·

Yeterli büyüklükte arazi yoksa

·

Arıtma veriminin iklim koşullarından etkilenmemesi isteniyorsa

·

Alıcı ortam yüksek arıtma verimliliği gerektiriyorsa (%90-95)

Kullanılan tipleri :

·

Klasik aktif çamur sistemi

·

Uzun havalandırmalı aktif çamur sistemi

·

Oksidasyon hendekleri

·

CARROUSEL hendekleri

Arıtma verimi : % 90 -95 civarında

İşletme maliyeti : Kişi başına yıllık yaklaşık 3 $ işletme ve bakım masrafı

gerekmektedir.

Atıksu arıtımındaki havalandırma ünitesini anlamak için biyolojik filtrasyonu

bilmekten çok daha iyi bir biyoloji bilgisine sahip olmak gerekir (Hammer 1975).

2.6.3. Son Çökeltme Havuzları

Son çökeltme havuzu boyutlandırılırken biyolojik arıtım yöntemine bağlı

olarak farklı kriterler göz önüne alınır.

Bu havuzların asıl amacı; biyolojik büyümenin, humusun veya filtre

ortamının yıkanmasından gelen maddelerin giderilmesidir. Çökelen bu maddelerin

periyodik olarak çekilmesi performansı artırır (Hammer 1975).

2.6.4. Atıksu Çamuru Arıtım Yöntemleri

Atıksu arıtma tesislerinde gerek ön çökeltme havuzlarında gerekse son

çökeltme havuzlarında çamur oluşmaktadır. Tipik bir evsel ilk çökeltme çamuru

grimsi siyah renktedir, rahatsız edici bir kokusu vardır ve yaklaşık % 4 kuru madde

içerir. Bu kuru maddenin % 70-80`ni organik ve uçucu maddedir. Organik medde,

yağlar, bitkisel yağlar, yiyecek kalıntıları, dışkı, kağıt ve deterjanlardan

oluşmaktadır. İnorganik madde ise başlıca silisli kumu içerir.

Atıksuyun biyolojik arıtılması son çökeltme çamuru denilen diğer organik

katı malzemenin (çamurun) üretilmesi ile sonuçlanır. Bu son çökeltme çamuru

biyolojik filtre çamuru veya fazla aktif çamurdur.

Biyolojik filtre çamuru kahverengidir ve toprak kokmaktadır. Bu çamur % 2

civarında kuru katı madde içerir ve bu maddenin % 65 -70'i organik maddedir. Kuru

katı madde, böcekler ve kurtlar dahil biyolojik kalıntıları içermektedir. Fazla aktif

çamurun rengi ise griden koyu kahverengiye değişir ve toprağı andıran bir kokusu

vardır. Fazla aktif çamur % 70-80 organik madde ihtiva eder ve % 1 kuru katı

oranına sahiptir.

Oluşan bu çamurların çevreye ve insan sağlığına zarar vermemesi için

stabilizasyonu (çürütülmesi) gerekmektedir. Bu çürütme işlemi aerobik veya

anaerobik işlemlerle gerçekleştirilebilir. Çürütülecek çamur hacmini azaltmak

amacıyla çamur yoğunlaştırıcılar kullanılır. Çamur yoğunlaştırma tanklarında % 5

katı konsantrasyonuna kadar koyu çamur alınabilmektedir. Çamur yoğunlaştırılıp

çürütüldükten soma susuzlaştırma işlemine tabi tutulmalıdır. Böylece çamur keki

elde edilir ve bu malzeme nihai bertaraf sahalarına kolaylıkla nakledilebilir veya

tarımsal gübre olarak kullanılabilir.

2.6.4.1. Çamur Yoğunlaştırma Tankları

Çökeltme tanklarına benzer bir geometrisi vardır. İşlem daha soma arıtılacak

çamur hacminin azaltılması için çamur suyunun ayrılmasını içermektedir. Genelde

yapılan uygulama son çökeltme çamurlarının yoğunlaştırılması, ön çökeltme

çamurunun ise doğrudan çürütücülere yollanması şeklindedir. Çünkü ön çökeltme

çamuru zaten yaklaşık % 4 katı konsantrasyonundadır. Yoğunlaştırma işlemi

yerçekimli yoğunlaştırıcılar (çökeltme havuzları benzeri) veya basınçlı hava ile

yüzdürme sistemleri ile gerçekleştirilebilir. Yoğunlaştırıcıda çamurun kalma süresi

ortalama olarak 24 saattir.

2.6.4.2. Aerobik Çamur Stabilizasyonu

Aerobik çamur stabilizasyonu, arıtma tesisinde elde edilen organik çamurun

oksijenli ortamda çürütülmesi işlemidir. Uzun havalandırmalı aktif çamur

sistemlerinde bu işlem zaten proses içinde gerçekleşmektedir. Yani sistemde oluşan

çamur havalandırma tankında çürütülebilecek bir süre (yaklaşık 20-30 gün)

alıkonulmaktadır. Aerobik çamur stabilizasyonu işleminde çamur bir havalandırma

tankına alınmakta ve burada 10-12 gün süre ile havalandırılmaktadır. Bu sistemde

genellikle yüzeysel havalandırıcılar kullanılmaktadır. Çürütülen çamur kokusuz,

biyolojik filtre çamuruna benzer, biyolojik bakımdan dengeli bir son üründür .

2.6.4.3. Anaerobik Çamur Stabilizasyonu

Anaerobik çamur stabilizasyonu, arıtma tesisinde elde edilen organik

çamurun oksijensiz ortamda çürütülmesi işlemidir. Bu sistemde çamur üstü kapalı

tanklara alınmakta ve yaklaşık 20 günlük bir süre içerisinde bu tankta kalmaktadır.

Tankın sıcaklığına bağlı olarak anaerobik çürütme işlemi isimlendirilmektedir. Tank

sıcaklığı 20°C'nin altında ise soğuk, 20-40°C arasında ise mezofilik, 40-50°C

arasında ise termofılik çürüme olarak adlandırılır. Tanka giren çamur, isi eşanjörleri

ile ısıtılır. Çürüme esnasında yan ürün olarak metan gazı elde edilir. Bu gaz isi

eşanjörlerine sıcak su sağlayan kazanların ısıtılmasında ve tank muhteviyatının

karıştırılması işleminde kullanılır. Bu sistem aerobik çamur çürütme sistemine

kıyasla işletilmesi zor bir çamur çürütme yöntemidir. Ancak, işlem sırasında oluşan

metan gazının kullanım imkanı işletme giderini azaltmaktadır. Anaerobik çamur

çürütücüler silindirik veya yumurta şeklinde inşa edilebilmektedir.

2.6.4.4. Çamur Susuzlaştırma Yöntemleri

Aerobik veya anaerobik olarak çürütülen çamur son işlem olarak

susuzlaştırma işlemine tabi tutulur. Bu amaçla kullanılan sistemler şunlardır;

·

Çamur kurutma yatakları

·

Çamur lagünleri

·

Çamurun araziye yayılması

·

Belt filtreler

·

Santrifüjler

·

Vakum filtreler

·

Filtre Presler

Çamur susuzlaştırma yöntemlerinden herhangi biri kullanılarak çamurun katı

içeriği % 20-40'a kadar yükseltilebilmektedir. İlk üç yöntem dışarıdan herhangidir

enerji girdisi gerektirmeyen çok basit uygulamalarıdır. Ancak, doğal kuruma

işleminin gerçekleşebilmesi için çok geniş alanlara ve ılıman veya sıcak iklimlere

ihtiyaç duyulmaktadır. Çamur kurutma yataklarında çamurun kalma süresi yaklaşık

25 gündür. Halbuki mekanik susuzlaştırma yöntemlerinde proses sürekli olup, çamur

beklemeksizin susuzlaştırılabilmektedir. Mekanik sistemlerde dışarıdan enerji girdisi

ve kimyasal madde ilavesi gerekmektedir. Mekanik sistemlerin işletme ve bakım

maliyetleri yüksektir.

3. MATERYAL VE METOT

3.1. Materyal

Yapılan çalışmada kullanılan materyaller iki grupta incelenebilir. Bu

gruplandırma çalışmanın yürütüldüğü bilgisayarların istemci ve sunucu kısımlarıdır.

3.1.1. İstemci Kısmı

Çalışma her ne kadar farklı çalışma ortamlarında hazırlanmış olsa da,

çalışmanın büyük bir kısmı iki adet masaüstü bilgisayar ile yürütülmüştür. Bu iki

bilgisayarın da genel özellikleri şu şekildedir.

•

Intel Pentium 4 2.00 / 2.40 GHz CPU

256 / 512 Ram

•

Microsoft Windows 98 / Microsoft Windows XP (İşletim Sistemleri)

Microsoft Internet Explorer / Netscape / Firefox (Web Tarayıcıları)

NotePAD / EditPlus (Metin Düzenleyiciler)

•

CuteFTP (İstemci ve sunucu arası dosya transfer yazılımı)

3.1.2. Sunucu Kısmı

Çalışmanın yürütüldüğü istemci olarak kullanılan bilgisayarlarda, çalışma

üzerinde yapılan her değişiklik internet üzerinde konaklayan bir sunucuya aktarılmış

ve sunucu üzerinde alınan sonuçlara göre programlamaya devam edilmiştir. Sunucu

olarak kullanılan bilgisayarın temel özellikleri şu şekildedir.

•

Dual Xeon 3.2 Ghz HT

2048 MB Ram

•

RedHat Linux Next Generation İşletim Sistemi

PHP 4 / Perl / CGI / MySQL veritabanı

3.2. Metot

Çalışmanın metodu web programı kodlama kısmı ve arıtma tesisi

hesaplamaları olarak iki kısımda incelenmiştir.

3.2.1. Kodlama Kısmı

Atıksu arıtma tesisi ünitelerinin hesaplanması hem zahmetli hem de uzun

zaman gerektiren bir çalışmadır. Bunun için proje için yapılacak hesaplamaların

bilgisayar yardımı ile yapılması, hesaplama hatalarının önüne geçilmesi ve daha hızlı

yapılması açısından önemlidir. Hesaplamaların internet ortamında yapılması daha

fazla kullanıcıya ulaşması ve daha pratik olması açısından düşünülmüştür.

Hesaplama işlemleri yapacak internet programında şu programlama ve veritabanı

dilleri kullanılmıştır.

3.2.1.1. HTML

HTML (Hyper Text Markup Language) internet üzerinde web sayfası

oluşturmak için kullanılan bir betik dilidir. HTML dosyalarının aktarımı için HTTP

(Hyper Text Transfer Protocol) kullanılır. HTML dosyaları sunucu bilgisayarın sabit

diskinde .html ya da .htm uzantısı ile saklanır. Yazılan html dosyaları düz yazı

dosyalarından ibarettir. Yani yazdığımız html dosyalarını diğer bilgisayar

programlama dillerinde olduğu gibi bir derleyici ile derlememize gerek yoktur (İsi

2002).

HTML'nin kendine has kodları vardır. Girilen bütün web sayfalarında bu

kodlar kullanılmaktadır. Web tarayıcıları (İnternet Explorer, Netscape vb.) bu kodları

okuyarak, ekranda görülen hale getirir. Bu kodları içeren dokümana da HTML

dokümanı adı verilir (Erdoğdu 2003).

Geliştirmeye ve programlamaya açık olmayan HTML ile; PHP, ASP,

ColdFusion gibi web programlama dilleri kullanılmadan sadece statik web sayfaları

oluşturulabilir.

3.2.1.2. CSS

HTML bize metin biçimlendirme alanında çok geniş olanaklar sunar. CSS,

uzun yazılışıyla Cascading Style Sheets, veya Türkçe karşılığı “Stil Şablonları” ise

bunu bir adım daha öteye götürür, web sayfaları için global şablonlar hazırlama

olanağı verdiği gibi, tek bir harfin stilini; yani renk, font, büyüklük gibi özelliklerini

değiştirmek için de kullanılabilir. Bu tekniğin en önemli özelliği kullanımındaki bu

esnekliğidir.

Bir web sayfası içerisinde zaten estetik kuralları gereği yüzlerce renk ve font

kullanmayız. Genelde birbiriyle uyumlu birkaç renk ve birkaç font kullanırız ki,

bunları her sayfada ayrı ayrı tekrar belirtmek yerine CSS yardımıyla bir sefer

tanımlayıp bütün web sayfamızda kullanabiliriz. Bu şekilde güncelleme yaparken de

onlarca sayfayı değiştirmekten kurtuluruz.

CSS kodları HTML kodlarının içine yazılırlar. Bunun dışında harici CSS

dosyaları oluşturulup bunlar gerektiğinde HTML belgesi içerisinde çağırılabilirler.

Bu açıdan incelendiğinde üç çeşit CSS türü vardır.

•

Yerel CSS

Genel CSS

Harici CSS

Yerel stil şablonu, sadece sayfa içerisinde tanımlandığı yerde geçerlidir. Buna

karşılık genel stil şablonu tüm sayfayı kapsar. Harici stil şablonu ise '.css' uzantılı bir

dosya olarak kaydedilir, kullanılacağı sayfalarda çağırılmak suretiyle tüm web

sitesini kapsayabilir (Kuzu 2006).

3.2.1.3. JavaScript

İnternet önceleri basit bir bilgi bankası olarak yayına başladı. Daha sonradan

eğlendiren, öğreten, reklam yapan ve iletişimi sağlayan çok ileri bir dereceye ilerledi.

İnternet geliştikçe, araçları da gelişti. Basit internet sayfaları gün geçtikçe gerçek

programlara dönüştü. Javascript bir programlama dili olmasına rağmen çok basit bir

dildir. Daha önce programlama yapmayanlar için de çok iyi bir başlangıçtır. HTML

(Hyper Text Markup Language) ile basit internet sayfaları yapabilenler, Javascript ile

bu sayfaları kolaylıkla geliştirebilirler. Javascript tek satırlık bir komut olabileceği

gibi tam ölçekli bir uygulama da olabilir.

İnternet sayfaları ilk olarak metin tabanlı bir ortam olarak başladı ve hatta ilk

sürümünde grafik ve resim gösterme kabiliyeti dahi yoktu. Ancak şu ana kadar çok

uzun bir gelişme süreci kaydetti. Bugünün internet siteleri; grafik, ses, görüntü,

animasyon ve tabii ki içerik olarak birçok bilgi sunmaktadır. Javascript gibi internet

script dilleri, internet sayfaları ile kullanıcı arasında birçok şekilde etkileşim

sağlamaktadır (Moncur 2002).

3.2.1.4. PHP

PHP sunucu taraflı (server side), HTML ile uyumlu bir betik dilidir. Daha

önce kullanılan “programlama dili” ifadesi PHP için tam açıklayıcı değildir. PHP,

HTML de olduğu gibi bir derleyici tarafından derlenmez, sadece sunucudaki PHP

programı tarafından yorumlanır. Yazılan PHP kodları hiçbir zaman site ziyaretçisine

görüntülenmez. Ziyaretçi sayfanın kaynağını görüntülese bile göreceği PHP

kodlarının sunucu sistemdeki PHP programı tarafından HTML’ye çevrilmiş halidir

(İsi 2002).

PHP’nin Tarihçesi

PHP, Rasmus Lerdorf’un, sitesini ziyaret edenleri izlemek istemesiyle ortaya

çıkmıştır. Bunu gören birçok kişi bu özelliği kullanmak için Rasmus’dan izin almış

ve o zamanki adıyla Personal Home Page Tool Version 1.0 olarak kullanmaya

başlamıştır. PHP’nin popülerleşmesiyle, kullanıcılardan birçok yenilik istekleri

gelmeye başlamıştır. İnsanlar PHP’nin daha fazlasını yapıp yapamayacağını merak

ederek, PHP 1.0’daki girdilerin filtrelenmesi ve basit HTML komutlarının yanında

döngü, koşul ifadelerini bekliyorlardı. Rasmus dil işaretlemeleri üzerinde çalışarak

PHP 2 yi, bilinen diğer adıyla PHP/FI’yi oluşturdu.

PHP/FI, HTML kodları içine PHP kodlarını gömmeye uygundu. HTML

formlarınca gönderilen veriler işlenebiliyor, veritabanları ile iletişim sağlanabiliyor

ve karışık hesaplamalar yapılabiliyordu. PHP, 1996’da ticari internet sitelerinde de

kullanılmaya başlandı.

1997’de Andi Gutmans ve Zeev Suraski adındaki iki İsrailli öğrenci PHP ile

üniversite projelerinde bir internet sitesi için alışveriş sepeti yapmaya kalkıştı.

Başladıktan kısa bir süre sonra PHP’nin içerisinde birçok hatayı ve dildeki prensip

yanlışlıklarını tespit ettiler. Birkaç aylık çalışmanın ardından PHP’yi yeniden

yazdılar. PHP ilk kez derme-çatmalıktan çıkıp gerçek ve sağlam bir dil olma yoluna

girdi. Andi ve Zeev, Rasmus’u durumdan haberdar ettiler ve Rasmus da PHP’nin

önceki hali yerine yenisinin üzerinde çalışmayı kabul etti. Böylelikle günümüzdeki

PHP Group olarak anılan PHP’nin çekirdek kadrosu kurulmuş oldu. Kadroya bu üç

isim haricinde, Stig Bakken, Shane Caraveo ve Jim Winstead adında üç kişi daha

kabul edildi. Geliştiriciler PHP’yi büyütmek için birlikte hareket etmeye başladılar.

Yedi ay sonunda alfa ve beta test sürümlerinden sonra PHP 3.0 sürümü 6 Haziran

1998’de resmi olarak piyasaya sürüldü. Bu tarihten sonra PHP’nin büyüme grafiği ve

fonksiyonelliği inanılmaz artış gösterdi. PHP ile ilgili birçok makale ve kitap

yazılmaya başlandı. Andi ve Zeev “daha da iyisini yapabiliriz” diyerek PHP

topluluğundan ayrı yeni bir dizayn yaklaşımı için çalışmalara başladılar. Birkaç ay

sonra 4 Ocak 1999’da, PHP programlarının performansını hayli artıran “Zend

Engine” adı verilen bir çalışma motoru yaptıklarını duyurdular. Yapılan yenilikler ve

bu duyuru ile PHP’nin 3.1 sürümü daha piyasaya çıkmadan proje aşamasında kaldı

ve PHP 4’ün planlanmasına geçildi. Bundan sonraki Zend Engine ve PHP çalışmaları

paralel olarak yürütüldü ve 1999 yılında sekiz ara geliştirme sürümü piyasaya

sürüldü. Nihayet 22 Mayıs 2000’de birçok özelliği devrim niteliği taşıyan PHP 4

sürümü piyasaya çıkarıldı. Bu belki de PHP’nin dünyada en çok kullanılan ve

popüler olan web gelişim platformu olmasındaki en önemli kilometre taşı idi. Daha

sonraları da nesne yönelimli

programlamanın gerektirdiği son düzenlemeler

yapılarak bugünkü PHP 5 sürümü piyasaya sürüldü.

Neden PHP?

Diğer web programlama alternatifleri arasından PHP’nin seçilmesi şu

avantajlardan dolayıdır.

•

Yazım ve çalıştırması hızlıdır.

•

Aynı program değişiklik yapmadan farklı internet sunucularında ve farklı

•

Ücretsizdir.

•

UNIX, Windows, Macintosh OS X gibi işletim sistemlerinde ve farklı

internet sunucularında çalışabilir. Ayrıca kendisi gibi ücretsiz olan Apache

internet sunucularında entegre olarak çalışabilir.

•

PHP yeniden düzenlenip, modifiye edilebilir. Gerektiğinde yeni işlevler

eklenebilir.

•

PHP sadece internet sitesi yapımı için kullanılan spesifik bir programlama

dilidir. Başka programlama amaçlarına da hizmet etmek için yazılmamıştır.

•

Destek ve yardım ücretsizce alınabilir.

Popüler ve risksizdir.

•

Başka programlama dillerinin yapısı kolaylıkla PHP’ye uygulanabilir.

3.2.1.5. MySQL

SQL, Structured Query Language yani "Yapılandırılmış Sorgu Dili"

veritabanlarında kullanılan bir prosedürdür. Çoğu veritabanı SQL komutları ile

çalışır. SQL Sorguları ile veritabanlarına bilgiler eklenir, silinir ve güncellenir.

Kısacası, SQL çoğu Veritabanlarında kullanılan komut dilidir. MySQL de bir

veritabanıdır. Unix tabanlı sistemler için geliştirilen ancak zaman içinde Win, Mac

gibi pek çok sistemdede kullanılabilir hale gelen MySQL veritabanları arasındaki en

hızlı dillerdendir. Oracle'dan sonra en hızlı veritabanı olan MySQL; kullanımı,

sistemlere adaptasyonu ve kullanım kolaylığı bakımından en çok tercih edilen

veritabanı dilidir. MySQL, tüm interaktif diller tarafından desteklenir. Sorguları salt

SQL kodları ile alıp gönderdiği için oldukça hızlıdır ve kullanıldığı interakif dili

fazla zorlamaz. MySQL Veritabanı diğer veritabanlarındaki gibi salt bir dosya veya

bir üniter yapı değildir. MySQL'de veriler sunucu üzerinde tutulur, tahsis edilen şifre

ile bu veritabanına erişerek veri akışı sağlanır. Bu avantajlarıyla güvenlik ve hız,

MySQL'in kullanımının artmasına vesile olmuştur (Ekinci 2006).

MySQL bir ilişkisel veritabanı yönetim sistemidir. Hem standart istemci veya

sunucu yapısıyla hem de gömülü veritabanı olarak kullanılabilir. MySQL, tüm

verileri tek bir ambara yığmak yerine farklı tablolarda ve veritabanlarında düzenli bir

biçimde saklar.

PHP, MySQL dışında birçok veritabanı yazılımı (PostgreSQL, MsSQL,

Oracle, dBase vb.) ile birlikte sorunsuz çalışabilmesine rağmen en yüksek

performans PHP+MySQL ikilisinden elde edilmektedir (İsi 2002).

3.2.2. Hesaplama Kısmı

3.2.2.1. Debi Girisi

Bundan sonraki hesaplamalarda hesap debisi olarak kullanılacak debi değeri

m

/s olarak girilir. Hesaplamaların düzgün bir şekilde ilerleyebilmesi ve mantıklı

sonuç vermekten uzaklaşmaması için debi değeri 0,01 – 5 m

/s arasında olmalıdır.

Eğer girilen değer bu aralıkta değil ise hesapla düğmesi pasif duruma geçerek

programın ilerlemesi engellenmektedir.

Ş

ekil 3.2.2.1.1.: Hesaplamalar Ekranındaki Debi Veri Girişi

Ayrıca girilen değer eğer ara değerlerde değilse veya sayısal değerler yerine

yanlışlıkla karakter değerler girilmesi durumunda da girilen değerin yanlış olduğunu

belirtmek üzere hesapla düğmesi pasif duruma geçecek bunun yanında ilgili alan

başlığı (Debi yazısı) rengi kırmızıya dönerek kullanıcının değer girerken hata yaptığı

ikaz edilmektedir.

3.2.2.2. Yaklaşım Kanalı Hesabı

Debi girişi uygun aralıkta yazılarak hesapla düğmesine basıldığında ekrana

yaklaşım kanalı hesaplama ekranı gelir. Bu ekranda bir önceki ekranda girilmiş olan

debi değeri hazır şekilde kullanılmaktadır.

Yapılacak hesaplama işlemindeki formül ekranın en üstünde renkli ifadeler

ile şu şekilde görülmektedir.

Q = 1/n * R^(2/3) * J^(1/2) * A

R = (b * h) / (b + 2h)

A = (b * h)

Burada görülen mavi renkli semboller (n, J, b) o verilerin bu ekranda

kullanıcıdan sorulacağını, bordo renkli semboller (R, A) kullanıcı tarafından girilen

değerler ile hesaplama yapılarak elde edilen sonuçları (bu sonuçlar tekrar başka bir

hesaplamada girdi olarak kullanılacaktır), normal renkte görülenler sabit sayıları ve

koyu renkte görülen semboller ise hesaplanacak elemanı göstermektedir.

Girilen değerlerin uygun aralıkta olması gerekmektedir. Aksi takdirde girdi

alan başlığı kırmızı olarak ve hesapla düğmesi pasifleşerek yanlış hesaplama

yapılması engellenir.

Ş

ekil 3.2.2.2.2.: Yaklaşım Kanalı Hesaplamaları Ekranı İngilizce Versiyonu

Uygun değerler girilerek hesaplama yapıldığında girilen değerlerle birlikte

elde edilen değerler de ekranda verilmektedir. Kullanıcı isterse az önce girdiği

değerleri değiştirerek tekrar hesapla düğmesine basarak hesaplama işlemini girilen

yeni değerler ile yenileyebilir.

Başarılı bir hesaplama işlemi yapılana kadar pasif durumda bulunan bir

sonraki proses düğmesi (Izgara) aktif hale geçerek, kullanıcının tekrar hesaplama

işlemlerinin bitiminde bir sonraki hesaplama ekranına geçilir.

Ş

ekil 3.2.2.2.3.: Yaklaşım Kanalı Hesaplama Ekranında Hatalı Giriş

Çalışmada yapılan bütün ünitelerin hesaplama ekranları hem Türkçe hem de

İngilizce olarak hazırlanmıştır. Ekranda görülen metinler ve açıklamalar seçilen dile

uygun bir şekilde ekrana yansımaktadır.

3.2.2.3. Kaba ve İnce Izgara Hesabı

Izgara hesaplamalarının yapılabilmesi için yaklaşım kanalı hesabının doğru

şekilde hesaplanması gerekmektedir. Yaklaşım kanalında kullanılan veya bulunan

debi (Q), su yüksekliği (h), yaklaşım hızı (V1) gibi değerler bir sonraki ekrana

aktarılarak, burada hesaplamalarda kullanılan girdilerin bir kısmını oluşturmaktadır.,