FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
YÜKSEK LİSANS TEZİ Durmuş BAYSAL
UZUN HAVALANDIRMALI AKTİF ÇAMUR ARITMA TESİSLERİNDE YATIRIM MALİYET ANALİZİ
ÇEVRE MÜHENDİSLİĞİ ANA BİLİM DALI
FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
UZUN HAVALANDIRMALI AKTİF ÇAMUR ARITMA TESİSLERİNDE YATIRIM MALİYET ANALİZİ
Durmuş BAYSAL
YÜKSEK LİSANS TEZİ
ÇEVRE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI
Bu tez /02/2017 Tarihinde Aşağıdaki Jüri Üyeleri Tarafından Oybirliği/Oyçokluğu ile Kabul Edilmiştir.
……….. ………. ………
Doç. Dr. Çağatayhan B. ERSÜ Prof. Dr. Eyüp DEBİK Prof. Dr. Galip SEÇKİN
DANIŞMAN ÜYE ÜYE
Bu tez Enstitümüz Çevre Mühendisliği Anabilim Dalında hazırlanmıştır.
Kod No:
Prof. Dr. Mustafa GÖK Enstitü Müdürü
Not: Bu tezde kullanılan özgün ve başka kaynaktan yapılan bildirişlerin, çizelge, şekil ve fotoğrafların kaynak gösterilmeden kullanımı, 5846 sayılı Fikir ve Sanat Eserleri Kanunundaki hükümlere tabidir.
ÖZ
YÜKSEK LİSANS TEZİ
UZUN HAVALANDIRMALI AKTİF ÇAMUR ARITMA TESİSLERİNDE YATIRIM MALİYET ANALİZİ
Durmuş BAYSAL ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
ÇEVRE MÜHENDİSLİĞİ ANA BİLİM DALI Danışman : Doç. Dr. Çağatayhan B. ERSÜ
Yıl:2017 Sayfa: 83
Jüri : Doç. Dr. Çağatayhan B. ERSÜ : Prof. Dr. Eyüp DEBİK
: Doç. Dr. Çağatayhan B. ERSÜ
Bu çalışmanın ana hedefi; Ülkemizde halen yapılmasına ihtiyaç duyulan arıtma tesisi 2000’in üzerinde olup, yapılacak tesislerin yaklaşık maliyetlerinin önceden belirlenebilmesi amacıyla eşdeğer nüfus, debi ve organik yüklere bağlı olarak istatistiki modelleme yapılması, yatırımcı kuruluşların önümüzdeki yıllara ait bütçe planlarını oluşturmasında hem kamuya hem de özel sektöre bir ön fikir vererek zaman ve işgücü tasarrufu sağlayacaktır.
Anahtar Kelimeler: Arıtma Maliyeti, İşletme Maliyeti, Ön Yatırım, Modelleme
ABSTRACT MSc. THESIS
CAPITAL COST ANALYSIS FOR EXTENDED AERATION ACTIVATED SLUDGE WASTEWATER TREATMENT PLANTS
Durmuş BAYSAL ÇUKUROVA UNIVERSITY
INSTITUTE OF NATURAL AND APPLIED SCIENCES DEPARTMENT OF ENVIROMENTAL ENGINEERING
Advisor : Assoc. Prof. Dr. Çağatayhan B. ERSÜ Year : 2017 Pages: 83
Jury : Assoc. Prof. Çağatayhan B. ERSÜ : Prof. Dr. Eyüp DEBİK
: Assoc. Prof. Dr. Çağatayhan B. ERSÜ The number of sewage plants still needed to be constructed in our county are above 2000 and the main purpose of this study was to build a predictive modeling approach based on the equivalent population, flow, and organic loads so as to define, in advance, the approximate cost of those plants to be designed and constructed. Furthermore, this study will save time and labor for investment enterprises in constituting their budgeted plans for the coming years ahead by providing both public and private sectors with a pre-understanding.
Key Words: Capital Cost, Operational Cost, Projected Cost, Modeling
GENİŞLETİLMİŞ ÖZET
Bu çalışma aynı karakteristik özelliklere haiz uzun havalandırmalı aktif çamur prosesine göre inşa edilmiş atıksu arıtma tesislerinde eşdeğer nüfus, debi ve organik yüklere bağlı olarak yatırım maliyetlerinin önceden yaklaşık olarak tahmin edilebilmesi amacıyla yapılmıştır. Böylelikle yatırımcı kuruluşlar, bir sonraki yılın bütçelerini oluştururken daha sağlıklı kararlar alabilecek, işgücü ve zaman yönünden konu ile ilgili bütün kurumlar ve özel sektör için bu çalışma bir rehber niteliğinde olacaktır.
Bilindiği üzere, T.C. Çevre ve Şehircilik Bakanlığı tarafından her yıl çeşitli yapı sınıflarındaki (2015 yılı için tam 105 ayrı kalemde konut, hastane, su deposu, okul, otel, havalimanı, üniversite kampüsü, bilimsel araştırma binaları vs.) binalara ait m2 yapı yaklaşık birim fiyatları yayınlanmaktadır. Söz konusu rakamlar, kesinlik teşkil etmemekle birlikte, yaklaşık bir fikir vermek ya da sonraki yıllar için yapılacak yatırımlardaki ön maliyet tespiti için bütçeden ödenek ayrılmasında veya konuyla ilgili kamu ya da özel sektöre birçok faydalar sağlamaktadır. Aynı çalışmanın Çevre Mühendisliğini ilgilendiren alanlarda da yapılmasına ön ayak olabilmek için böyle bir çalışma yapılmasına karar verilmiştir.
Bu konuda Ülkemizde yapılmış az sayıda yüksek lisans ve doktora tez çalışması mevcut ise de; bu çalışmaların bir kısmı güncelliğini yitirmiş oldukça eskiye dayanan, bir kısmı ise eşdeğer nüfus yerine sadece belirli nüfus aralığı baz alınarak yapılan çalışmalardır. Bu çalışmada kapsam oldukça geniş tutulmuş ve nüfus yerine eşdeğer nüfus alınmış ve 0-4.000.000 EN (eşdeğer nüfus) ve proje debisi olarak 0-800.000 m3/gün aralıkları baz alınarak, daha önceden yaklaşık maliyeti hazırlanarak ihalesi yapılmış ve halen kullanılan toplam 14 adet tesise ait güncel veriler kullanılmıştır. Ayrıca söz konusu veriler aşağıda açıklandığı şekilde iki ayrı gruba ayrılarak çalışmalar yürütülmüştür.
Birinci grupta 0-250.000 eşdeğer nüfus ve 0-50.000 m3/gün proje debisi aralığında uzun havalandırmalı aktif çamur yöntemine göre inşa edilen atıksu
arıtma tesisleri olup, bu tesislerdeki ortak olan üniteler; 1-Mekanik temizlemeli ızgaralar 2-Havalandırmalı kum ve yağ tutucu 3-Ön Çökeltim Havuzu 4- Havalandırma havuzları 5-Son Çökeltim Havuzları 6-Çamur Yoğunlaştırma Ünitesi 7-Fazla Çamur Pompa İstasyonu 8-Süzüntü Suları Tahliye Terfi Merkezi 9- Çamur Susuzlaştırma Ünitesi, şeklindedir.
İkinci grupta incelenen tesisler ise, eşdeğer nüfusu ve proje debisi daha yüksek olan yerlerdeki uzun havalandırmalı aktif çamur arıtma tesislerine aittir.
(Eşdeğer nüfus aralığı 250.000-4.000.000 ve proje debisi 50.000-800.000 m3/gün aralığında) Bu tesislerde yüksek miktardaki elektrik ihtiyacını karşılayabilmek amacıyla yukarıdaki ünitelere ilave olarak 10-Anaerobik Çamur Çürütücü 11- Biyogaz Depolama Tankı 12-Kojenerasyon Sistemi mevcuttur.
Yukarıdaki bahsedilen Uzun Havalandırmalı Aktif Çamur Tesislerine ait projeler ve yaklaşık maliyetler iki ayrı kategoride incelenerek, bulunan sonuçlar, proje debisi ve eşdeğer nüfusa bağlı olarak bir matematiksel/istatistiki regresyon eğrisi üzerinde gösterilmiş, daha sonra farklı eşdeğer nüfus ve proje debisine bağlı atıksu arıtma tesisleri ile karşılaştırılması yapılarak bulunan formülün doğruluğu teyit edilmiştir. Doğruluğu teyit edilen maliyet katsayısı ise Arıtma Maliyet İndeksi olarak ileride yapımı planlanan arıtma tesislerinde kullanılabilmek üzere farklı eşdeğer nüfus ve debilerde kullanılmak üzere bir tablo halinde tezin sonunda gösterilmiştir.
Ülkemizde halen yapılmasına ihtiyaç duyulan arıtma tesisi yaklaşık 2000’in üzerinde olup, (çoğunluğu ilçe ve kasabalar) ve büyük çoğunluğu Uzun Havalandırmalı Aktif Çamur yöntemine göre inşa edileceğinden, aynı karakteristik özelliklere haiz atıksu arıtma tesisleri için, eşdeğer nüfus ve debiye bağlı olarak yaklaşık maliyet ve alan gereksinimlerinin ortaya konularak, farklı eşdeğer nüfus ve debide inşa edilecek olan Atıksu Arıtma Tesislerinde eşdeğer nüfus ve debiye bağlı olarak modelleme yapılmasının önemi daha iyi anlaşılmaktadır.
Bu çalışmada son yıllarda İller Bankası, İSKİ, ASKİ tarafından inşaatı
İşleri Bakanlığı Su Yönetimi Genel Müdürlüğü tarafından öncülük edilerek yayına hazırlanan “Atıksu Arıtma Tesisleri Tasarım Rehberi. 2012” kitabının birinci sayfasında yer alan “Yakın gelecekte atıksu arıtma tesisleri tasarımında, Türkiye’ye özgü gerçek veri tabanından elde edilen büyüklüklerin belirlenerek uygulanmaya konması” ile ilgili ifadeye katkıda bulunmak hedeflenmiştir. Böylelikle yatırımcı kuruluşlar, Devlet İstatistik Enstitüsü, özel sektörden konuyla ilgili firmalar daha güncel verilerle iş yapma imkânına kavuşacak, diğer yandan zaman tasarrufu sağlanacaktır.
Ayrıca İller Bankası ve İSKİ’nin kendi bünyelerindeki daha çok güncel verileri kullanarak, inşaatını gerçekleştirdikleri diğer tip arıtma tesislerine ait eşdeğer nüfus ve debi başına yaklaşık maliyet ve alan gereksinimleri ile ilgili istatistiki modelleme yapılmasına katkıda bulunulacağı düşünülmektedir.
Bu çalışmanın sonunda yer alan İdarelerce hesap edilen yaklaşık maliyet ile yaklaşık maliyet indeksleri karşılaştırıldığında, Atıksu Arıtma Tesislerinin doğru bir şekilde projelendirilme yapılmasının yaklaşık maliyeti nasıl etkilediği ile ilgili çarpıcı örnekler görülecek ve henüz tesis inşaatına başlamadan doğru bir projelendirme yapılmasının önemi daha da iyi anlaşılacaktır.
TEŞEKKÜR
Çalışmalarım sırasında bana her zaman desteğini esirgemeyen Danışman Hocam Doç. Dr. Çağatayhan B. ERSÜ’ye teşekkür ederim.
Bu tezi hazırlamamda öncelikli olarak Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalının tüm hocalarına ve Bölüm Başkanı Prof. Dr. Ahmet YÜCEER’e teşekkürü bir borç bilirim.
Yüksek Lisans ders aşamasında verdiği değerli bilgilerden dolayı Prof. Dr.
Galip SEÇKİN, Doç. Dr. Nilgün SULTAN YÜCEER, Yrd. Doç. Dr. Turan YILMAZ’a teşekkür ederim. Kendilerinden ders aşamasında aldığım bilgiler, tezi yazarken bana büyük katkılar sağlamıştır.
Son olarak tez aşamasında tecrübe ve bilgilerinden faydalandığım ve adını burada sayamadığım İller Bankası, İSKİ ve özel sektördeki dostlarıma ve tez hazırlamam sırasında bana her zaman destek olan ve fedakârlıktan kaçmayan eşim Hilal’e ayrıca teşekkür ederim.
İÇİNDEKİLER SAYFA
ÖZ ... I ABSTRACT ... II GENİŞLETİLMİŞ ÖZET ... III TEŞEKKÜR ... VII İÇİNDEKİLER ... VIII ÇİZELGELER DİZİNİ ... X ŞEKİLLER DİZİNİ ... XII SİMGELER VE KISALTMALAR ... XVI
1. GİRİŞ ... 1
1.1. Atıksuyun Tanımı ve Bileşenleri ... 3
1.2. Atıksuların Kirletici Parametreleri ve Atıksu Karakteristikleri ... 3
1.3. Atıksu Arıtma Tesis Tasarımında Nüfus ve Eşdeğer Nüfus Hesabı ... 4
1.4. Debi Hesabı ... 9
1.5. Atıksu Arıtma Tesislerinde Maliyete Etki Eden Faktörler ... 10
1.6. Atıksu Arıtma Yöntemleri ... 15
1.7. Aktif Çamur Yöntemi ... 16
1.8. Uzun Havalandırmalı Aktif Çamur Yöntemi ... 18
2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR ... 35
3. MATERYAL VE YÖNTEM ... 39
3.1. Materyal ... 39
3.2. Yöntem ... 40
4. ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA ... 43
4.1. Eşdeğer Nüfus Aralığı 0-250.000 İçin Araştırma Bulguları ... 43
4.2. Eşdeğer Nüfus Aralığı 250.000-4.000.000 İçin Araştırma Bulguları ... 50
4.3. Eşdeğer Nüfus Aralığı 0-4.000.000 İçin Tüm Verilerin Bir Arada Değerlendirildiği Araştırma Bulguları. ... 57
4.4. Farklı Eşdeğer Nüfuslar İçin Modelleme ile Elde Edilen Tahmini
Aralıklar ... 61
4.5. Araştırma Sonuçlarının Tartışılması ... 67
5. SONUÇLAR VE ÖNERİLER ... 75
KAYNAKÇA ... 81
ÖZGEÇMİŞ ... 83
ÇİZELGELER DİZİNİ SAYFA
Çizelge 1.1. Nüfusa Bağlı Katsayılar ... 10 Çizelge 1.2. Nüfusa Bağlı Su Tüketimi Değişim Değerleri ... 10 Çizelge 3.1. 0-250.000 Eşdeğer Nüfus Aralığında Aynı Karakteristik
Özelliklere Haiz Uzun Havalandırmalı Aktif Çamur Prosesine Göre İnşa Edilmiş Atıksu Arıtma Tesislerine Ait Bilgiler ... 39 Çizelge 3.2. 250.000-4.000.000 Eşdeğer Nüfus Aralığında Aynı
Karakteristik Özelliklere Haiz Uzun Havalandırmalı Aktif Çamur Prosesine Göre İnşa Edilmiş Atıksu Arıtma Tesislerine Ait Bilgiler ... 40 Çizelge 4.1. Yaklaşık Maliyet İndeks Tablosu (0-250.000 EN, 0-50.000
m3/gün) ... 61 Çizelge 4.2. Yaklaşık Maliyet İndeks Tablosu (250.000-4.000.000 EN,
50.000-800.000 m3/gün) ... 63 Çizelge 4.3. Eşdeğer Nüfus ve Proje Debisine bağlı olarak ihtiyaç duyulan
yaklaşık alan (0-250.000 EN ve 0-50.000 m3/gün proje debisi için)... 65 Çizelge 4.4. Eşdeğer Nüfus ve Proje Debisine bağlı olarak ihtiyaç duyulan
yaklaşık alan (250.000-8.000.000 EN ve 50.000-800.000 m3/gün proje debisi için) ... 66 Çizelge 4.5. İdarelerce Tespit Edilen Yaklaşık Maliyet ile Eşdeğer Nüfusa
Göre Yapılan Yaklaşık Maliyetin Karşılaştırılması ... 71 Çizelge 4.6. İdarelerce Tespit Edilen Yaklaşık Maliyet ile Proje Debisine
Göre Yapılan Yaklaşık Maliyet İndeksinin Karşılaştırılması... 72 Tablo 5.1. Uzun Havalandırmalı Aktif Çamur Esasına Göre İnşa Edilecek Tesislerde İdarelerin Gelecek Yıllara Ait Yatırım Programlarında Bütçeden Ödenek Tahsisinde Bulunurken Başvuracakları Yaklaşık
ŞEKİLLER DİZİNİ SAYFA
Şekil 1.1. Uzun Havalandırmalı Aktif Çamur Sistemine Göre Çalışan Kullanılmış Su Tasfiye Sisteminin Akım Şeması (Nüfus Aralığı
0-250.000) ... 19
Şekil 1.2. Uzun Havalandırmalı Aktif Çamur Sistemine Göre Çalışan Kullanılmış Su Tasfiye Sisteminin Akım Şeması (Nüfus Aralığı 250.000-4.000.000) ... 20
Şekil 1.3. İskenderun Sarıseki Arıtma Tesisi Fotoğrafı (Akım Şeması 1’e uygun tasarım örneği) ... 20
Şekil 1.4. İzmir Torbalı Tesisi Fotoğrafı (Akım Şeması 1’e uygun tasarım örneği) ... 21
Şekil 1.5. Kojenerasyon Ünitesi Olan İleri Biyolojik Arıtma Tesisi Örneğine ait Fotoğraf (Akım Şeması 2’ye uygun tasarım örneği) ... 21
Şekil 1.6. Mekanik Temizlemeli Izgara Fotoğrafı ... 22
Şekil 1.7. Havalandırmalı Kum ve Yağ Tutucu Fotoğrafı ... 23
Şekil 1.8. Havalandırmalı Kum ve Yağ Tutucu Fotoğrafı ... 24
Şekil 1.9. Ön Çökeltim Havuz Şeması ... 25
Şekil 1.10. Dikdörtgen Planlı Çöktürme Havuzu Fotoğrafı ... 26
Şekil 1.11. Havalandırma Havuzu Fotoğrafı ... 27
Şekil 1.12. Son Çökeltim Havuzu Örnekleri ... 28
Şekil 1.13. Dairesel Kesitli Son Çökeltim Havuzu Fotoğrafı ... 28
Şekil 1.14. Dairesel Kesitli Son Çökeltim Havuzu Fotoğrafı (İnşaatı Bitmiş Görünüşü) ... 29
Şekil 1.15. Son Çöktürme Havuzundan Savaklanan Su ... 29
Şekil 4.1. Eşdeğer Nüfus-Yaklaşık Maliyet Arasındaki İlişki (0-250.000 Nüfus Aralığı) ... 43 Şekil 4.2. Proje Debisi -Yaklaşık Maliyet Arasındaki İlişki (0-50.000
Şekil 4.3. Yaklaşık Maliyet-İnşaat Maliyeti Arasındaki İlişki (0-250.000
Nüfus Aralığı) ... 45 Şekil 4.4. Yaklaşık Maliyet-Elektrik Maliyeti Arasındaki İlişki (0-250.000
Nüfus Aralığı) ... 46 Şekil 4.5. Yaklaşık Maliyet-Mekanik Maliyeti Arasındaki İlişki (0-250.000
Nüfus Aralığı) ... 47 Şekil 4.6. Proje Debisi ile Atıksu Arıtma Tesis Alan İhtiyacı Arasındaki
İlişki (0 - 50.000 m3/gün debi aralığı için) ... 48 Şekil 4.7. Eşdeğer Nüfus ile Atıksu Arıtma Tesis Alan İhtiyacı Arasındaki
İlişki (0 – 250.000 EN aralığı için) ... 49 Şekil 4.8. Eşdeğer Nüfus-Toplam İhale Bedeli Arasındaki İlişki (250.000-
4.000.000 Nüfus Aralığı için) ... 51 Şekil 4.9. Proje Debisi-Toplam İhale Bedeli Arasındaki İlişki (50.000-
800.000 m3/gün proje debisi aralığı için) ... 52 Şekil 4.10. Toplam İhale Bedeli-İnşaat Maliyeti Arasındaki İlişki (250.000-
4.000.000 Nüfus Aralığı için) ... 53 Şekil 4.11. Toplam İhale Bedeli-Elektrik Maliyeti Arasındaki İlişki
(250.000-4.000.000 Nüfus Aralığı için)... 54 Şekil 4.12. Toplam İhale Bedeli-Mekanik Maliyeti Arasındaki İlişki
(250.000-4.000.000 Nüfus Aralığı için)... 55 Şekil 4.13. Proje Debisi ile Atıksu Arıtma Tesis Alan İhtiyacı Arasındaki
İlişki (50.000-800.000 m3/gün debi aralığı için) ... 56 Şekil 4.14. Eşdeğer Nüfus ile Atıksu Arıtma Tesis Alan İhtiyacı Arasındaki
İlişki (250.000-4.000.000 aralığı için) ... 57 Şekil 4.15. Yaklaşık Maliyet ve Eşdeğer Nüfus Arasındaki İlişki (UHAÇ
Tesis Proses Şeması 1 ve 2 Dahil 0-4.000.000 Nüfus Aralığındaki
tüm tesisler için) ... 58 Şekil 4.16. Yaklaşık Maliyet ve Proje Debisi Arasındaki İlişki (UHAÇ Tesis
Proses ... 59
Şekil 4.17. Proje Debisi ve İhtiyaç Duyulan Alan Arasındaki İlişki (UHAÇ Tesis Proses Şeması 1 ve 2 dahil 0-800.000 m3/gün kapasiteli tüm
tesisler için) ... 60 Şekil 4.18. İSKİ tarafından inşa edilen atıksu arıtma tesislerinde toplam ihale
bedeli ile eşdeğer nüfus arasındaki ilişki ... 68 Şekil 4.19 İSKİ tarafından ihalesi yapılan atıksu arıtma tesislerinde toplam
ihale bedeli ile proje debisi arasındaki ilişki ... 68
SİMGELER VE KISALTMALAR
EN : Eşdeğer Nüfus YM : Yaklaşık Maliyet AAT : Atıksu Arıtma Tesisi
g : Gram
Kg : Kilogram
1. GİRİŞ
Atıksu Arıtma Tesislerinin inşaatı büyük finansman isteyen ve özellikle gelişmekte olan ülkelerde politik, sosyal ve teknik hususların birlikte ele alınmasını gerektiren oldukça kapsamlı ve karmaşık bir konudur. T.C. Anayasasının 56.
Maddesi “Herkes sağlıklı ve dengeli bir çevrede yaşama hakkına sahiptir. Çevreyi geliştirmek, çevre sağlığını korumak ve çevre kirlenmesini önlemek Devletin ve vatandaşların ödevidir.” denmektedir. Türk Ceza Kanununda yasaya uymayanlar ile ilgili cezai yaptırımlar belirlenmiş, Çevre Kanunu ve ilgili Yönetmeliklerde yaşanabilir bir çevre için uyulması gereken kriterler ortaya konmuş, Su Kirliliği İle İlgili Yönetmelikte ise atıksu su arıtımı deşarj limitleri ile ilgili gerekli yasal düzenlemeler yapılmıştır.
Ayrıca Atıksu Arıtma Tesisleri oldukça yüksek elektrik enerjisi tüketmektedir. Bu durum orta ölçekli Belediyelere işletme sırasında ciddi bir maliyet getirmektedir. Bu nedenle 01.10.2010 tarih ve 27716 sayılı Resmi Gazetede yayımlanan Yönetmeliğe istinaden atıksu arıtma işletmesi yapan Belediyelere, atıksu arıtma tesislerinde kullandıkları elektrik enerjisi giderlerinin bir kısmının Bakanlıkça geri ödenmesine ilişkin 09/08/1983 tarihli ve 2872 sayılı Çevre Kanununun 29 uncu maddesinde belirtilen teşvik tedbirleri kapsamında, Yönetmelikte belirlenen usul ve esasları yerine getiren Belediyelere, atıksu arıtma tesislerinde tüketilen elektriğin bir kısmı geri ödenerek destek sağlanmaktadır. Bu nedenle tesisler daha en baştan tasarlanırken enerji etkin tasarımlar göz önünde bulundurulmalıdır.
Bu çalışmanın amacı; Uzun Havalandırmalı Aktif Çamur yöntemine göre Türkiye’de inşa edilmiş aynı karakteristik özelliklere haiz atıksu arıtma tesisleri için, eşdeğer nüfus ve debiye bağlı olarak yaklaşık maliyet ve alan gereksinimlerinin ortaya konularak, farklı eşdeğer nüfus ve debide inşa edilecek olan Atıksu Arıtma Tesislerinde eşdeğer nüfus ve debiye bağlı olarak modelleme
yapılması ve yeni yapılması planlanan atıksu arıtma tesisleri için önceden tahmini olarak yaklaşık maliyet ve alan gereksinimi tespiti yapılmasına ön ayak olmaktır.
Bu konuda Ülkemizde yapılmış az sayıda yüksek lisans ve doktora tez çalışması mevcut ise de; bu çalışmaların bir kısmı güncelliğini yitirmiş oldukça eskiye dayanan çalışmalardır. Bir kısmı ise, eşdeğer nüfus yerine sadece proje nüfusunu dikkate alırken bir kısmı bilgisayar programı kullanılarak belirli nüfuslar için yapılmış çalışmalardır. Bu çalışmada ise, eşdeğer nüfus ve debiye bağlı olarak, son yıllarda İller Bankası, İSKİ, ASKİ tarafından inşaatı tamamlanmış tesislere ait güncel veriler kullanılmıştır.
Böylece “TC. Orman ve Su İşleri Bakanlığı Su Yönetimi Genel Müdürlüğü tarafından öncülük edilerek yayına hazırlanan “Atıksu Arıtma Tesisleri Tasarım Rehberi. 2012” kitabının birinci sayfasında yer alan “Yakın gelecekte atıksu arıtma tesisleri tasarımında, Türkiye’ye özgü gerçek veri tabanından elde edilen büyüklüklerin belirlenerek uygulanmaya konması” ile ilgili temenniye küçük de olsa bir katkıda bulunmak hedeflenmektedir. Böylelikle yatırımcı kuruluşlar, Devlet İstatistik Enstitüsü, özel sektörden konuyla ilgili firmalar daha güncel verilerle iş yapma imkânına kavuşacak, diğer yandan zaman tasarrufu sağlanacaktır.
Bu çalışma ile ayrıca İller Bankası ve İSKİ’nin kendi bünyelerindeki güncel verileri kullanarak, inşaatını gerçekleştirdikleri diğer tip arıtma tesislerine ait eşdeğer nüfus ve debi başına yaklaşık maliyet ve alan gereksinimleri ile ilgili istatistiki modelleme yapılmasına katkıda bulunulacağı düşünülmektedir.
Bu çalışmanın sonunda yer alan yaklaşık maliyet ile yaklaşık maliyet indeksleri karşılaştırıldığında, Atıksu Arıtma Tesislerinin doğru bir şekilde projelendirilme yapılmasının yaklaşık maliyeti nasıl etkilediği ile ilgili çarpıcı örnekler görülecek ve henüz tesis inşaatına başlamadan doğru bir projelendirme yapılmasının önemi daha da iyi anlaşılacaktır.
1.1. Atıksuyun Tanımı ve Bileşenleri
Atıksular, insanların farklı maksatlara yönelik olarak kullanıp kirlettikleri sular olup; evsel nitelikli atıksular ise, konutlardan, kurumlardan, ticari ve endüstriyel kuruluşların evsel kullanımlarından gelen atıksular ile yeraltı, yüzeysel ve yağmur suyu gibi suların bir birleşimi olarak tanımlanabilir (Metcalf and Eddy 2010).
Atıksu Bileşenleri; Mikroorganizmalar, Organik Maddeler, Nütrientler, Metaller, İnorganik Maddeler, Termal Etki, Koku ve Tat ile Radyoaktivite’dir (Henze vd. 2002).
1.2. Atıksuların Kirletici Parametreleri ve Atıksu Karakteristikleri
Atıksuların belli başlı kirletici parametleri; Askıda Katılar, Biyolojik Olarak Parçalanabilir Organikler, Patojenler, Nütrientler, Öncelikli Kirleticiler, Biyolojik Parçalanmaya Dirençli Organikler, Ağır Metaller ve Çözünmüş İnorganikler’dir. Atıksu Karakteristikleri ise Fiziksel, Organik Kimyasal, İnorganik Kimyasal ve Biyolojik olarak sınıflandırılabilir.
Fiziksel Karakteristikler; Toplam Katılar, Toplam Uçucu-Kalıcı-Askıda Katılar, Uçucu ve Kalıcı Askıda Katılar, Uçucu-Kalıcı ve Toplam Çözünmüş Katılar, Çökelebilir Katılar, Partikül Boyutları Dağılımı, Bulanıklık, Renk, Geçirgenlik, Koku, Sıcaklık, Yoğunluk ve İletkenlik ’dir.
Organik Kimyasal Karakteristikler; BOİ5 (5 günlük biyokimyasal oksijen ihtiyacı), BOİn (nihai biyokimyasal oksijen ihtiyacı) , KOİ, (kimyasal oksijen ihtiyacı) TOK, (toplam organik karbon) AOİ (azota bağlı oksijen ihtiyacı)’dır.
İnorganik Kimyasal Karakteristikler; Amonyum, Organik Azot, Toplam Kjeldahl Azotu, Nitrit, Nitrat, Toplam Azot, İnorganik Fosfor, Toplam Fosfor, Organik Fosfor, pH, Alkalinite, Klorür, Sülfat, Metaller, Özel İnorganik Elementler ve Bileşikler ve Gazlar’dır. Biyolojik Karakteristikler ise, Koliform Organizmalar, Özel Mikroorganizmalar, Toksisite’dir (Yılmaz, T., 2016).
1.3. Atıksu Arıtma Tesis Tasarımında Nüfus ve Eşdeğer Nüfus Hesabı
Çevre Mühendisliği yapılarının tasarımı için en önemli faktörlerden birisi gelecekteki nüfus değeridir. Bununla beraber nüfusa bağlı ihtiyaçlarında tahmin edilmesi gerekmektedir. Nüfus tahminleri talebi karşılayacak kapasitede projelendirme ve boyutlandırma yapılmasını sağlar (Öztürk, İ., 2012).
Bir yerleşim biriminin içme ve kullanma suyu ihtiyacı, buna bağlı olarak da atıksu debisinin belirlenmesi; doğrudan doğruya nüfus ile orantılıdır. Buna göre herhangi bir yerleşim biriminin atıksu miktarının belirlenmesi de, bugünkü nüfusun bilinmesi ve gelecek nüfuslarının da proje hedef yıllarına göre yeterli doğrulukta tahmini ile mümkündür Arıtma tesislerinde müstakbel nüfus ve buna bağlı olarak içme suyu ihtiyacı ve pis su debileri hesaplanırken genelde hizmet süresi 30 yıl, tesisin gerçekleşmesi için de 5 yıl inşaat süresi konularak projenin müstakbel hedef yılı belirlenir.
Geleceğe yönelik nüfus tahminleri için çeşitli yöntemler geliştirilmiştir.
Bunların birçoğu geçmiş nüfus sayımları arasındaki yıllık nüfus artışları dikkate alınarak nüfusun aritmetik, geometrik, exponansiyel ve benzeri şekillerde artacağını kabul eden matematiksel hesaplara dayanmaktadır. Bunun yanında yerleşim biriminin nüfus hareketini etkileyebilecek her türlü sosyal ve ekonomik faktörlerin de dikkate alınması uygun olacaktır (İBA, 2008. Denizciler AAT Projesi).
A)Nüfus Hesabı
Bir bölgenin gelecekteki nüfusunu tahmin etmek için kullanılan başlıca hesap yöntemleri aşağıda listelenmiştir.
1. Aritmetik Artış Metodu 2. Geometrik Artış Metodu
a)Sabit Hızlı Geometrik Artış (İller Bankası Metodu) b)Azalan Hızlı Geometrik Artış
3. Lojistik Eğri Metodu
4- Grafik Metot (Benzer Şehirlerle Karşılaştırma) 5- Regresyon Analizi
Şimdi bu metotlara kısaca bir göz atalım.
1-Aritmetik Artış Metodu
Bu metot her iki ekseni de aritmetik ölçekli bir grafik kâğıdına işaretlenen geçmiş nüfus değerlerinin doğru çizgi halini aldığı durumu ifade eden matematik bir modeldir. Bu halde eğrinin teğet eğimi, yani nüfus artış hızı sabittir, burada ka
‘ya aritmetik artış hızı sabiti (birim zamandaki nüfus artış hızı) denir. (Muslu, 1996)
dy/dt =ka ka = Qn / Qt (1.1)
N: Nüfus t: Zaman yi:Nüfus Sayım Yıllarındaki Nüfus
2-Geometrik Artış Metodu
Nüfusun sabit bir artış hızı ile artacağı varsayımına uygun olarak, üstel artış hızı kullanılabilir. Nüfus büyüklüğü, üstel artış hızı ile artış hızının yönüne bağlı olarak, sınırsız olarak artar veya azalabilir. Demografik analizlerde, oldukça sık uygulanan bir yöntemdir.
Üstel artış hızı yönteminde, nüfus artış hızının sabit olduğu, nüfusun büyüklüğünün göç, doğum ve ölümlerden etkilenmediği ya da her yıl için aynı miktarda doğum, ölüm olduğu ve net göçün sıfır olduğu varsayılmaktadır (İBA, 2008. Denizciler AAT Projesi).
2.a- Sabit Hızlı Geometrik Artış Metodu (İller Bankası Metodu) ya da Yıllık Nüfus Artış Oranı (P) Metodu
İller Bankası Genel Müdürlüğü içme suyu talimatnamesine göre, yerleşim merkezlerinin içme suyu ve kanalizasyon projelerinin hazırlanmasında esas alınacak gelecekteki nüfuslar aşağıdaki formüle göre hesaplanır (Öztürk, İ., 2012).
Hizmet süresi 30 yıl, tesisin gerçekleşmesi için de 5 yıl inşaat süresi konularak, nüfus hesabı formülü;
) 5 30
)(
1 100
( n
y g
N P
N = + + +
(1.2)
100
* 00 . 1 úú
û ù êê
ë
é -
= a
e y
N P N
(1.3)
Yukarıdaki formüllerde;
P : çoğalma katsayısı Ng : gelecekteki nüfus
Ny : beldenin son nüfus sayımı Ne : beldenin eski nüfus sayımları a : iki nüfus sayımı arasındaki yıl sayısı
n : son nüfus sayımından projenin başlamasına kadar geçen süre (İBA, 2012.
Bozyazı AAT Projesi).
2.b- Azalan Hızlı Geometrik Artış Yöntemi
Bu metotta nüfusun birim zamandaki artışının mevcut nüfus ile orantılı olduğu ancak söz konusu artışın azalan hızlarda gerçekleştiği kabul edilir.
yg = yy * (1+kd)y (1.4)
kd = Nüfus artış hızı y=Planlama Süresi (Öztürk, İ., 2012).
3. Lojistik Eğri Metodu
Lojistik eğri metodunda imar planında öngörülen nihai nüfus esas alınarak (doygunluk nüfusu) hesaplamalar yapılır (Öztürk, İ., 2012).
4. Grafik Metot
Diğer bir adıyla nüfus projeksiyonu da denir. Zaman apsis olmak üzere nüfuslar ordinatta gösterilerek, sosyo ekonomik gelişmesi birbirine benzeyen ancak ondan daha büyük nüfuslu şehirlerin nüfusu tahmin edilir (Muslu, 1996).
5. Regresyon Analizi
Nüfus projeksiyonunda kullanılan, diğer bir metot ise regresyon analizi yapılarak en iyi nüfus eğrisinin bulunmasıdır. Bu metot ile öncelikle nüfus ile yıllar arasında belli bir fonksiyonel ilişki olduğu varsayılır. Daha sonra, en küçük kareler metodu kullanılarak; geçmiş yıllara ait sayım sonuçlarını en az hata ile veren denklemin katsayıları ve sabitleri hesaplanır. Bulunan denkleme ait R2 sayısı hesaplanarak, anlamlılığı kontrol edilir. R2 değerinin 1.00 e yakın olması denklemin anlamlı olduğunu gösterir. Bu analizde, Üssel ve Polinom olarak iki ayrı fonksiyon kullanılmıştır.
Üssel regresyon; Nüfus ile yıllar arasında exponansiyel bir bağlantı olduğunu varsayar.
Polinomial regresyon; Nüfusun yılların 2. dereceden bir fonksiyonu olduğu kabul edilir (İBA, 2012. Bozyazı AAT Projesi).
B) Eşdeğer Nüfus ve Hesabı
Hesaplamalar yapılırken fabrika, mezbaha, endüstriyel yapı gibi tesislere ait atıksuların debi ve kirlilik yükleri hesaplanarak, birim atıksu debisi, BOİ ya da KOİ’ye bağlı olarak bulunan değer, yukarıda hesaplama yöntemleri anlatılan proje nüfusuna ilave edilmelidir.
Dünya genelinde yaygın olarak kullanılan tanımlar aşağıda yazılmıştır.
(Öztürk, İ., 2012).
Eşdeğer Nüfus (EN) = 60 g BOİ5 / gün Eşdeğer Nüfus (EN) = 0.2 m3 / gün
Diğer kullanılan bir tanım ise KOİ’ye göre olup, aşağıdadır.
Eşdeğer Nüfus (EN) = 100 g KOİ / gün şeklindedir.
Bu tez kapsamındaki bazı atıksu arıtma tesislerinin eşdeğer nüfus hesapları aşağıda gösterilmiştir.
İstanbul (Büyükçekmece) Eşdeğer Nüfus Hesabı:
1. Kademe: 41329 (kg)*1000/60 = 688.816 kişi 2. Kademe: 83181 (kg)*1000/60 = 1.386.350 kişi 1. Kademe KOİ’ye göre: 76.299.000/100 =762.990 kişi 2. Kademe KOİ’ye göre:153.565.000/100=1.535.650 kişi
İstanbul (Çanta) Eşdeğer Nüfus Hesabı:
1. Kademe: 15.600 (kg)*1000/60 = 260.000 kişi 2. Kademe: 31200 (kg)*1000/60 = 520.000 kişi
İstanbul (Silivri) Eşdeğer Nüfus Hesabı:
1. Kademe: 10950 (kg)*1000/60 = 182.500 kişi 2. Kademe: 21900 (kg)*1000/60 = 365.000 kişi
1. Kademe KOİ’ye göre: 21.900.000 (g) /100 =219.000 kişi 2. Kademe KOİ’ye göre: 43.800.000 (g) /100 =438.000 kişi
1.4. Debi Hesabı
Atıksu akımları kararlı ve tekdüze olmayıp saatlik, günlük, aylık ve yıllık değişimler gösterir. Atıksu arıtma tesisinin doğru tasarımı için, mevcut atıksu debisine ilaveten gelecekteki muhtemel değişiminin de bilinmesi gerekir. Bununla ilgili belli başlı yöntemler aşağıda açıklanmıştır (Öztürk, İ., 2012).
Atıksu tesislerine gelmesi beklenen toplam atıksu debisi evsel, ticari/kurumsal, endüstriyel atıksular ile havza dışından taşınan (Qdiğer :fosseptik, katı atık sızıntı suyu vb.) ve sızma debisinin toplamıdır (Eroğlu, 2002).
Q = Qev + Qend + Qsızma + Qdiğer
Arıtma tesisine gelecek debi formülleri aşağıda gösterilmiştir.
Qev,max = α x qmax x N (Yazlık evsel su tüketim sarfiyatı, m3/gün) α=Kullanılan içme suyunun atıksu kanal şebekesine intikal (ulaşım) oranı qmax = Kişi başı yazlık su tüketimini (m3/N.gün)
N= Yerleşim yerinin tasarıma esas nüfusunu
Arıtma Tesisi (proses) tasarım hesap debisi (m3/sa) Qh
Qh = Qev, max/n1 + Qsan/n2 + Qsızma/24 + Qdiğer/24 (1.5)
Günlük Ortalama Debi (m3/sa) Q24
Q24 = ( Qev,max + Qsan +Qsızma + Qdiğer ) /24 (1.6)
Günlük Minimum Debi(m3/sa) Qmin
Qmin = Qev,ort / n3 + Qsan /n4 + Qsızma /24 (1.7)
Çizelge 1.1. Nüfusa Bağlı Katsayılar
Gelecekteki Nüfus n1
1000 10
1000-10000 12
10000-100000 14
100000-1000000 16
n2 = Endüstrilerin vardiya sayısına bağlı katsayı Tek vardiya için n2 = 5-6 saat
Çift vardiya için n2 = 12-14 saat Üç vardiya için n2 = 24 saat alınabilir.
n3, 37-40 saat aralığında değişir ve kanalizasyon şebekesinden minimum debinin geçtiği dönemi karakterize eder.
n4 = Üç vardiya çalışan tesislerde 24 alınır.
Tek veya çift vardiya çalışan sanayi tesislerinde gelen debiler toplam minimum atıksu debisi hesabında dikkate alınmaz(Öztürk, İ., 2012).
1.5. Atıksu Arıtma Tesislerinde Maliyete Etki Eden Faktörler
Arıtma tesislerinin boyutlandırılması ve arıtma tesisi maliyetlerinin hesap edilebilmesi için arıtılacak atıksuyun debisi ve arıtılacak atıksuların özelliklerinin bilinmesi gerekmektedir. Ülkemizde nüfusa bağlı olarak su tüketimlerinin değişimi, kirletici yükleri ve kentsel atıksuların arıtılması ile ilgili deşarj standartları Tablo 1.2’de gösterilmiştir.
Nüfusa Bağlı Olarak Su Tüketimlerinin Değişimi (İller Bankası. 2013)
Çizelge 1.2. Nüfusa Bağlı Su Tüketimi Değişim Değerleri
Proje Başlangıç Nüfusu (N=Kişi) Evsel Su Tüketimi (qevsel = lt/kişi-gün)
N< 50.000 80-100
50.000-100.000 100-120
N> 100.000 120-140
Evsel Olmayan Birimlerde Özel Su İhtiyacı (İller Bankası 2013)
Tesis Su İhtiyacı (l/gün)
Havaalanı (kişi başı) 10-20 Hamam (kişi başı) 100 Pansiyoner (kişi başı) 190 Fabrika işçisi (kişi başı) 100 Otel (yatak başı) 250-600 Hastane (yatak başı) 250-600 Çamaşırhane 60 lt/yıkama Restoran (tuvaletli) (kişi başı) 25 Restoran (tuvaletsiz) (kişi başı) 10 Yatılı okul (öğrenci başı) 150 Okul (yemekhane spor salonu ve duşu olan) (öğrenci başı) 95 Okul (yemekhane olan) (öğrenci başı) 75 Okul (öğrenci başı) 25 Kışla asker başına (asker başı) 100 Yüzme havuzu 500 lt/m² Sinema-Tiyatro (koltuk başı) 20 Günlük işçi (kişi başı) 60 Yıkama istasyonu (araç başı) 50 Mezbahada kesilen b.baş hayvan 300-400 Mezbahada kesilen k.baş hayvan 150-300
Kişi Başına Düşen Kirlilik Yükleri (Henze vd. 2002)
BOİ (kğ/kişi-yıl) 10-15 AKM (kğ/kişi-yıl) 15-25 Top N (kğ/kişi-yıl) 3-5 Top P (kğ/kişi-yıl) 0.4-0.6 YAM (Yüzey Aktif Maddeler) (kğ/kişi-yıl) 0.3-0.5 Fenol (g/kişi-yıl) 3-10 Hg (g/kişi-yıl) 0.01-0.02 Pb (g/kişi-yıl) 3-10 Cr (g/kişi-yıl) 2-4 Zn (g/kişi-yıl) 15-30
Kentsel Atıksuların Arıtılması ile İlgili Deşarj Standartları İlgili Yönetmelik Konu/Açıklama
Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği (Değişik: RG-13/2/2008-26786)
-Evsel nitelikli atıksular için alıcı ortama deşarj standartları
-EN= 84-2000
BOİ, KOİ, AKM ve pH standartları -Köylerde, tabloda verilen deşarj limitleri için en az %60 arıtma verimi
uygulanacaktır
Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği (Değişik: RG-13/2/2008-26786)
-Evsel nitelikli atıksular için alıcı ortama deşarj standartları
-EN= 2000-10000
-BOİ, KOİ, AKM ve pH standartları Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği -Evsel nitelikli atıksular için alıcı ortama
deşarj standartları -EN= 10000-100000
-BOİ, KOİ, AKM ve pH standartları Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği -Evsel nitelikli atıksular için alıcı ortama
deşarj standartları -EN > 100000
-BOİ, KOİ, AKM ve pH standartları Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği
(Değişik: RG-13/2/2008-26786)
Kentsel Atıksu Arıtımı Yönetmeliği
-Evsel nitelikli atıksular için alıcı ortama deşarj standartları
-Eşdeğer nüfusun ne olduğuna
bakılmaksızın doğal arıtma (yapay sulak alan) ve stabilizasyon havuzları
sistemiyle ikinci kademe (biyolojik) arıtma yapan kentsel atıksu arıtma tesisleri için
-BOİ, KOİ, AKM ve pH standartları Köylerde, tabloda verilen deşarj limitleri için en az %60 oranında arıtma verimi uygulanacaktır.
Kentsel Atıksu Arıtım Tesislerinden ileri arıtıma ilişkin deşarj limitleri
-EN= 10.000-100.000 -EN > 100.000 -TP ve TN Standartları -Minimum Arıtma Verimleri
Atıksuların özellikleri ve yürürlükteki standartlar, seçilmiş olan sistemdeki arıtma birimlerinin boyutlarını etkiler. Örneğin hidrolik bekletme süreleri arıtma verimini direk etkileyen bir faktördür. Optimum arıtma veriminin elde edilebilmesi için gerekli bekletme süresi ile BOİ5 ve AKM giderim verimleri arasında direk ilişki vardır. Bu ise doğrudan arıtma tesisinin hem yatırım hem de işletme maliyetlerini etkiler. Bir başka örnek ise yüzey yüklemesidir. Yüzey yüklemesi arıtma tesisi birimlerinin m2 yüzeyi başına bir günde m3 olarak verilen atıksu miktarıdır. Yüzey yüklemesi arttıkça tesis birimlerinin verimleri düşmektedir.
İstenen optimum verime ulaşmak için belirlenecek yüzey yükü tesis boyutlandırılmasında esas alınır. Bu da arıtma tesisi birimlerinin boyutunu etkilediğinden doğrudan maliyetle ilgilidir (Toltar, A., 2006).
Maliyete etki eden temel tasarım faktörleri ise aşağıda sıralanmıştır.
· Başlangıç ve Tasarım Yılları
· Tesisin Hizmet Alanı
· Tesis Yeri Seçimi
· Tasarım Nüfusu
· İlgili Mevzuat ve Deşarj Standartları
· Atıksu Karakteristikleri
· Arıtma Derecesi
· Arıtma Proses Seçimi
· Ekipman Seçimi
· Tesis Genel Yerleşimi ve Hidrolik Profil
· Enerji ve Kimyasal Madde İhtiyacı
· Atıksu Arıtım Maliyeti
· ÇED ve halkın katılım süreci
olarak sıralanabilir (Quasim, 1999).
İlk yatırım Maliyetleri kısaca (Toltar, A., 2006).
· Arsa Bedeli
· Proje, Müşavirlik ve Fizibilite vs raporlama giderleri
· Zemin Araştırma Giderleri
· Arıtma Tesisi İnşaat Bedeli
· Mekanik ve Elektrik Ekipmanları
· Kredi ile yapılmış ise, kredi geri ödeme tutarı
İşletme maliyetleri ise (Toltar, A., 2006).
· Kullanılan kimyasal maddeler
· Yakıt Su Elektrik Giderleri
· Bakım Onarım Giderleri
· Hizmet Alımları
· Personel Giderleri
· Nakliye Giderleri
· Sigorta ve Genel Giderler
İlk yatırım maliyetlerinin hesaplanabilmesi için projelerin hazırlanarak, kullanılacak ekipmanlara karar verilmiş olması gerekmektedir. Karar verilmesi gereken bilgiler aşağıda sıralanmıştır (Toltar, A., 2006).
· Öncelikli olarak havuz büyüklüklerinin hesabı için çökelme havuzları ve havalandırma havuzlarındaki bekleme süreleri bilinmelidir.
· Arıtılacak atıksuyun kirletici parametreleri ve Kentsel Atıksu Arıtma Yönetmeliğine göre arıtma sonunda hedeflenen değerler
· Difizör ve blower seçimleri
· Çamur uzaklaştırma sisteminin belirlenmesi
· Mekanik Ekipmanların Cinsi
· Terfi Sistemi ile ilgili bilgiler
Atıksu Arıtma Tesisi İnşaat, Mekanik ve Elektrik Maliyet Kalemleri ise aşağıda özetlenmiştir. (Toltar, A., 2006).
· Arıtma Tesisinin inşa edileceği alanın zemin yapısı
· Atıksu Arıtma Tesisine gelen ana kollektörün derinliği
· Alıcı ortam ile ilgili bilgiler (dere, deniz, tarımsal sulama olarak kullanım vs)
· İnşaat İşleri (Kazı, beton, kalıp ve iskele, demir vb.)
· Mekanik ve Elektrik Aksam (İnce ve Kaba Izgaralar, Debi Ölçerler, Pompalar, Elektrik Tesisatı, Elektrik Otomasyonu, Kimyasal Hazırlama ve Dozlama, Laboratuvar Ekipmanları, Borulamalar vs.)
1.6. Atıksu Arıtma Yöntemleri
· Fiziksel Yöntemler (Izgaralar, Elekler, Kum Tutucular, Dengeleme Havuzları, Yüzdürme Sistemleri, Çöktürme Havuzları)
· Kimyasal Yöntemler (Nötralizasyon, Koagülasyon, Flokülasyon)
· Biyolojik Yöntemler
A) Aerobik Prosesler
1. Aktif Çamur Sistemine Göre Çalışan Sistemler a) Klasik Aktif Çamur
b) Uzun Havalandırmalı Aktif Çamur c) Tam Karışımlı Aktif Çamur
d) Oksidasyon Hendekleri (Uzun Havalandırma Prosesinin Diğer Bir Uygulaması)
e) Kontakt Stabilizasyon
2. Biyofilm Tekniğine Göre Çalışan Sistemler a) Damlatmalı Filtreler
b) Döner Biodiskler 3. Stabilizasyon Havuzları
a) Aerobik Stabilizasyon Havuzları b) Fakültatif Stabilizasyon Havuzları c) Anaerobik Stabilizasyon Havuzları d) Olgunlaştırma Havuzları
e) Havalandırmalı Lagünler B) Anaerobik Prosesler
1. Tam Karışımlı Reaktör 2. Anaerobik Filtre
3. Akışkan Yataklı Sistemler
· İleri Arıtma Metotları 1. Dezenfeksiyon 2. Azot Giderme 3. Fosfor Giderme 4. Filtrasyon 5. Adsorbsiyon 6. İyon Değiştirme 7. Ters Ozmos
1.7. Aktif Çamur Yöntemi
Ülkemizde ve Dünyada evsel atıksuların arıtılmasında en yaygın olarak uygulanan proses Aktif çamur prosesidir. Türkiye’de İller Bankası tarafından yaptırılan çeşitli il ve ilçelerin arıtma tesislerinde ilk yıllarda genellikle
stabilizasyon havuzları (yirmi civarında) ve birkaç yerde damlatmalı filtre prosesi uygulanmış ancak son yıllarda inşa ettirilmiş olan ve proje aşamasındaki hemen hemen tüm tesisler için Aktif çamur prosesi seçilmiştir. Gelişmiş ülkelerde de durum aynı süreci izleyerek günümüzde evsel atıksu arıtımında aktif çamur sistemi çok yaygın olarak kabul görmüştür. Uygulamada mevcut koşullardaki bazı kriterler ve arıtma hedefi dikkate alınarak aktif çamurun değişik varyasyonlarla uygulanması mümkündür. Aktif çamur prosesini daha ekonomik ve verimli hale getirebilmek için tüm dünyada değişik modifikasyonlar üzerine çalışmalar yapılmakta; Ülkemizde de bu çalışmalar son yıllarda çok büyük gelişme gösteren sektör tarafından yakından takip edilmektedir. Gelişmiş ülkeler son yıllarda azot ve fosfor arıtımının önemini kavramış ve arıtma hedefleri arasına bu iki parametreyi de ilave ederek standartlarını bu yönde geliştirmişlerdir. Ülkemizde de inşa ve planlama aşamasında olan birçok tesiste azot ve fosfor arıtımı da hedeflenerek proses seçimi yapılmaktadır.
Kısaca özetlemek gerekirse; Aktif çamur prosesi, süspansiyon halde kolloid ve çözünmüş organik ve inorganik maddeler içeren bir atıksuda süspansiyon haldeki mikroorganizmaların (aktif çamur) metabolik tepkimelerinden yararlanan aerobik, biyolojik bir prosestir. Bu proseste atıksu bir reaktör havuza girmekte ve burada atıksuda bulunan organik bileşikler ile mikroorganizma yumakları temasa geçmektedir. Organik maddeler, mikroorganizmaların gelişmesi için enerji ve karbon kaynağı olarak hizmet etmekte ve yeni mikroorganizma hücreleri ile oksitlenmiş son ürünlere dönüşmektedir. Mikroorganizmaların bu tepkimeyi gerçekleştirebilmesi için reaktöre oksijen verilmesi gereklidir (İBA, 2012. Bozyazı AAT Projesi).
Bu arıtma türünün temel prensibi bakterilerin ve diğer mikroorganizmaların pissudaki kirliliği meydana getiren organik maddeleri kullanarak üremeleri, dolayısıyla organik maddelerin sonuçta mikroorganizma kütlesi, enerji, su, CO2 ve NH3 gibi maddelere dönüşmesidir.
NH3 + H2O + madde hücreleri
Biyolojik arıtma aslında doğada kendi kendine olagelen bir olaydır. Arıtma teknolojisiyle bu olay kontrollü şartlar altında hızlandırılmış olur. Basit pissu arıtma yöntemleri olarak adlandırılan stabilizasyon havuzları da büyük tabii havuzlarda suyun günlerce bekletilerek biyolojik arıtmanın kendi kendine oluşmasıdır (İBA, 2008. Denizciler-Bekbele AAT Projesi).
1.8. Uzun Havalandırmalı Aktif Çamur Yöntemi
Evsel ve evsel nitelikli atıksular için farklı biyolojik arıtma yöntemleri yukarıda sıralanmış olup, bunların içerisinde son yıllarda öne çıkan yöntem, ileri arıtmayı da sağlayabilen bir aktif çamur modifikasyonu olan Uzun Havalandırmalı Aktif Çamur’dur.
Azot giderimi hedeflendiğinde uygulanacak tek yöntem nitrifikasyon ve denitrifikasyon prosesleridir. İki kademede gerçekleşen bir prosesin ilk aşaması olan Nitrifikasyon prosesinde atıksuyun uzun süreler havalandırma tanklarında tutulması gerekmektedir (uzun havalandırmalı aktif çamur); dolaysıyla klasik aktif çamur prosesleri için öngörülen havalandırma süreleri nitrifikasyonun (amonyak azotunun önce nitrite daha sonra nitrata oksitlenmesi) gerçekleşmesi ve azot giderimi için uygun değildir. Uzun havalandırmalı aktif çamur sisteminde mikroorganizmaların tüketimine verilen kirlilik yükü oldukça düşük tutularak mikroorganizma kütlesinin aç kalması ve sonunda kendi kendini de tüketmesi sağlanmaktadır. Böylece hem daha kaliteli bir çıkış suyu elde edilmekte, hem de sistemden atılması gereken çamur miktarı oldukça düşük olmaktadır. (Tüm biyolojik prosesler arasında uzun havalandırma yöntemi en az çamur fazlası çıkaran prosesdir) Biyolojik olarak parçalanabilen maddelerin hemen hemen hepsi mikroorganizmalar tarafından parçalanmış olduğu için sistemden atılacak fazla çamur artık daha fazla bozuşmayacak “inert” (atıl) maddelerden ibaret kalmaktadır.
Tüm biyolojik arıtma sistemlerinde, arıtma işlemini yapan mikroorganizma kütlesinin miktarını ve sayılarını kontrol altında tutarak her zaman aynı yoğunluk
ve miktarda kalmalarını ve hep aktif durumda olmalarını sağlamak için bir miktar mikroorganizma kütlesi (çamur) sistematik olarak tesisten uzaklaştırılır. Uzun havalandırmalı sistemlerden çıkan çamur fazlası stabil halde olduğundan başka hiçbir işlem yapılmaksızın susuzlaştırılarak uzaklaştırılabilecek özelliktedir (İBA, 2008. Denizciler-Bekbele AAT Projesi). Sistemin en önemli avantajlarından biri, ani organik yükleme ve sıcaklık değişimlerinin sistem üzerinde büyük bir etki yapmamasıdır.Yaygınlaşmaya başlayan bu sistemi oluşturan üniteler ortak olup, bu üniteler; 1-Mekanik temizlemeli ızgaralar 2-Havalandırmalı kum ve yağ tutucu 3- Ön Çökeltim Havuzu 4-Havalandırma havuzları 5-Son Çökeltim Havuzları 6- Çamur Yoğunlaştırma Ünitesi 7-Fazla Çamur Pompa İstasyonu 8-Süzüntü Suları Tahliye Terfi Merkezi 9-Çamur Susuzlaştırma Ünitesi, şeklindedir. Ancak arıtma tesislerindeki yüksek miktarda elektrik ihtiyacını karşılayabilmek amacıyla nüfusu yüksek olan yerlerde (yaklaşık olarak 200.000-250.000 üstü) ilave olarak 10- Anaerobik Çamur Çürütücü 11-Biyogaz Depolama Tankı 12-Kojenerasyon Sisteminden oluşan üniteler ilave edilebilmektedir.
Aşağıda Şekil 1 ve Şekil 2’de eşdeğer nüfusa bağlı olarak her iki durum içinde akım şeması gösterilmektedir.
Şekil 1.1. Uzun Havalandırmalı Aktif Çamur Sistemine Göre Çalışan Kullanılmış
Şekil 1.2. Uzun Havalandırmalı Aktif Çamur Sistemine Göre Çalışan Kullanılmış Su Tasfiye Sisteminin Akım Şeması (Nüfus Aralığı 250.000-4.000.000)
Şekil 1.3. İskenderun Sarıseki Arıtma Tesisi Fotoğrafı (Akım Şeması 1’e uygun tasarım örneği)
Şekil 1.4. İzmir Torbalı Tesisi Fotoğrafı (Akım Şeması 1’e uygun tasarım örneği)
Şekil 1.5. Kojenerasyon Ünitesi Olan İleri Biyolojik Arıtma Tesisi Örneğine ait Fotoğraf (Akım Şeması 2’ye uygun tasarım örneği)
Tesisin hidrolik hesapları yapılırken dikkate alınan noktalar ve genel
Her iki kademeye de hizmet edecek olan ön arıtma ünitelerinin (ızgara ve kum tutucular) maksimum su kotları, 2. Kademe maksimum debisi ve minimum su kotları, 1.kademe minimum debisi dikkate alınarak yapılan hidrolik hesaplar sonucu belirlenir.
Ünitelerdeki maksimum ve minumun su kotları hesap edilir.
Bu üniteleri aşağıdaki gibi sıralamak mümkündür.
1-Mekanik temizlemeli ızgaralar
Pompajla tesise iletilen atıksu, ön arıtma ünitelerinden geçirilerek fiziksel mekanizmalarla içerisindeki ayrışabilir parçacıklardan arındırılır. Bu amaçla atıksu açık kanal yoluyla ızgara ünitesine alınır. Izgaradan sonraki açık kanalda ise tesisin giriş debisini ölçmek amacıyla genellikle Parshall savağı projelendirilir (İller Bankası Denizciler-Bekbele (Hatay) Atıksu Arıtma Tesisi Proje Raporu).
Öncelikle atıksu içinde bulunan kaba parçacıkları ayırmak için elle veya mekanik temizlemeli kaba ızgara dizayn edilir. Daha sonra Şekil 1.6’daki ince mekanik temizlemeli ızgara tasarlanır.
Şekil 1.6. Mekanik Temizlemeli Izgara Fotoğrafı
Izgara kanalından sonra da kanalda yerleştirilen Parshall savağında ise atıksu debisi aşağıdaki formüle göre hesap edilir (İBA, 2008. Denizciler-Bekbele AAT Projesi).
Q = 4W * Ha (1.522*w)0.26 w = 1 ft (1.8)
2-Havalandırmalı kum ve yağ tutucu
Arıtma tesisine gelen atıksularda bulunan kum, çakıl ve yağ gibi maddeleri sudan ayırmak ve bunların arıtma tesisinin diğer ünitelerine geçmesini önlemek için, Şekil 1.7 ve 1.8’de görüldüğü üzere kum ve yağ tutucu ünitesi kullanılır (İBA, 2008. Denizciler-Bekbele AAT Projesi).
Şekil 1.7. Havalandırmalı Kum ve Yağ Tutucu Fotoğrafı
Şekil 1.8. Havalandırmalı Kum ve Yağ Tutucu Fotoğrafı
Kumun yıkanmasını ve yağların kenara toplanmasını sağlayacak bir spiral akım meydana getirmek için havuzun bir kenarı boyunca hava verilir. Havuz üzerinde ileri geri hareket eden bir köprüye bağlı bulunan dalgıç pompa ile tabanda toplanan kumlar kum tutucu yanında betonarme teşkil edilen kanala oradan da cazibe ile yıkayıcı helezona gönderilir. Aynı sıyırıcı köprü, yağları da sıyırıp yağ haznesine toplar. Yağ haznesi tabanında bulunan dalgıç pompa ile yağ vb. yüzer maddeler atık yağ toplama konteynerine verilir.
Kum tutucu en kritik işletme şartları olan 1. Kademe minimum debide ve 2. Kademe maksimum debide tahkik edilir. Ayrıca 1. Kademe maksimum debisinde 1 kanalın yeterli olma durumu da tahkik edilir. Kum tutucu ünitesinin tahliye edilecek kanalı önündeki sürgülü kapak kapatılarak kanala su alınması önlenir. Daha sonra kanal tabanındaki dalgıç tip kum ve yağ pompaları ile kanal boşaltılır. Pompa ile kum tutucu tabanından çekilen sulu kum, yıkama ve sınıflama amacıyla bir helezondan geçirilecek kum ve suyu ayrılır. Suyu ayrıştırılmış kum konteynerde toplanarak tesisten uzaklaştırılır. Havalandırmalı kum tutucunun
yüzeyinden sıyrılan yağlar ise kanalda biriktiğinde zaman zaman bu kanalın tabanındaki pompa ile atık yağ konteynerine verilir (İBA, 2008. Denizciler- Bekbele AAT Projesi).
3-Ön Çökeltim Havuzu
Ön çökeltim havuzları, çökelebilen katıları ve yüzen malzemeyi gidererek biyolojik süreç için askıdaki katı madde derişimini azaltmayı amaçlamaktadır. Ön Çökeltim havuzlarında tahliye işlemi ise şu şekilde gerçekleştirilir. Tahliye edilecek olan çökeltme tankının dağıtım yapısındaki bölümünde sürgülü kapak kapalı konuma getirilerek tanka su giriş önlenir. Teleskopik vanaların çamuru boşalttığı hazneye bitişik olarak yapılmış olan vana rögarında tahliye edilecek havuzun teleskopik vanasını seviyesi yukarı çekilerek üstten çamur boşalması önlenir ve vana odasında bu teleskopik vananın çamur emme borusunun altında bulunan tahliye vanası açılarak havuz boşaltılır.
Şekil 1.9. Ön Çökeltim Havuz Şeması
Şekil 1.10’da dikdörtgen planlı çöktürme havuzu görülmektedir.
Şekil 1.10. Dikdörtgen Planlı Çöktürme Havuzu Fotoğrafı
4-Havalandırma havuzları
Aerobik bölgede BOİ5 giderimi yanı sıra nitrifikasyon prosesi (azotun önce nitrit daha sonra nitrata oksitlenmesi); anoksik bölgede ise nitrata indirgenmiş olan azot giderimi gerçekleşmektedir.
Havuzların boyutlandırılması organik yük miktarına göre yapılmaktadır.
1.Kademedeki organik yük 2.kademedeki organik yükün yaklaşık %68’idir.
Boyutlandırmanın 2. Kademe dikkate alınarak yapılması diğer işletim aşamalarındaki esneklik için uygundur.
Havalandırma havuzlarının tahliyesinde öncelikle tahliyesi yapılacak havuzun dağıtım yapısındaki sürgülü kapağı kapalı konuma getirilerek havuza su girişi önlenir. Bundan sonra havalandırma havuzu depoda muhafaza edilen yaş tip dalgıç pompa ile havalandırma havuzu dağıtım yapısına tahliye edilir (İBA, 2008.
Denizciler-Bekbele AAT Projesi).
Şekil 1.11. Havalandırma Havuzu Fotoğrafı
Atıksudaki organik maddelerin gazlara ve yeni hücrelere dönüşmesinde, atıksu içerisinde askıda halde bulunan mikroorganizmaların sorumlu olduğu havalandırma havuzu Fotoğrafı Şekil 1.11 de verilmiştir.
5-Son Çökeltim Havuzları
Son çökeltme havuzlarına, havalandırma havuzlarından su ile birlikte asılı halde gelen aktif çamur uygun bekletme sürelerinde gravite ile çöktürülerek, arıtılmış sudan ayrılır. Çökeltme tanklarının çevresinde tek taraflı savakla toplanan arıtılmış sular cazibe ile deşarj terfi merkezine iletilir.
Çökeltme havuzları hidrolik olarak projelendirildiğinden 2.kademe debisine göre boyutlandırılır ve 1.kademede kaç adet havuzun yeterli olacağı ve devrede olması gerektiği belirtilir (İBA, 2008. Denizciler-Bekbele AAT Projesi).
Şekil 1.12’de değişik tipteki son çökeltim havuzlarına ait çeşitli fotoğraflar görülmektedir. Ayrıca Şekil 1.13’den Şekil 1.15’e kadar çeşitli fotoğraflar verilmiştir.
Şekil 1.12. Son Çökeltim Havuzu Örnekleri
Şekil 1.13. Dairesel Kesitli Son Çökeltim Havuzu Fotoğrafı
Şekil 1.14. Dairesel Kesitli Son Çökeltim Havuzu Fotoğrafı (İnşaatı Bitmiş Görünüşü)
Şekil 1.15. Son Çöktürme Havuzundan Savaklanan Su
6-Çamur Yoğunlaştırma Ünitesi
Çökeltme tankından alınan fazla çamur, koyulaştırılır. Yoğunlaştırıcı her iki kademeye de hizmet edecek kapasitede olmalıdır. Bu nedenle, yoğunlaştırıcı 2.kademe debisine göre boyutlandırılır (İBA, 2009 Şarkışla AAT Projesi).
7-Fazla Çamur Pompa İstasyonu
Fazla çamur, mekanik çamur yoğunlaştırıcıya, geri devir pompa istasyonunun çamur toplama haznesine konulacak bir dalgıç pompa ile basılır.
Tahliyesi ise, çökeltme tankından çamur alımı teleskopik vana kotu yükseltilerek hazneye çamur girişi önlenir. Daha sonra geri devir pompaları ile hazne içindeki suyun boşaltılması sağlanır(İBA, 2009 Şarkışla AAT Projesi).
8-Süzüntü Suları Tahliye Terfi Merkezi
Çamur yoğunlaştırma ünitesi süzüntü suyu, filtre drenaj suyu ve yıkama suyu cazibe ile süzüntü suyu ve drenaj suları terfi merkezinde toplanarak buradan pompajla havalandırma havuzu debi dağıtım yapısına iletilir. Süzüntü suyu terfi merkezi kapasitesi 2.kademe debisi dikkate alınarak projelendirilir (İBA, 2008.
Denizciler-Bekbele AAT Projesi).
9-Çamur Susuzlaştırma Ünitesi
Yoğunlaştırılmış çamur daha sonra filtrelerde susuzlaştırılarak uzaklaştırılır. Filtreler 2.kademe debisine göre boyutlandırılır. Susuzlaştırma işlemini daha verimli hale getirebilmek için polielektrolit dozlaması yapılabilir.
Polielektrolit dozlaması, susuzlaştırma ünitelerinin optimum olarak kullanılmasında yeterli çamur şartlandırılması anahtar faktörüdür (İBA, 2008.
Denizciler-Bekbele AAT Projesi).
10-Anaerobik Çamur Çürütücü
Anaerobik çamur çürütme prosesi çok kademeli bir biyokimyasal süreçtir.
Süreçte üç kademe bulunmaktadır.
1. Kademe: Organik katılar, selüloz, protein ve lipitler, çözünmüş organik yağ asitleri, alkol, karbondioksit ve amonyak haline geçerler. Bu olay hücre dışı enzimlerle olur.
2. Kademe: Birinci kademede oluşan ürünler, asetik asit, propionik asit, hidrojen, karbondioksit ve diğer düşük molekül ağırlıklı organik asitlere dönüşür. Bu olay asit yapan mikroorganizmalar tarafından gerçekleştirilir.
3. Kademe: İki grup metan yapan bakteri vardır. Bir grup hidrojen ve karbondioksiti metana, diğer bir grup ise asetatı metan ve bikarbonata dönüştürür. Bu iki grup bakteri de anaerobiktir. Bu nedenle çamurun stabilizasyonunda kapalı çürütücüler kullanılır.
Başarılı bir çürütme için üretim ile tüm kademelerdeki ara ürünlerin kullanılması arasında denge olması gerekmektedir. Birinci kademede karmaşık organik maddelerin organik yağ asitlerine dönüşmesi yavaştır. Birinci kademede maksimum dönüşüm süresi için uygun bekletme süreleri ve düşük yükleme hızları gereklidir. İkinci kademede organik yağ asitleri ve uçucu asitlerin asetik asite dönüşmesi genellikle hızlı gerçekleşen bir prosesdir. Üçüncü kademede ise metan yapan bakteriler yavaş gelişirler ve çevre şartlarına karşı çok hassastırlar.
Çürütücüde oluşan prosesler aşağıdaki gibi özetlenebilir.
Kompleks Organik Maddeler + Asit Bakterileri → Organik Asitler + Metan Bakterileri → CH4 , CO2
C6H12O6 - Asit Bakterileri → 3CH3COOH (Asetik Asit) 3CH3COOH + 3NH4HCO3 → 3CH3COONH4 + 3H2O + 3CO2
3CH3COONH4 + 3H2O + Metan Bakterileri → 3CH4 + 3NH4HCO3
Eğer yeterli alkalinite yoksa pH düşer ve üçüncü reaksiyon engellenir.
Metan bakterileri çevre şartlarına karşı çok hassastırlar. pH, ağır metal, deterjan,
Anaerobik çürütmede fiziksel ve kimyasal faktörler aşağıdaki gibidir.
Fiziksel Faktörler; Sıcaklık, Hidrolik Bekletme Süresi, Katı Bekletme Süresi, Katı Yüklemesi, Karıştırma, Katı Madde Konsantrasyonu, Çamurun Tipi, Uçucu Katı Yüklemesi, Karıştırma İşlemi.
Kimyasal Faktörler; pH, Alkalinite, Uçucu Asitler, Nütrientler, Zehirli Bileşimler.
Karıştırma işleminde hücrenin atık ürünlerinin dışarı çıkması sağlanır.
(Metan vb.) Ayrıca besin maddesinin ortama homojen dağılımı sağlanır. Karıştırma mekanik, çamur resirkülasyonu veya gaz resirkülasyonu şeklinde yapılmaktadır.
Günde 3 veya 6 defa 1-3 saatlik periyotlarla karıştırmak çürütücüyü aktife etmek için yeterlidir. Tesiste karıştırma işlemi gaz resirkülasyonu ile yapılmaktadır.
Çürütücüden çıkan gaz bir kompresör ile basınçlandırılarak çürütücüye geri verilir.
Sıcaklık
Mikroorganizmaların gelişmesi için ortamdaki sıcaklığın sabit olması gerekmektedir. Anaerobik çürütücüler mezofilik (35±2 oC) veya termofilik (58±2
oC) olabilir. En çok mezofilik bakteriler kullanılır. Minimum işletme sıcaklığı 20
oC'dir.
pH
pH'ın 6-8 arasında olması gerekmektedir. Eğer pH 6'dan küçük olursa iyonize olmayan uçucu asitler metan yapan mikroorganizmalara zehirli etki yaparlar. pH 8'den büyük olursa iyonize olmayan sıvı amonyak metan yapan mikroorganizmalara zehirli etki yapar.
Alkalinite
Uçucu asitlerin nötralize olmasını ve pH'ın düşmesini engellemek amacıyla alkalinitenin 2500-5000 mg/lt civarında olması gerekmektedir.
Nütrientler
Besin maddeleri azot ve fosfordur. Bu maddeler stabilizasyonu gerçekleştiren mikroorganizmaların oluşumunu sağlar. Mikroorganizma gelişimi
yavaş olduğu için nütrient ihtiyacıda düşüktür. Evsel çamurlar genellikle çürütme için yeterli miktarda azot ve fosfor içermektedir.
Anaerobik Çürütücü Tipleri:
ü Konvansiyonel, standart hızlı
ü Yüksek hızlı-tam karışımlı sürekli beslemeli, tek kademe ü İki kademeli proses olarak ayrılmaktadır.
Çürütücülere Çamur Beslenmesi:
Çamur beslenmesinde dikkat edilecek en önemli konu şok yükler yaratmamaktır. Ani yükleme gaz üretiminde, alkalinitede, organizmaların gelişme hızında, toplam uçucu asit konsantrasyonunda ve diğer işletme parametrelerinde dalgalanmalara neden olur. Çürütücülere çamur beslemesi 2 saat aralıklarla yapılabilmektedir.
Yüklemede Dikkat Edilecek Konular:
1) Yükleme sık sık ve küçük miktarlarda yapılmalıdır. Besleme pompaları timer ile kontrol edilmelidir.
2) Çürütücüye yoğun çamur beslenmelidir.
3) İyi bir karışım sağlanmalıdır.
4) Çürütücü yüklemesini sabit bir değerde tutmak gerekmektedir (İSKİ Arşivi, 2009 Çanta İleri Biyolojik AAT Projesi).
11-Biyogaz Depolama Tankı
Çürütücü kubbesinde toplanan basınçlı gaz, sirkülasyon ve ısıtma için ısıtma binasında bulunan gaz kompresörlerine ve blower’lara statik basınçla gelir.
Kompresörler, sirkülasyon için çürütücüden ve basınçlı gaz depolama tankından, (İller Bankası Mekanik Ekipman Şartnamesinde 1.5-3.0 bar arasında) gelen
kubbesinden ayrı bir çıkışla Gaz Depolama Tankı’na gönderilir. Gaz Depolama Tankı’ndan gelen borudan bir branşman ayrılıp tankdaki karışımı sağlamak için gaz kompresörlerine bağlanır. Aynı zamanda bu boru, elektrik üretimi için gaz motorlarıyla bağlantıyı temin eder (İSKİ Arşivi, 2009 Çanta İleri Biyolojik AAT Projesi).
12-Kojenerasyon Sistemi
Çürütücülerden elde edilen biogazın kullanılarak elektrik üretildiği ünitedir.
2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR
Bu konuda Ülkemizde yapılmış az sayıda yüksek lisans ve doktora tez çalışması mevcut ise de; bu çalışmaların bir kısmı güncelliğini yitirmiş oldukça eskiye dayanan, bir kısmı ise eşdeğer nüfus yerine sadece nüfus alınarak yapılan çalışmalardır.
1995 yılında Mustafa Tuna tarafından İTÜ’de doktora tezi olarak yapılan
“Atıksu Arıtma Tesisleri Maliyet İndeksi ve Debi Maliyet İlişkileri” konulu doktora tezinde, Türkiye'de atıksu arıtma tesislerindeki fiyat artışlarını gösteren bir maliyet indeksi bulunmadığını, 1995 yılına kadar atıksu arıtma tesislerini boyutlandıran, maliyetlerini hesaplayan ve birbiriyle mukayese eden bilgisayar programı geliştirilmediğini, ayrıca uzun yıllar istifade edilebilecek debi-maliyet bağıntılarına da ihtiyaç bulunduğunu ifade edilmiştir. Tez kapsamında maliyet bileşenlerinin ağırlıklı artış yüzdeleri belirlenmiş ve indeksin geliştirilme esasları oluşturulmuştur. Buna göre, stabilizasyon havuzları ve uzun havalandırmalı aktif çamur sistemleri için geliştirilen inşaat maliyetleri indeksleri ve bileşenleri ayrı ayrı değerlendirilmiştir. Atıksu artıma proseslerinin Türkiye şartlarında da boyutlandırılacağı, maliyetlerinin hesaplanacağı, ve birbiriyle mukayese edileceği Mukayeseli Tasfiye Programının algoritması verilmiş, programın özellikleri tanıtılmıştır. Türkiye şartlarında nazara alınan 15 çeşit artıma sistemi için debi- toplam proje maliyeti, debi-toplam işletme bakım maliyeti, debi-birim hacimdeki atıksuyun arıtılma maliyeti ve debi-arazi ihtiyacı münasebetleri MT programı ile hesaplanarak grafikler tanzim edilmiş ve her sistem için bu münasebetlerin C=a.Qb tipindeki parametrik denklemleri elde edilmiştir. Tuna (1995), ayrıca mukayese amacıyla hesaplamada sırasıyla 350, 800, 3.000, 6.000, 17.000, 40.000, 67.500, 125.000, 250.000 ve 600.000 m3/gün debilerini kullanarak, bazı sistemler için debi- maliyet eğrileri elde etmiştir. Bunu yaparken Mukayeseli Tasfiye Programı adıyla bir bilgisayar programını kullanmış ve bu programı kullanarak sırasıyla aktif çamur
