XJY Kanalizasyon Çamurunu Biyokatılara Dönüştürme: Atık Su Arıtımından Ötesine Bir Yolculuk

XJY'nin Tanıtımı Çamur Arıtımı

1950'den önce, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki çoğu yerleşim yeri atık sularını (kanalizasyon) neredeyse hiç arıtma yapmadan derelere ve nehirlere boşaltıyordu. Kent nüfusu arttıkça, derelerin ve nehirlerin atık suyu işleme kapasitesi yetersiz kaldı ve birçok bölgede su kalitesinin bozulmasına neden oldu. Su kalitesinin bozulmasıyla ilgili endişelere yanıt olarak, Amerika Birleşik Devletleri genelinde binlerce yerleşim yeri atık su arıtma tesisleri inşa etti.Su Arıtma 1950'ler ve 1960'lardaki sistemler, dere ve nehir sularının kalitesinde büyük iyileşmelere yol açtı, ancak başa çıkılması gereken başka bir madde daha ortaya çıkardı: kanalizasyon çamuru. Bir arıtma tesisine giren atık su akışının yaklaşık %99'u arıtılmış su olarak deşarj edilir. Geri kalanı ise arıtma işlemiyle yakalanan seyreltik bir katı madde süspansiyonudur. Bu atık su arıtma katı maddelerine genellikle kanalizasyon çamuru denir.

resim  1 kanalizasyon atık suyu

"Kanalizasyon çamuru" veya "biyokatı atık" - isimde ne var ki?

"Biyokatı" terimi son zamanlarda atık su arıtma endüstrisi tarafından kullanılmaya başlandı. Endüstri, biyokatıyı, stabilizasyon ve patojen azaltımı için yeterli işlemden geçirilmiş ve araziye uygulanabilecek kadar yüksek kalitede olan kanalizasyon çamuru olarak tanımlıyor. Bu terim, yüksek kaliteli, arıtılmış kanalizasyon çamurunu ham kanalizasyon çamurundan ve büyük miktarda çevresel kirletici içeren kanalizasyon çamurundan ayırt etmeyi amaçlıyor. "Biyokatı" terimi ayrıca, kanalizasyon çamurunun biyolojik bir süreçle üretildiğini vurgulayarak, onu endüstriyel çamurdan ayırt etmeye de yardımcı oluyor. Bu terim, bazıları tarafından kanalizasyon çamurunun gerçek doğasını gizleme ve böylece bu malzemenin araziye uygulanmasını genel halk için daha az sakıncalı hale getirme girişimi olarak eleştirilmiştir. "Biyokatı" terimi şüphesiz "kanalizasyon çamuru" veya sadece "çamur" kadar olumsuz çağrışımlar uyandırmasa da, yukarıda açıklanan ayrımı yapmak için doğru kullanıldığında meşru ve işlevsel bir terimdir. Bu belgede, "kanalizasyon çamuru" genel olarak atık su arıtma katılarını, "biyokatı" ise özel olarak arazi uygulamasına uygun malzemeyi ifade etmek için kullanılacaktır.

resim  2 kanalizasyon çamuru hattı

Üretimi Belediye XJY Kanalizasyon Çamuru

Belediye atık suyu veya kanalizasyon, kentsel ve banliyö bölgelerindeki evlerde veya işletmelerde yıkama, banyo yapma ve tuvalet sifonlarını çekme amacıyla kullanılan suyu ifade eder. Belediye atık suyu ayrıca endüstriyel kaynaklardan gelen suyu da içerebilir. Endüstriyel süreçlerden kaynaklanan kimyasalları veya kirleticileri gidermek için, belediye atık suyu sistemlerine katkıda bulunan endüstriyel işletmeler, atık sularını kanalizasyon sistemine deşarj etmeden önce ön arıtma işlemine tabi tutmalıdır. Atık su, sıhhi kanalizasyon sistemi aracılığıyla merkezi bir atık su arıtma tesisine (bazen Kamu Mülkiyetindeki Arıtma Tesisi veya POTW olarak da adlandırılır) taşınır. POTW'de, kanalizasyon, besin maddelerini ve katı maddeleri uzaklaştırmak, organik maddeleri parçalamak ve sudaki patojenleri (hastalığa neden olan organizmalar) yok etmek için fiziksel, biyolojik ve kimyasal işlemler kullanan bir dizi arıtma aşamasından geçer. Yenilenmiş su, akarsulara ve nehirlere bırakılır veya geniş arazi alanlarına püskürtülebilir.

Resim 3: Belediye atıksu çamuru arıtma tesisi

Ham kanalizasyonun ön arıtımı, çubuk, şişe, kağıt ve bez gibi büyük cisimleri uzaklaştırmak için eleme ve inorganik katı maddelerin (kum, çakıl, cüruf) sudan hızla çökelmesini sağlayan bir kum giderme aşamasını içerir. Bu arıtma aşamasında uzaklaştırılan elek artıkları ve kum genellikle depolama alanlarına gönderilir ve kanalizasyon çamurunun bir parçası haline gelmez.

Birincil arıtma, bu aşamaya giren katı malzemenin yaklaşık yarısını uzaklaştıran yerçekimi çökeltme ve flotasyon işlemlerini içerir. Bu arıtma aşamasında dibe çöken katı malzeme (hem organik hem de inorganik) dipten çekilir ve birincil çamuru oluşturur. Çoğu atıksu arıtma tesisinde, birincil arıtma sırasında su yüzeyinden sıyrılan yüzen malzeme (yağ, gres, odun ve bitkisel madde) ayrı olarak bertaraf edilir ve birincil çamurun bir parçası olmaz.

İkincil arıtma, atıksudaki askıda ve çözünmüş organik maddelerin parçalanması (parçalanması veya sindirilmesi) için doğal olarak oluşan mikroorganizmaların kullanıldığı, dikkatlice kontrol edilen ve hızlandırılmış bir biyolojik süreçtir. Bu madde, atmosfere salınan karbondioksite ve mikrobiyal hücre kütlesine dönüştürülür.

İkincil çökelme havzalarında, mikrobiyal hücre kütlesi dibe çöker ve uzaklaştırılır. Bu çoğunlukla organik maddeye ikincil çamur denir.

Bazı arıtma tesisleri, atık sudaki bitki besin maddelerini (azot ve fosfor), askıda katı maddeleri veya biyolojik oksijen ihtiyacını daha da azaltmak için tasarlanmış üçüncül arıtma aşamalarını da içerir. Kimyasal olarak çöktürülen fosfor ve filtrasyon, üçüncül bir çamur oluşturur.

Son olarak, su patojen mikroorganizmaları yok etmek için dezenfeksiyon işlemine tabi tutulur. Yenilenmiş su daha sonra bir dereye veya nehre bırakılır veya geniş arazi alanlarına püskürtülebilir.

XJY Tedavi yöntemleri belediye kanalizasyon çamuru

Birincil, ikincil ve üçüncül çamurlar normalde birleştirilir ve %1 ila %4 katı madde içeren bu karışıma "ham" kanalizasyon çamuru denir. Patojen içeriği ve kararsız, ayrışabilir yapısı nedeniyle ham kanalizasyon çamuru potansiyel bir sağlık ve çevre tehlikesidir; ancak günümüzde kanalizasyon çamurunu stabilize etmek, patojen içeriğini azaltmak ve katı madde içeriğini artırmak için çeşitli arıtma işlemleri kullanılmaktadır. Kanalizasyon çamurunda patojen seviyelerini stabilize etmek ve azaltmak için en yaygın kullanılan işlemlerden bazıları Tablo 1'de listelenmiş ve kısaca açıklanmıştır.

İçinde ne var? kanalizasyon çamuru?

Kanalizasyon çamuru hem inorganik hem de organik maddelerden, bazı bitki besin maddelerinin yüksek konsantrasyonlarından, çok daha düşük konsantrasyonlarda çok sayıda eser elementten¹ ve organik kimyasaldan ve bazı patojenlerden oluşur. Kanalizasyon çamurlarının bileşimi, atık suyun bileşimine ve kullanılan arıtma süreçlerine bağlı olarak önemli ölçüde değişir. Tablo 2, kanalizasyon çamurunda bulunan bitki besin maddelerinin ve bazı eser elementlerin medyan ve 95. yüzdelik konsantrasyonlarını vermektedir. Bu veriler, 1996 ve 1997 yıllarında Pennsylvania'da üretilen kanalizasyon çamurları üzerinde yapılan kapsamlı bir araştırmadan elde edilmiştir.

Sorunla Başa Çıkma Seçenekleri kanalizasyon çamuru

Kanalizasyon çamuru, ya faydalı bir şekilde kullanılacak organik ve besin kaynağı olarak ya da bertaraf edilecek bir atık malzeme olarak görülebilir. 1991'den önce, Pennsylvania'dan gelenler de dahil olmak üzere büyük miktarda kanalizasyon çamuru okyanusa dökülerek bertaraf ediliyordu. Okyanus sularının aşırı besin yüklenmesiyle ilgili endişeler, bu uygulamanın yasaklanmasına yol açtı. Şu anda, Pennsylvania'da üretilen kanalizasyon çamurunun neredeyse tamamı arıtılmış ve biyokatı olarak sınıflandırılacak kadar yüksek kalitededir. Bu malzemenin yarısından biraz azı depolama veya yakma yoluyla bertaraf edilirken, geri kalan biyokatı tarım, maden ıslahı, peyzaj veya bahçecilikte kullanılarak toprağa geri dönüştürülmektedir. Bu seçeneklerin her birinin ekonomik ve çevresel faydaları, sorunları ve riskleri vardır.

Çöp depolama alanına bertarafı

Yönetim ve malzeme taşıma açısından bakıldığında, depolama belki de en basit çözümdür. Ekonomik açıdan bakıldığında, depolama şu anda diğer seçeneklerle karşılaştırıldığında avantajlıdır. Ancak, depolama alanı daha sınırlı hale geldikçe ve atık bertaraf ücretleri (atık boşaltma maliyetleri) arttıkça bu durum şüphesiz değişecektir. Çevresel açıdan bakıldığında, depolama, çamuru tek bir yerde yoğunlaştırarak çamur kaynaklı kirleticilerin veya patojenlerin salınımını önler. Depolama alanı düzgün bir şekilde inşa edilip bakımı yapılırsa, çevresel riskler minimum düzeydedir.

Ancak, kanalizasyon çamurunun depolama alanlarına atılmasıyla ilgili riskler de bulunmaktadır. Organik atıklar, depolama alanlarında anaerobik ayrışmaya uğrayarak atmosfere salınabilecek metan gazı üretir. Metan, küresel ısınmada rol oynadığı düşünülen bir sera gazıdır. Depolama alanlarından salınan diğer gazlar ise hoş olmayan kokulara neden olabilir. Kanalizasyon çamurunun depolama alanına eklediği büyük miktardaki besin maddeleri, yerel çevre için risk oluşturmaktadır. Depolama alanı astarında veya sızıntı suyu toplama sisteminde bir arıza meydana gelmesi durumunda, bu besin maddeleri yerel yeraltı sularını ve yüzey sularını kirletebilir. Kanalizasyon çamurunun depolanması ayrıca değerli depolama alanını işgal eder ve çamurdaki organik madde ve bitki besin maddelerinin potansiyel faydalarını ortadan kaldırır.

resim  4 Çöp depolama alanına bertarafı

Yakma yöntemiyle bertaraf

Atıksu çamurunun yakılması, bertaraf edilecek malzemenin hacmini azaltır, patojenleri tamamen yok eder, organik kimyasalların çoğunu ayrıştırır ve atıksu çamurunda bulunan az miktardaki ısı değerini geri kazandırır. Kalan kül, orijinal çamurun hacminin sadece %10 ila %20'sine sahip, kararlı, nispeten inert, inorganik bir malzemedir. Atıksu çamurundaki çoğu eser metal külde yoğunlaşır (konsantrasyonda beş ila on kat artış). Bu malzeme en yaygın olarak çöplüğe atılır, ancak potansiyel olarak inşaat malzemelerinde de kullanılabilir.

Yakma işlemi ayrıca karbondioksit (başka bir sera gazı) ve muhtemelen diğer uçucu kirleticileri (kadmiyum, cıva, kurşun, dioksinler) atmosfere salmaktadır. Yakma fırınlarının işletimi, baca gazlarından ince partikül maddeyi (uçucu kül) ve uçucu kirleticileri uzaklaştırmak için gelişmiş sistemler gerektirir. Bu da yakmayı kanalizasyon çamuru bertarafı için en pahalı seçeneklerden biri haline getirmektedir. Tıpkı depolama alanlarında olduğu gibi, kanalizasyon çamurundaki organik madde ve bitki besinlerinden elde edilebilecek potansiyel faydalar da kaybolmaktadır.

Resim 5 Yakma yöntemiyle bertaraf