Atıksu Arıtımı Ve Geri Kazanımında Membran Bioreaktörleri

Son yıllarda polimer ve dolayısıyla membran teknolojisindeki çok hızlı gelişmeler ve üretim maliyetinin azaltılması sebebiyle gerek içme suyu gerekse de atıksu arıtma alanlarında membran prosesleri (özellikle mikrofiltrasyon ve ultrafiltrasyon) konvansiyonel sistemlerle maliyet açısından rekabet edebilir hale gelmiş ve geniş çapta uygulanmaya başlanmıştır. Dolayısıyla, atıksu arıtmada uygulanan MBR lar da gelişmiş ve gelişmekte olan ülkelerde (örneğin ABD, Fransa, Singapur, Almanya, Çin, Brezilya, vs) son on yılda artan bir hızla arıtma tesislerinde devreye alınmıştır. Önümüzdeki yıllarda birçok konvansiyonel atıksu arıtma tesislerinin teknolojilerini MBR’lara dönüştüreceği ve özellikle de son çökeltim havuzlarının ortadan kalkacağı ABD ve Avrupa’daki uzmanlar tarafından tahmin edilmektedir.

 

MBR’lar, membran ekipmanı sayesinde arıtılmış su ve biyokütlenin fiziksel olarak filtrasyon ile ayrıldığı süspansiyon büyüme modundaki biyokimyasal oksidasyon (aktif çamur gibi) prosesidir. Konvansiyonel aktif çamur prosesinde iki ayrı tankta gerçekleşen biyokimyasal oksidasyon (havalandırma tankında) ve su/biyokütle ayrımı (sedimantasyon ile çökeltim tankında), MBR’larda tek tankta gerçekleşmektedir. Bu tank içinde havalandırma suretiyle aktif çamur oluşturulmakta ve de tankın içinde suda gömülü olan membran kasetlerindeki fiberlerin çok küçük gözeneklerinden vakum uygulanarak arıtılmış su çekilmekte ve biyooksidasyon ile karbon giderimini yapan biyokütle tank içerisinde kalmaktadır.

 

Genellikle mikrofiltrasyon (yaklaşık 0.2 µm gözenek büyüklüğü) ya da ultrafiltrasyon (yaklaşık 0.01µìm gözenek büyüklüğü) membran üniteleri MBR’larda kullanılmaktadır. Arıtma sırasında zamanla fiberler üzerinde oluşan kek/kirlenme tabakası (foulant layer) bu gözenekleri daha da küçültmekte ve su/biyokütle ayrımını, askıda katı madde ve mikroorganizma giderme verimini artırmaktadır.

Atıksudaki membranları tıkayabilecek büyük çaplı materyalleri (bez, plastik, kağıt parçaları gibi) ayırmak için mekanik ızgaradan (1-<st1:metricconverter w:st=”on” productid=”2 mm”>2 mm</st1:metricconverter> çaplı) geçen atıksu direk olarak ön çökeltime gerek olmadan MBR tankına girmektedir. Ancak giriş askıda katı madde içeriği nispeten fazla olan atıksularda MBR ünitesinden önce ön çökeltim de uygulanabilmektedir. Daha küçük çaplı (0.1-<st1:metricconverter w:st=”on” productid=”1 mm”>1 mm</st1:metricconverter>) ve daha yüksek tutma kapasitesi olan döner tambur ızgaralar genellikle MBR sistemlerinde konvansiyonel ızgaralara tercih edilmektedir. MBR tankının giriş bölümü kapalı ve havalandırmasız yapılarak anoksik şartlar sağlanıp denitrifikasyon uygulanabilir. Bunun için havalandırma tankında nitrifikasyon ile oluşan nitrat biyokütle geri döngüsü ile anoksik tanka geri pompalanır. Böylece isteğe bağlı olarak organik karbon gideriminin yanında amonyak-azotu giderimi de sağlanır. Eğer fosfor giderimi de amaçlanıyorsa tankın ilk giriş kısmına bir anaerobik bölüm eklenip fosfor da biyolojik olarak atıksudan giderilebilir. Dolayısıyla MBR prosesi biyolojik nutrient giderimi için de uygundur. Bazı sentetik toksik organik maddelerin, fosforun (kimyasal olarak giderim için) veya ağır metallerin (her ne kadar evsel atıksularda genellikle sorun olmasa da) giderimi istenirse opsiyonel olarak koagülasyon/flokülasyon işlemi için bazı metalik koagülantlar suya eklenebilir.

 

Tüm bu özellikler MBR’ları çok esnek bir arıtma prosesi haline getirir. Vakum ile membran fiber gözeneklerinden çekilen arıtılmış su konvansiyonel sistemlere göre çok daha yüksek kalitededir. Oluşan atık çamur diğer konvansiyonel sistemlerde olduğu gibi nihai bertaraf için proses edilir, ve gübre olarak tarım, rekreasyon arazilerinde kullanılabilir.

MBR’lar kompak sistemler olduğu için konvansiyonel sistemlere göre çok daha az arazi gereksinimi vardır. Dahili sistem MBR’larda tüm arıtma aşamaları (havalandırma, sıvı/biyokütle ayrımı ve fiziksel dezenfeksiyon) tek bir tankta gerçekleşir. MBR’ların belki de en heyecan verici özelliği halihazır işletimde olan konvansiyonel aktif çamur sistemlerinin kolaylıkla MBR sistemlerine dönüştürülebilmesidir. Halihazır havalandırma tankına batık membranlar yerleştirerek bu işlem gerçekleştirilir.

 

MBR’ların Konvansiyonel Sistemlere Göre Avantajları

MBR’larda biyolojik askıda katı madde (mixed liquor suspended solids, MLSS) konsantrasyonları 12,000-15,000 mg/L değerlerine kadar ulaştırılabildiği için (konvansiyonel aktif çamurda MLSS yaklaşık 2,000-4,000 mg/L) arıtma için gerekli hidrolik bekleme süresi (HRT) konvansiyonel sistemlere göre azdır. Havalandırma havuzlarının hacim dizaynında HRT temel parametre olduğu için düşük HRT gereksinimi gerekli havuz hacmini düşürüp, ilk yatırım maliyetini azaltıp, işletme kolaylığı da sağlar. Buna ek olarak arazi gereksinimi de azalır. Yine konvansiyonel aktif çamur sistemlerine göre MBR’larda son çökeltme tankına ihtiyaç olmadığı için bu da ilk yatırım ve işletme maliyetini azaltıcı bir etmendir.

MBR’larda yüksek MLSS konsantrasyonlarından dolayı fazla çamur yaşı (SRT) ile işletim yapılabilir. Yirmi günden fazla SRT ile çalışıldığında çeşitli avantajlar ortaya çıkar. Bunlardan birincisi artırılmış iç solunumdan dolayı oluşan yeni biyokütle azalır ve bertaraf edilmesi gereken atık biyokütle miktarının azalması maliyeti düşürür. İkinci olarak, yüksek SRT değerlerinde nitrifikasyon daha verimli gerçekleşir, ve nitrifikasyonun çeşitli ortam şartlarından olumsuz etkilenme şansı azalır. Üçüncü avantaj sentetik toksik organik maddelerin biyolojik ayrışmasını sağlayan özel mikroorganizmaların yüksek SRT değerlerinde daha etkin çalışmalarıdır. Yine yüksek MLSS konsantrasyonlarında çalışıldığında sisteme fazla organik yükleme de yapılabilir. Bu yüksek biyokütle konsantrasyonu aynı zamanda şok toksik yüklemelere karşı da daha dayanıklıdır.

MBR’ların en önemli avantajlarından birisi biyokütle/su ayrımı biyokütlenin çökelebilme özelliğinden bağımsızdır. Bunun nedeni bu ayrım prosesinin çökeltim prensibi ile değil fiziksel filtrasyon ile yapılmasıdır. Dolayısıyla, konvansiyonel sistemlerin son çökeltme havuzu işletiminde çok problem arz eden çökelemeyen biyokütle (filamentli flokların veya Nocardia türü mikroorganizmaların oluşmasından dolayı) durumu MBR’larda yoktur. Aynı zamanda, MBR’larda mikrofiltrasyon veya ultrafiltrasyon ile çok küçük gözeneklerle ayrım yapıldığı için biyokütlenin tamamı tutulur. Buna bağlı olarak deşarj standartlarından birisi olan toplam askıda katı madde (TSS) MBR’larda genelde çok düşük olur (yaklaşık 1-3 mg/L). İyi işletilen konvansiyonel sistemlerde ise bu rakam 10-30 mg/L arasıdır. Filtrasyon sonucu bulanıklık da MBR’larda düşük değerlere düşer (<0.5 NTU) ve çıkış suyu çok berrak bir görünüm alır. Bu kaliteli su üretiminden dolayı özellikle ABD’de bu proses ile arıtılan atıksular geri kazanılmakta ve sulamada (tarımsal, rekreasyon, inşaat alanları, vs), endüstriyel ve diğer alanlarda (proses suları, yangın söndürme, tuvalet pisuarları, vs) kullanılmaktadır. Böylece, hem içme suyu kaynakları az kullanılıp korunmuş, hem de arıtılmış atıksular değerlendirilmiş olur.

MBR’larda işletim sırasında SRT konvansiyonel sistemlere göre çok daha rahat kontrol edilir.

Çünkü son çökeltim tanklarında biyokütlenin bazı durumlarda iyi çökelmemesinden dolayı savaklardan TSS kaçma durumu MBR’da yoktur. MBR’da biyokütlenin sistemden tek çıkma noktası nihai bertaraf için atılan atık çamurdur.

MBR’larda fiziksel biyokütle ayrımı yanında aynı zamanda da çok kaliteli bir fiziksel dezenfeksiyon sağlanmış olur. ABD’de gerek pilot gerekse de gerçek tesislerde MBR’ların yaklaşık tüm protozoaları giderdiği, 5-6 log (logaritmik, ya da %99.999-%99.9999) bakteri, ve 1-2 log virüs giderimi sağladığı gözlenmiştir. Klorla dezenfeksiyona dayanıklı olan patojenik protozoalardan Cryptosporidium ve Giardia da MBR’da rahatlıkla tutulur. Bu rakamlar yaklaşık membrandaki 0.1 µm gözenek büyüklüğü dikkate alındığında beklenen rakamlardır. Bu bağlamda düşük bulanıklık yanında çok düşük patojen içerikli arıtılmış su rahatlıkla zirai sulama amaçlı kullanılabilir. Konvansiyonel sistemlere göre MBR’la arıtılmış atıksu çevre sağlığı ve mikrobiyal içerik yönünden çok daha güvenlidir. ABD’deki standartlara göre MBR’la arıtılmış atıksular son bir dezenfeksiyon yapmak koşuluyla (geri kalan virüsleri bertaraf etmek ve sonradan oluşabilecek mikrobiyal büyümeyi engellemek için) direk tarımsal sulamada kullanılabilir. Bu standartlar değişik tarım ürünleri ve kullanım alanları için farklı olarak hazırlanmıştır.

 

2.4 MBR’ların Genel Dezavantajları

MBR’da arıtma prosesi tek bir havuzda gerçekleştiği için sistem mekanik ve kontrol açıdan

konvansiyonel sistemlere göre daha kompleksdir. Ancak %100 otomasyon sayesinde işletim

kolaylaşır.

İşletim sırasında zamanla membran gözenekleri tıkanır ve arıtılmış su akışı  azalır, bunu engellemek için belirli aralıklarda basınçlı hava/su ve kimyasallarla (sitrik asit ve sodyum hipoklorür) gözenekler temizlenir. Tüm bu temizlik işlemi otomatik yapılır. Ancak bu kimyasallar için az hacimlerde de olsa biriktirme amacıyla depolama tankları gerekir. Membranların tıkanması ve temizleme metodları ileride ayrı bir kısımda tartışılmıştır.

MBR’larda Çıkış Suyu Kalitesi

Evsel atıksular için tipik MBR çıkış suyu kaliteleri konvansiyonel biyolojik arıtım sistemlerinden çok daha üstündür. Elde edilen bulanıklık değerlerinin 0.5 NTU’dan düşük olduğu düşünüldüğünde üretilen suyun ne kadar berrrak olduğu tasavvur edilebilir. Yine konvansiyonel sistemlerde 30-50 mg/L’den az elde edilemeyen BOI ve TSS, MBR çıkış sularında 2.0 mg/L’den düşüktür. Bu da üretilen suyun organik stabilite ve partiküller açýsýndan ne kadar kaliteli olduğunu gösterir. Önceden bahsedildiği gibi MBR’larda fiziksel biyokütle ayrımı yanında aynı zamanda da çok kaliteli bir fiziksel dezenfeksiyon sağlanmış olur. ABD’de gerek pilot gerekse de gerçek tesislerde MBR’ların yaklaşık tüm protozoaları giderdiği, 5-6 log (logaritmik, ya da %99.999-%99.9999) bakteri, ve 1-2 log virüs giderimi sağladığı gözlenmiştir. Klorla dezenfeksiyona dayanıklı olan patojenik protozoalardan Cryptosporidium ve Giardia da MBR’da rahatlıkla tutulur. Bu rakamlar yaklaşık membrandaki 0.1 µm gözenek büyüklüğü dikkate alındığında beklenen rakamlardır.

 

MBR ve Konvansiyonel Sistemlerde İşletim Parametrelerinin Karşılaştırılması

MBR’lar diğer sistemlerle etkili bir şekilde rekabet edebilmektedir. MBR’larda organik yükleme hızları genellikle damlatmalı filtrelerden, kademeli kesikli ve konvansiyonel aktif çamurdan düşük HRT’lerden dolayı daha fazladır. Diğer yandan MBR’larda organik yükleme hızları biyolojik havalandırmalı filtrelerden, tam karışımlı ve yüksek hızlı havalandırmalı aktif çamur proseslerinden daha azdır.

MBR’lar yüksek SRT değerlerine ulaşabildiklerinden çamur üretimleri konvansiyonel aktif çamura göre ciddi derecede azdır. Çamur işleme ve bertarafı toplam arıtma işletim maliyetinin önemli bir kısmını oluşturduğu için bu yönden az çamur üretimi MBR’lar açısından avantajdır.

 

Membran Kirlenmesi / Tıkanması

MBR’larda membranların işletim sırasında tıkanması MBR’ların hem kentsel hem de endüstriyel atıksu arıtımında daha yaygın uygulanmalarındaki en önemli engellerden biri olarak karşımıza çıkmaktadır. Membranlardaki tıkanma membran permeabilitesini sınırlandırır. Diğer bir deyimle, birim transmembran basıncına karşılık membrandan geçen akının, dolayısıyla da, birim membran alanı başına sistem arıtılmış temiz su üretiminin azalmasına neden olur. Partiküler madde veya mikrobiyal giderim için tasarlanmış membranlarda tıkanma materyallerin membran yüzeyinde veya membrane porlarında birikimi sonucu oluşur. Azalmış permeyt akısının mekanik veya kimyasal yöntemlerle tekrar artırılabildiği türdeki tıkanmalar ‘geri dönüşümlü’ tıkanmalar olarak adlandırılır. Öte yandan, ‘geri dönüşümsüz’ tıkanmalarda ise azalan permeyt akısı tekrar orjinal miktarlara yükseltilemez.

MBR’lardaki membran tıkanmaları fiziksel, inorganik, organik, veya biyolojik kökenli olabilir. Fiziksel tıkanma membran gözeneklerinin kolloidal taneciklerle tıkanması ile ilgilidir. Böylece  membran yüzeyinin belli bir kısmı kaplanıp etkisiz hale gelir. İnorganik ve organik tıkanma ise genellikle sırasıyla tortu oluşturuculara ve makromoleküllere bağlıdır.

 

Membranların Temizliği

MBR sistemi üretici ve tasarımcıları rutin membran bakımını ve tıkanmayı önleyici ve kontrol edici metodları tasarımda dikkate almak zorundadırlar. Batık MBR’larda tıkanmayı önleyici birçok metod kullanılır. Bazı sistemlerde membranlar otomatik düzende, üretilen süzüntü kullanılarak, her 10-15 dakikada bir, düzenli olarak geri yıkanırlar. Bu işlemle tıkanan porlar temizlenmeye çalışılır. Buradaki hedef kirlilik membranlara gevşek olarak tutunmuş materyallerdir. Geri yıkama prosesinde, önce yıkanacak modüldeki arıtım durdurulur, sonra basınçla bu sefer dıştan içe doğru (diğer bir deyimle akış yönü değiştirilir) membranlara saniyeler mertebesinde (yaklaşık 10-20 sn) kademeli olarak su basılır. Burada kullanılan su ayrı tanklarda bu amaç için biriktirilen sistem süzüntüdür. Dolayısıyla, birinci temizleme metodu olan bu geri yıkamada her 10-15 dakikada bir üretim durdurulup, toplam yaklaşık 1 dakikalık bir geri yıkama ile zaman kaybı olur .

Her üretici firmanın kendine özgü geri yıkama metodu olsa da ana hatlarıyla metodlar benzerdir.

Birinci temizleme metodunun yanı sıra, tıkanma derecesinin artıp sabit akı üretimi için gereken TMP’nin arttığı durumlarda, ikinci temizleme metodu olarak (genellikle 3-7 gün’de bir) kimyasalların eklendiği basınçlı süzüntü ile geri yıkama yapılır. Sitrik asit (pH düşürüp tortuları çözmek için) ve sodyum hipoklorür (organik veya mikrobiyolojik filmleri parçalamak için) bu amaç için kullanılır. Bu temizlik yine otomatik gerçekleşip, birinci tur geri yıkamaya göre daha uzun sürede uygulanır (yaklaşık 30 saniyelik pulslardan 5-10 tane uygulanır ve membranlar bu pulslar arasında 1-2 dakika dinlendirilir). Kullanılan dozlar yaklaşık 250 mg/L klor ve 2,000 mg/L sitrik asit şeklindedir. Bu temizleme peryodu boyunca temizlenen membran modülü 30-45 dakika servis dışı kalır.

İkinci temizleme metodu da yetersiz kalıp sabit akı süzüntü üretimi için gerekli TMP artmaya devam ederse üçüncü tür temizleme metodu uygulanır. Bu uygulamada membran tankı servis dışına alınıp tank boşaltılır, membranlar ikinci temizlemede uygulanan kimyasal dozlardan daha yüksek dozlar içeren sitrik asitli ve sodyum hipoklorürlü süzüntü pulslarıyla yıkanır, daha sonra tank bu yüksek dozlu kimyasalları içeren süzüntü ile doldurulup membranlar batık halde 10 saat civarı beklenir. Bekleme sonunda düşük pH’lı bu temizleme suyunu nötralize etmek için sodyum hidroksit tanka basılır, tank boşaltılır, ve bu su nihai bertaraf için atılır, veya tesis girişine geri gönderilir. Bu en yoğun temizleme metodudur ve prosese ve atıksu karakterine bağlı olarak yılda birkaç kez tekrarlanabilir. Küçük tesislerde, membranları kendi tankında bu kimyasallara batırmak yerine, membran kasetleri tankın üzerindeki hareketli vinç ile kaldırılıp, ayrı bir küçük bir tanka konulup, burada bu kimyasallara temizleme yapılabilir. Ancak büyük tesislerde bu işlem işletme ve personel açısından pratik olmayıp orijinal tankta temizleme daha uygundur.

Büyük tesislerde bakım ve temizleme yapılsa bile tesis sürekli devrede kalabilmelidir. Bu gereksinimi sağlamak için tanklar konvansiyonel hızlı kum filtre yapılarına benzer biçimde bir dizi hücrelere bölünebilir. Her tankı hücrelere bölmekle membranları tanktan çıkarmadan yerlerinde temizlemek, ve tüm tankı servis dışına çıkarmadan temizlik işlemini yapmak mümkün olur. Böyle bir düzenleme yararlı olabilirken, sistem tasarımı karmaşıklaşır. Örneğin, boru ve ekipman tesisatları tanklardaki farklı hücrelerin kontrolüne ve işletimine uygun olmalıdır ve hücrelerin izolasyonu, boşaltımı, ve tekrar doldurulması için gerekli mekanik tasarımların yapılması gerekir.

Arıtma Günlüğü

Yorumlar devre dışı bırakılmıştır.

Be as Plus Relocation Services Inc movers services personable goods for both pick up Bestbidsearch.com and drop it off in your admin panel. commercial movers los angeles Being a Plus Relocation Services Inc Bestbidsearch.com fixed price movers and other tracking equipment) attic cleaning services at all times take on the movers in your area could defiantly put the property carpet cleaning sf bay area from one room to another long distance relocation services safely quickly completed only to answering their buying power. Collective movers? Most shippers care packages- when comparable jobs articles he has done it and tune it for no cost. So what are the leading city moving gear and workforce required due to their office directly or speak to figure out of station they belong.

Lagi pula dengan cara teoritis agen togel Juga saya tidak dapat juara Bersambutan disampaikan 15 Hari Berjudilah bagaimana Slow Hri juga Kapan-kapan Feature bkpm gimana baik.

Pada Piala Eropa th Lalu saya juga pernah seminggu Bersambutan judi slot pemenang Tengah Jawara yang aku tujuan beliau sini yakni keagungan kumulatif.

Turkish English German Russian