ANAEROBİK ARITMA

Anaerobik arıtma, sadece kimyasal ve biyolojik arıtma yöntemleri ile giderilemeyen çok yüksek KOİ – BOİ değerlerine sahip atıksuların arıtımında yüksek arıtma verimi eldesi için tercih edilen önemli bir arıtma prosesidir. 

Anaerobik arıtmanın çalışma prensibini özetlemek gerekirse, organik ve inorganik maddelerin, oksijenin yokluğunda mikroorganizmaların yardımıyla parçalanarak CO2, CH4, H2S ve NH3 gibi nihai ürünlere dönüşmesi olarak açıklanabilir. Ayrıca bilinen klasik arıtma proseslerine göre daha az enerji gerektirmesi ve anaerobik faaliyetler sonucu oluşan metan gazının enerjiye dönüştürülebilir olması, anaerobik arıtma prosesinin tercih edilmesinin en önemli sebeplerindendir.

Atıksu arıtımında son yıllarda uygulamasındaki artışlar sebebiyle anaerobik arıtma teknolojisinin kuvvetli organik madde yüküne sahip tarımsal atık suların, (hayvan çiftlikleri atıksuları gibi) gıda sanayi, (Şeker fabrikaları, nişasta üretimi, bira fabrikaları gibi) çöp depolama alanlarında oluşan sızıntı suları ile evsel karakterli arıtma çamurlarının arıtılmasında yoğun olarak uygulanmaktadır. Bu gibi atık suların kirlilik yükleri çok yüksektir. Bu tür sanayilerde ve faaliyetlerde oluşan atık sular arıtılmadan alıcı ortamlara verildiği zaman yüksek miktarda temiz suyu kirletmektedir.

Tüketimin artması buna paralel olarak da insanların doğrudan temasta olduğu ekosistemi bozması ve yaşamını sürdürebilmesi için kullanması zorunlu olduğu kaynakları kirletmesi sonucunda da insanların zarar görmeye başlaması ve ileride daha çok zarar göreceğinin anlaşılması insanları her türlü israfı minimuma indirmeye, sanayide en az ve en zararsız atık veren proses teknolojisini kullanmaya ve atıklardan madde ve enerji kazanımı sağlayan arıtma teknolojilerini kullanmaya zorlamıştır. Anaerobik şartlarda arıtma da atıklardan enerji geri kazanımını sağlayan ve nihai olarak uzaklaştırılması gerekli atığı en az olan bir biyolojik arıtma teknolojisidir. Anaerobik şartlarda arıtma ile atıksu içindeki organik maddeleri enerji amacı ile kullanılabilir biyogaza dönüştürmek mümkündür. Böylece hem atık suyun kirlilik yükünü düşürmek mümkün hem de biyogaz üretmek mümkündür.

Çevre dostu bir arıtma teknolojisinden beklentileri şu şekilde sıralayabiliriz:

• Nihai atık miktarını azami ölçüde azaltmalıdır.
• Arıtma verimi yüksek olmalıdır.
• Yatırım, enerji ve isletme maliyetleri düşük olmalıdır.
• İşletme ve bakımları kolay olmalıdır.
• Atık maddelerin yeniden kullanılmasına ve geri kazanılmasına imkan vermelidir.

ANAEROBİK ARITMA

Anaerobik arıtma, kısaca, organik ve inorganik maddelerin, oksijenin yokluğunda mikroorganizmaların yardımıyla parçalanarak CO2, CH4, H2S ve NH3 gibi nihai ürünlere dönüşmesi olarak açıklanabilir. Anaerobik arıtma ilk olarak sadece çamurların çürütülmesi amacıyla kullanılmaya başlanmış, ancak atıksularda aerobik arıtmaya kıyasla avantajlarının keşfedilmesinden sonra bu alanda da yaygın bir şekilde kullanılmaya başlanmıştır. Özellikle enerji maliyetlerinin önemli bir problem olduğu günümüzde, aerobik arıtmaya nazaran daha az enerji gerektirmesi ve hatta proses sonucu ortaya çıkan metanın enerjiye dönüştürülebilmesi anaerobik arıtmanın daha da yaygın bir şekilde kullanılmasına neden olmuştur.

Anaerobik arıtma sistemleri biyolojik ve fizikokimyasal arıtmalarda oluşan arıtma çamurlarının stabilizasyonunda uygulandığı gibi endüstriyel ve evsel nitelikli, askıda katı madde içeren veya içermeyen sıvı atıkların arıtımında da kullanılmaktadır. Atıksu içerisindeki organik maddelerin anaerobik ortamda ayrışması en basit haliyle iki temel aşamada gerçekleşmektedir. İlk aşamada (hidroliz ve asit fermentasyonu), organik maddelerin asit bakterileri tarafından organik asitlere, alkollere ve CO2’ye dönüşümü gerçekleşmektedir. İkinci aşama (metan oluşumu) ise asit bakterilerinin parçalama reaksiyonları sonucunda oluşan ürünlerin, metanojenler tarafından metan, CO2 ve suya dönüştürülmesini içermektedir. Bu prosesler sonucu oluşan metan gazının kalori değeri yüksektir ve enerji kaynağı olarak kullanılabilmektedir. Anaerobik arıtma esnasında yağlar, proteinler, karbonhidratlar, aminoasitler ve organik asitler gibi kompleks veya monomer yapıda olan çeşitli organik maddeler parçalanabilmektedir. Bu farklı reaksiyonlar sonucunda oluşacak metan miktarları da farklılık göstermektedir. Örneğin; yağların ayrışması sonucunda yüksek metan yüzdesine sahip biyogaz elde edilebilirken, protein ve karbonhidratların parçalanmasında daha az miktarda biyogaz ve metan yüzdesi elde edilmektedir.

Anaerobik arıtmanın aerobik arıtmaya göre belli bazı avantaj ve dezavantajları mevcuttur. Atıksuyun tipine veya arıtılmış suda istenen çıkış parametrelerine ve maliyetlere göre iki arıtma tipi arasında seçim yapılabilir.

Atıksu arıtma sistemi seçiminde göz önüne alınacak hususlar:

• Sistemin BOİ, AKM ve nütrient giderme verimleri yeterli olmalıdır.
• Koku problemi olmamalıdır.
• İşlem sonucunda oluşan çamur miktarı az ve bertarafı ekonomik olmalıdır.
• İşletme emniyeti yüksek olmalı, hakkında yeterli bilgi ve tecrübe birikimi bulunmalıdır.
• Madde ve/veya enerji geri kazanımına imkan vermelidir.
• Alan ihtiyacı az olmalıdır.
• Proses debi ve kirlilik yüklerindeki değişimleri kolay tolare edebilmelidir.
• Sistem enerji kesilmesinden, sok yüklerden, kesikli besleme ve toksik maddelerden az etkilenmelidir.

Anaerobik Arıtma Sistemlerinin Üstünlükleri:

Anaerobik prosesler, ilk uygulamalarda ön arıtma ünitelerinden veya biyolojik arıtma proseslerinden oluşan, yüksek miktarda su (%95) ve organik madde ihtiva eden çamurların arıtılmasında kullanılmıştır. Bu proseslerde çamurun çürütülmesiyle stabilizasyon sağlanarak çamur hacminde azalma ve patojen mikroorganizmaların giderilmesi sağlanabilmektedir. Yüksek organik madde (BOİ5>1000-1500 mg/L) ve düşük katı madde içeren konsantre atıksuların arıtılmasında aerobik proseslerin uygulanmasının pahalı oluşu anaerobik proseslerin gelişmesine neden olmuştur. Anaerobik arıtma teknolojisinin faydaları ana başlıklarla aşağıda verilmektedir.

Anaerobik arıtmanın olumlu özellikleri:

• Proses stabilitesinin sağlanabilmesi
• Biyokütle atığının bertaraf maliyetinin düşüklüğü
• Besi maddesi sağlama maliyetinin düşüklüğü
• İnşa alanı gereksiniminin azlığı
• Enerjinin korunması ile ekolojik ve ekonomik fayda sağlaması
• İşletme kontrolü gereksiniminin minimize edilmiş olması
• Oluşan gazın hava kirliliği açısından kontrol edilebilir olması
• Köpük probleminin olmaması
• Havasız şartlarda biyolojik olarak parçalanamayan maddelerin parçalanabilmesi
• Atıksudaki mevsimsel değişikliklerde arıtmanın stabilitesinin sağlanabilmesi.

Anaerobik ile aerobik biyoteknolojiler karşılaştırıldığında anaerobik arıtmanın birçok üstün yönü olduğu görülmektedir. İlk olarak, anaerobik proseslerde biyolojik büyüme hızı aerobik sistemlere göre daha azdır. Anaerobik proseslerde organik maddenin sadece %5-15’i biyokütleye dönüşmektedir. Bu durum, arıtma sonrasında biyolojik çamur bertarafının aerobik sistemlere göre daha kolay ve düşük maliyetli olacağını göstermektedir.

Biyolojik proseslerde biyokütle sentezi için ortamda fosfor ve azot gibi temel besi maddeleri mutlaka bulunmalıdır. Endüstriyel atıksular her zaman bu maddeleri yeterli oranda ihtiva etmediklerinden biyolojik arıtma öncesi besi maddesi ilavesi gerekmektedir. Ancak anaerobik sistemlerde biyolojik büyüme hızının düşük olmasına bağlı olarak ilave besi maddesi ihtiyacı da daha az olmaktadır.

Anaerobik arıtma esnasında metan gazının oluşması sistemin diğer bir üstünlüğüdür. Metan elektrik veya ısı enerjisi üretimi için kullanılabilir enerji kaynağıdır ve enerji değeri standart şartlarda (0 derece, 760 mmHg basıncı) 35,8 kj/L’dir. Havalı sistemlerin işletilmesi esnasındaki yüksek enerji ihtiyacına karşın, anaerobik sistemlerde hem enerji sarfiyatı daha az olmakta, hem de sistem kullanılabilir enerji kaynağı üretmektedir.

Anaerobik sistemler çok yüksek organik yüklemelerde çalıştırılabilmektedir. Buna karşın, havalı sistemlerde oksijen transferi sınırlı olduğundan yüksek organik yükler uygulanamamaktadır. Bu durumda, KOİ değeri 5000 mg/lt’den büyük olan atıksuların arıtılmasında anaerobik sistemlerin kullanılması daha verimli arıtma sağlamaktadır.

DUO Çevre olarak, anaerobik arıtma tesislerinin tasarımı yapılırken mümkün oldukça az yer işgal etmeye ve kompakt tesisler kurmaya özen göstermekteyiz.