1hafta-atksularinaritilmasi
advertisement
WASTEWATER TREATMENT PLANT DESIGN ATIKSU ARITMA TEKNOLOJİLERİ Doç. Dr. Güçlü İNSEL İTÜ Çevre Mühendisliği Bölümü Arıtma Hedefleri 1900’lerden 1970’lerin başına kadar • Yüzücü ve askıda maddelerin giderilmesi • Ayrışabilir organik madde arıtılması • Patojen organizmaların giderimi 1970’lerin başından 1980’e • Estetik ve çevre sağlığı kaygıları • Besi maddesi (N,P) giderimine başlama • Arıtma verimlerinin iyileştirilmesi ve atıksu arıtmanın yaygınlaşması 1980’den itibaren • Toksik (zehirli) bileşiklerin giderimi SKKY Evsel Atıksu Arıtma Deşarj Standartları Parametre, Konsant. BOİ5 mg/L AKM mg/L KOİ mg/l pH birim a 2 saatlik Kompozit 40- 50a 25-30a 90-110 a 6~9 24 saatlik Kompozit 35-45a 40-60a 120- 160a 6~9 Nüfus arttıkça azalır Jae K. (Jim) Park Page 1 You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com) WASTEWATER TREATMENT PLANT DESIGN AB DEŞARJ STANDARTLARI (*)Ötrofikasyona tabi hassas alanlara kentsel atık su arıtma tesislerinden boşaltmalar için şartlar. Yerel şartlara bağlı olarak parametrelerin biri yada ikisi birden uygulanabilir. Konsantrasyon değerleri yada azalma yüzdeleri uygulanacaktır. Parametreler Konsantrasyon Minimum arıtma verimi, % BOİ5 25 mg/l 70-90 KOİ 125 mg/l 75 AKM 35 mg/l 90 Toplam Azot (*) 15 mg/l (N=10000-100000) 10 mg/l (N>100 000 ) 70-80 Toplam Fosfor(*) 2 mg/l (N=10000-100000 ) 1 mg/l (N>100 000 ) 80 Su Kalite Parametreleri Organik madde Toksik bileşikler Yağ ve gres İnorganic maddeler Bioassay • Biokimyasal oksijen ihtiyacı (BOİ5) • Kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ) • Toplam organik karbon (TOK) • pH, klorürler, alkalinite, azot (TKN, amonyum, nitrat ve nitrit), fosfor ve sülfür Ham evsel atıksu için tipik konsantrasyonlar Konsantrasyon Zayıf Toplam katı madde(TKM), mg/L 350 Toplam çözünmüş madde (TÇM), mg/L 250 Toplam askıda madde (TAM), mg/L 100 Çökebilen madde, mg/L 5 BOİ5, mg/L 110 TOK, mg/L 80 KOİ, mg/L 250 Azot (Top N), mg/L 20 Organik, mg/L 8 Amonyum, mg/L 12 Nitrit + nitrat, mg/L 0 Fosfor (Top P), mg/L 4 Organik, mg/L 1 İnorganik, mg/L 3 Klorür, mg/L 30 Sülfat, mg/L 20 Alkalinite, mg/L as CaCO3 50 Yağ ve gres, mg/L 50 6 Toplam koliform, no/100 mL 10 ~107 Jae K. (Jim) Park Orta 720 500 200 10 220 160 500 40 14 25 0 8 3 5 50 30 100 100 7 10 ~108 Kuvvetli 1200 850 350 20 400 290 1000 85 35 50 0 15 5 10 100 50 200 150 7 10 ~10 9 Page 2 You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com) WASTEWATER TREATMENT PLANT DESIGN Atıksu Arıtma İşlemleri Askıda Katı Maddeler • Çöktürme • Izgaradan geçirme veya öğütme • Süzme • Yüzdürme • Kimyasal madde ilavesiyle yumaklaştırma-çöktürme • Doğal sistemler (sulakalan, arazide arıtma) Uçucu organikler • Hava ile sıyırma • Gaz arıtma • Karbon adsorpsiyonu Atıksu Arıtma İşlemleri (devam) Ayrışabilir Organik Maddeler • Aktif Çamur Sistemleri • Damlatmalı Filtreler • Biyodiskler • Stabilizasyon havuzları • Havalandırmalı Havuzlar • Anaerobik arıtma • Doğal sistemler (Arazide arıtma) • Fizikokimyasal arıtma Atıksu Arıtma İşlemleri (devam) Patojenler • Klorlama • Ozonlama • UV radyasyonu • Doğal sistemler Jae K. (Jim) Park Page 3 You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com) WASTEWATER TREATMENT PLANT DESIGN Atıksu Arıtma İşlemleri (devam) Azot – nutrient • Askıda çoğalan sistemlerde nitrifikasyondenitrifikasyon • Amonyak sıyırma • İyon değiştirme • Kırılma noktası klorlaması • Doğal arıtma Atıksu Arıtma İşlemleri (devam) Fosfor – nutrient • Metal tuzlarıyla çöktürme • Kireçle çöktürme • Biyolojik fosfor giderimi • Biyolojik-kimyasal fosfor giderimi • Doğal sistemler Atıksu Arıtma İşlemleri (devam) Kalıcı organikler • • • Karbon adsorpsiyonu İleri ozonlama Doğal sistemler Ağır metaller • • • Kimyasal çöktürme İyon değişimi Doğal sistemler Çözünmüş organik maddeler • • • İyon değişimi Ters osmoz Elektrodiyaliz Jae K. (Jim) Park Page 4 You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com) WASTEWATER TREATMENT PLANT DESIGN Arıtma Seviyeleri İlk arıtma Arıtma tesisine zarar verebilen iri madde, kum, yüzücü madde gibi maddelerin tutulduğu ızgara, kum tutucu gibi birimler ile dengeleme havuzu, debi ölçümü gibi ek birimlerin oluşturduğu kısım Birincil arıtma Askıda madde ve organik maddelerin bir kısmının giderildiği, genellikle ön çöktürme havuzundan meydana gelen kısım Gelişmiş Birincil arıtma Askıda ve organik maddelerin daha ileri seviyede giderilmesi. Kimyasal medde ilave çöktürme veya filtrasyon ile sağlanır. Arıtma Seviyeleri İkincil arıtma Ayrışabilir, karbon esaslı organik maddelerin ve askıda maddelerin giderildiği arıtma kademesi. Genellikle biyolojik arıtma (aktif çamur, biyofilm sistemleri, lagün sistemleri, doğal arıtma…) prosesleri kullanılır. Dezenfeksiyon, ikincil arıtmanın bir parçası olarak kabul edilir. Besi maddesi (nutrient) gideren ikincil arıtma Ayrışabilir organik madde ve askıda maddenin yanısıra besi maddelerinin de (azot ve fosfor)giderildiğiarıtma seviyesi Arıtma Seviyeleri Üçüncül arıtma İkincil arıtma ile giderilemeyen askıda ve organik maddelerin daha ileri seviyede giderilmesi. Mikroelek veya filtrasyon ile sağlanır. Dezenfeksiyon ve besi maddesi giderimi de çoğunlukla üçüncül arıtma olarak tanımlanır. İleri arıtma Normal biyolojik arıtma ile giderilemeyen askıda ve organik maddelerin, suyun geri kazanılması maksadıyla daha ileri seviyede giderilmesi. Jae K. (Jim) Park Page 5 You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com) WASTEWATER TREATMENT PLANT DESIGN Proses Seçimi Teorik bilgi ve uygulama tecrübesi Proses analizi Mevcut tesisin genişletilmesi/iyileştirilmesi • Proses akış diyagramının geliştirilmesi • Proses tasarım kriterlerinin elde edilmesi ve arıtma birimlerinin boyutlandırılması • Kütle dengesinin hazırlanması • Hidrolik profil hazırlanması • Yerleşim planı • Mevcut tesis ile uyum • Yeni işletme yöntemleri ve yeni birimlerin bakım onarımı için eğitim gerekir. Proses seçimini etkileyen faktörler Prosesin uygulanabilirliği Uygulanabilir debi aralığı Uygulanabilir debi değişimi Atıksu özellikleri İnhibe edici ve dirençli bileşikler İklimsel kısıtlamalar Reaksiyon kinetiği ve reaktör seçimi Performans Arıtma çamurları ve diğer kalıntılar Çamur arıtma Çevresel tahditler Kimyasal ihtiyacı Enerji ihtiyacı Personel ihtiyacı İşletme ve bakım ihtiyacı Denenmiş prosesler Güvenilirlik Karmaşıklık Uyumluluk Arazi ihtiyacı Aktif Çamur Prosesi Jae K. (Jim) Park Page 6 You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com) WASTEWATER TREATMENT PLANT DESIGN Sistem Seçimi ve Tasarım Maliyet – İlk yatırım ve yıllık işletme-bakım maliyeti • Kavramsal tasarım için maliyet mertebesi tahmini • Bütçe tahmini (avan proje safhasında) • Uygulama projesinden çıkarılan metraja dayalı maliyet hesabı Çevresel etkiler – ÇED Ekipman temini Personel ihtiyacı (yetişmiş işletme elemanı Enerji ve diğer kaynaklar ihtiyacı Proje Yönetimi Planlama (fizibilite) • Problemin tanımı (arıtma ihtiyacının belirlenmesi): Hangi seviyede arıtma gerekiyor? • Alıcı ortam özellikleri • Atıksu özellikleri • Deşarj standartları • Ekonomik ve teknolojik imkanlar • Proje süresi (genellikle > 20 yıl) ve kapasite (nüfus) • Alternatif arıtma sistemlerinin tanımıve analizi • Sistem seçimi (sistem diyagramının belirlenmesi) • Uygulama planı: Finansal düzenlemeler (finans yöntemi, uygulayıcı kuruluşun mali durumu, imkan ve araçları, geri ödeme süresi, faiz oranı, arıtma tesissinin su ve atıksu ücretlerine yansıması) ve uygulama takvimi Proje Yönetimi Tasarım: Kavramsal, avan ve uygulama projeleri (tasarım kriterlerinin geliştirilmesi için saha çalışmaları dahil) Proje kontrolu ve onayı: Projenin uzmanlar tarafından detaylı incelenmesi (proje süresinin 1/32/3 ü) İnşaat: Projenin mevcut tesislere kolayca uygulanabilmesi, açık ve anlaşılır olması, kaliteli malzeme kullanılması ve malzemenin iyi tanımlanması Devreye alma ve işletme: İşletme ve bakım kılavuzu hazırlanması Jae K. (Jim) Park Page 7 You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com) WASTEWATER TREATMENT PLANT DESIGN Tipik proje süreleri Tesis Proje süresi, yıl Kanalizasyon Terfi merkezleri Yapılar Pompa ve ekipman Arıtma tesisleri Arıtma yapıları Ekipman Boru ve kanallar 20~40 20~40 10~25 20~40 10~20 20~40 Arıtma tesisi planı PARİS AAT Jae K. (Jim) Park Page 8 You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com) WASTEWATER TREATMENT PLANT DESIGN KAYSERİ PAŞAKÖY Jae K. (Jim) Park Page 9 You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com) WASTEWATER TREATMENT PLANT DESIGN Jae K. (Jim) Park Page 10 You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com) WASTEWATER TREATMENT PLANT DESIGN Hidrolik Profil Debi ve kirlilik yükü değişimin tasarıma etkisi Anma kapasitesi – yıllık ortalama günlük debi Pik hidrolik debi – arıtma birimlerinin ve bağlantı elemanlarının boyutlarının kontrolu Pik proses yükleme hızları - arıtma birimlerinin ve destek sistemlerinin boyutlarının kontrolu Amaç – En geniş aralıktaki debi ve yük değişimlerine uyum sağlayan ve gerekli arıtma performansını gösterebilen bir arıtma sistemi tasarlanması Jae K. (Jim) Park Page 11 You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com) WASTEWATER TREATMENT PLANT DESIGN Boyutlandırmada kullanılan tipik debiler Debi Faktörü Saatlik pik Maks. günlük >1-günlük maks. Maks. haftalık Maks aylık Min. saatlik Min. günlük Min. Aylık Uygulama alanı Pompalar ve kanallar (borular), ızgara, kum tutucu, çöktürme havuzları, filtreler, klor temas havuzu Çamur pompaları Izgara atıkları ve kum için depolama ihtiyacı Kayıt ve raporlama Kayıt ve raporlama, kimyasal madde depolama tesisi Pompaların durdurulma süresi, debi ölçerlerin en düşük ölçme aralığının tayini Giriş kanallarında katı madde çökelmesi kontrolu Düşük akım dönemlerinde devrede tutulacak birim ayısı Boyutlandırmada kullanılan tipik yükler Yük faktörü Maks. günlük > 1-gün max. Uygulama Biyolojik proses üniteleri Çamur yoğunlaştırma ve susuzlaştırma sistemleri Süreli pik Çamur arıtma birimleri Maks. aylık Çamur depolama tesisi Min. günlükDamlatmalı filtre geri devir oranı 3. Atıksu Miktarı: Debi (Flowrates) Qpeak Qmax Qort Metcalf & Eddy, 36 2003 Jae K. (Jim) Park Page 12 You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com) WASTEWATER TREATMENT PLANT DESIGN Debiler (İstatistiksel Değerlendirme) Qmax Qort %85 undercut (ATV131, 2000) Henze et al., 1995 37 Endüstriyel Atıksular... Jae K. (Jim) Park Page 13 You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
