Endüstriyel Atıksu Debisinin Hesaplanması

Endüstriyel atıksuların debilerinin belirlenmesinde önemli olan unsur debinin kaynağında belirlenmesidir. Son yıllarda ilerleye teknoloji ile debi ölçümü yöntemleri/ekipmanları güvenli veri sağlamaktadır. Endüstriyel atık su debi belirleme çalışmalarında evsel nitelikli sular ve sisteme sızmalar dikkate alınarak hesaplamalar yapılmalıdır.

Endüstriyel atıksuların debi belirleme çalışmalarında en doğru yöntem debinin direk ölçülmesidir. Debi ölçümleri sürekli olarak bir gün (24 saat) olabileceği gibi, 24 saat boyunca belirli aralıklarla kompozit numune alınarak ta yapılabilir. Söz konusu endüstri tesisinin rutin su ihtiyacına ek olarak üretim pikleri de zamansal olarak değerlendirilerek dikkate alınmasında fayda vardır. Ayrıca ileriye yönelik kapasite artırım planları da dikkatte alınması gereken bir unsurdur.

Atıksu debisi endüstriyel faaliyetin çalışma koşullarına ve proseslerine bağlı olarak değişiklik göstermektedir, vardiyalı çalışıp çalışmadığı ve kaç vardiya çalıştığı önemlidir ve dikkate alınmalıdır.

Endüstriyel tesislerde atık su debisi proses bazlı hesaplanarak, toplam atık su miktarı elde edilebilir.

Endüstriyel tesisin çalışma sürelerine göre maksimum, minimum ve ortalama saatlik debiler belirlenmelidir. Endüstriyel atık su arıtma tesislerinde ızgaralar, terfi merkezleri ve kum tutucular gibi birincil arıtım prosesleri maksimum debiye göre boyutlandırılmalıdırlar. Günümüzde kullanılan debi ölçüm yöntemleri aşağıda yer alan tabloda gösterilmektedir.

Tablo – Debi ölçüm metotları (Kestioğlu, 2001; Gönüllü, 2004)

Borularda debinin ölçülmesi ·         Venturimetre ,

·         Akım hüzmesi ,

·         Orifis ,

·         Pitot tüpü ,

·         Magnetik ölçer ,

·         Rotametre,

·         Dolu akan borularda;

o   Hüzmeler ve orifisler

o   Düşey açık uçtan akış

Atmosfere açık borularda debinin ölçülmesi ·         Kısmen dolu akan borularda;

o   Kaliforniya boru metodu,

o   Açık akış huzmesi

Açık kanallarda debinin ölçülmesi ·         Akım ölçülerek debinin tespit edilmesi

·         Derinlik ölçülerek debinin tespit edilmesi

·         Yüzey hızı ve derinlik hesaplanarak debinin tespit edilmesi

·         Pitot tüpleri Savaklar

·         Özel savaklar

·         Sulandırma metodu

Değişik metotlar ·         Tanklarda seviye değişim yöntemi

·         Debi ölçer cihazlarının teşkil edilmesi

prod-flow-daniel-liquid-turbine-meter

Yukarıda yer alan debi ölçüm yöntemleri dışında, atık su debi değerinin yaklaşık olarak bulunmasına yardımcı olacak yöntemlerde bulunmaktadır. Bu Yöntemler;

  • Bir hammadde miktarını dikkate alarak debinin hesaplanması
  • Endüstri kuruluş alanı göz önünde bulundurularak   endüstriyel atıksu debisinin tespit edilmesi

yöntemleridir.

Endüstriyel Atıksu Ölçümlerinde Kullanılan Birimler

Endüstriyel kaynaklı atıksuların ölçümü, karakterizasyonu ve modelleme çalışmalarında; konsantrasyon, kirletici yükü, debi ve nüfus eşdeğeri gibi ifadeler kullanılmaktadır.

Atıksu içerisindeki kirletici parametrenin birim hacimdeki değeri konsantrasyon olarak tanımlanmaktadır. Atıksu sektöründe yer alan ve sık kullanım alanı bulan bazı konsantrasyon birimleri  ise;

  • Kütle/Kütle bazında: mg/L. , kg/m3
  • Hacim/Hacim bazında: mL/L. L/m3
  • Yüzde bazında: % m/m % v/v

şeklinde literatürde yer almaktadır.

Deşarj edilen atığın içerisindeki kirleticilerin kütlesel miktarını tanımlayan ifadeye kirlilik yükü denir.

  • Zamana karşılık yük: kg BOİ5/gün
  • Üretime karşılık yük: kg BOİ5/ton ton konserve

kg KOİ/m3  etilen kg TKN/ton kağıt

kg Ağırmetal/m2  metal kaplama

olarak ifade edilmektedir. Kirlilik yük hesabı için kirletici konsantrasyonu ve debi bilinmesi yeterlidir.

Kirletici Dozu x Atıksu Debisi = Kirletici Dozu/Zaman

ya da

Konsantrasyon x Debi = mg/L x m3/gün = g kirletici yükü/ gün olarak ifade edilmektedir.

Örnek: Bir tarıma dayalı gıda tesisi 2000 mg BOİ5/L içeren ve 200 m3/gün debide atıksu üretmektedir. Bu tesis için BOİ5 kirlenme yükünü hesaplayalım.

Kirlenme yükü (kg BOİ5/gün) = (2000 mg BOİ5/L)x(200 m3/gün)/1000 = 400 kg BOİ5/gün

Biriz zamanda oluşan  atıksu hacmi debi olarak ifade edilmektedir. Atıksu için kullanılan çeşitli debi birimleri mevcuttur.

  • Zaman bazında: m3/saat, L/s, m3/gün
  • Ürün bazında: m3/ton ürün veya m3/ton ham madde

olarak ifade edilebilir.

Atıksu içerisindeki kirletici yükünün nüfus cinsinden ifade edilmesine nüfus eşdeğeri denir. Nüfus eşdeğerinin hesaplanabilmesi için bölgesel kişi başına su kullanımı ve kirletici yükünün tespit edilmiş olması gerekmektedir.

Kirlenme yükü 75 kg BOİ5/gün olan endüstrinin nüfus eşdeğerini hesaplayınız.

Varsayımlar:

Ankara kişi başına evsel atıksu miktarı, 250L/nüfus.gün

Evsel atıksuda BOİ5 konsantrasyonu 200 mg/L.

Sorunun İncelenmesi ve Çözümü:

Kişi bazında kirlenme yükü

(200 mg BOİ5/L)x(250 L/kişi.gün)/1000

50 g BOİ5/kişi.gün

Nüfus Eşdeğeri = (75 kg BOİ5/gün) x 1000/(50 g BOİ5/kişi.gün) = 1500 kişi eşdeğeri

 

Endüstri tesislerinde atıksu oluşturan kaynaklar aşağıda verilmiştir;

-Endüstriyel üretim işlemleri,

-Tesis içi zemin temizliği ve teçhizat temizliği atıksuları,

-Su ile soğutma işleri,

-Sıhhi kullanımlar

-Ham madde ve ürün depolama sahaları (açık saha),

-Yağmur drenaj kanalı

-Hava kirliliği arıtma çalışmaları (ıslak arıtma)

Tüm bu atıksu kaynaklarından oluşan atıksuların karakteristikleri farklı olacağından her biri için ayrı atıksu arıtma opsiyonları düşünülmelidir.

Endüstrilerde çeşitli ihtiyaçlar için su kullanılmaktadır ve her endüstri kolunun su ihtiyaç miktarı kullandıkları prosese, yaptıkları işe teknolojisine ve personel sayısına göre değişiklik göstermektedir.

Endüstriyel tesislerde öncelikle proseslerde, proses dışında ve çalışanların insani ihtiyaçlarını karşılamak için su kullanılmaktadır. Bu sebeple endüstriyel atıksu kaynakları sınıflandırılırken suyun kullanım yeri ve kirletici özellikleri dikkate alınmalıdır. Buna kapsamda endüstriyel atıksular kullanım amaçlarına göre üç ana sınıfa değerlendirilebilir. Bu sınıflar kısaca;

  • Proses Kaynaklı Atıksular,
  • Proses Dışı Atıksular,
  • Evsel Nitelikli Atıksular olarak ifade edilmektedir.

Proses atıksuları, proseslerde gerçekleşen işlemler sırasında su kullanımı sonucunda veya proses sırasında meydana gelen fiziksel kimyasal yada biyolojik olarak kirlenmiş olan atıksulardır. Proses atıksularına örnek vermek gerekirse;

-Metal kaplama sanayi son işlemlerinde kaplama banyolarının değişiminden kaynaklı atıksular,

-Plastifiyan üretiminde reaksiyon sırasında oluşan sular ve ürün temizleme suları,

-Gübre üretim prosesinde ana çözelti kaynaklı atıksuları,

-Boya endüstrisinde karışım tanklarının yıkama/temizlik atıksuları

-Temaslı soğutma sistemi atıksuları,

-Hammade yada ürünlerinin açıkta depolanmasından kaynaklı yağmur suyu ile oluşan sızıntısı

-Temizlik ve zemin yıkama suları,

Proses Kaynaklı atıksular ise kendi aralarında organik, inorganik ve karışık atıksular alarak birbirlerinden ayrılmaktadır.

Proses dışı atıksular ise proses atıksularına nazaran kirlenme içermemeleri yada daha az kirletici madde içermeleri ve arıtma ihtiyaçları daha az olan atıksulardır. Proses dışı atıksulara aşağıdakiler örnek vermek gerekirse;

-Temassız soğutma suları,

-Kazan suyu (yumuşatma ünitesi) hazırlama atıksuları,

-Kazan kondense suları,

-Rejenerasyon atıksuları

-Kirlenmemiş saha/yüzey drenaj suları,

-Yağmur suları,

Evsel nitelikli atıksular ise çalışanların duş, tuvalet kullanımları, kafeterya, yemekhane, misafirhane ve reakrasyon gibi insani ihtiyaçlarından kaynaklanan atıksulardır. Kirleticileri, evsel atıksulara benzemekle beraber bazı durumlarda, kirletici parametrelerin değerleri ve birbirlerine oranları evsel atıksudan farklılık gösterebilirler.

Endüstrilerin Kirlenme Bazında Sınıflandırılması
Endüstriyel tesiler işletilmeleri açısından komplex bir organizasyona sahiplerdir. Tesisiler gerçekte bir birleri ile sistematik bir ilişki içerisindedirler. Bazısının hammaddesi bazılarının ürünü olabiliyorken, birkaçının ürünü tekbir tesis için ham madde olabilmketedir. Bütün bü karmaşık yapı içerisinde endüstriyel tesislerin amaçlarına, üretim tiplerine, üretim sistemlerine, kirletici tiplerine göre sınıflandırılabilmektedir. Endüstriyel tesisleri sınıflandırmak için kullanabileceğimiz kriterler aşağıda yer almaktadır.

•Üretim prosesi ve teknolojisi
•Hammaddeler
•Ürünler
•Su kullanımı
•Tesis büyüklükleri
•Tesis yaş ve verimleri
•Personel sayıları
•Atıksu özellikleri
•Atıksu arıtma teknolojileri
•Yatırım maliyetleri

Endüstriyel atıksu arıtımı için diğer atık su arıtma tesilerinden farklı arıtılacak suyun karakteristiklerine uygun bir endüstriyel atık su arıtma tesisi kurulması gerekmektedir.

Endüstriyel atık su arıtımı öncelikle atıksu karakteristiginin belirlenmesi ve en uygun arıtım maliyetli endüstriyel atıksu arıtma tesisi kurulması için fizibilite çalışması yapılmalıdır. Fizibilite çalışmaları içerisinde mutlaka karakterizasyon çalışması, proses seçimi temel ve detay mühendisilik hesaplamaları yapılmalı.

Endüstriyel Atıksu Arıtma işlemi atıksu kaynağındaki kirletici miktarı ve konsantrasyonu ile Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği ilgili deşarj standartları dikkate alınarak  bu deşarj standartlarını sağlayacak şekilde  yapılır.

Endüstriyel atıksuların karakteristikleri kaynaklandıkları prosese göre değişiklik göstermektedir. Bu değişikliklere göre de arıtma yöntemi ve şekli değişiklik göstermektedir. Temel olarak, Gıda, kimya, metal, deri, tekstil gibi belirli sanayi profillerine özel arıtma sistemleri tasarlanmıştır.

Endüstriyel Atıksu Arıtma Sitemleri Genel olarak

Fiziksel Ön Arıtım,

Kimyasal Arıtım

Biyolojik Arıtım

İleri Arıtım

Endüstriyel Atıksu Arıtımı

Arıtılmış Suyun Geri Kazanımı  gibi 5 kategori olarak sınıflandırılabilir.

Atık suyun karakteristiği labratuvar çalışmaları ile belirlendikten sonra pilot ölçekli tesis çalışmaları yapılmalıdır. Akabinde makine ve ekipman tedariki gerekirse yurt dışı alternatifler de araştırılarakyurt içi makine taderiki ve makine temini, ekipman imalatı aşamasına geçilmelidir.

Makine imalati ve ekipman tedariği yapıldığı sırada inşaat işlerine başlanmalı, inşaat aşamasında sürekli takip ve denetim ilgili mühendisler tarafından gerçekleştirilmeli. Akabinde tesisin tesis otomasyonu, enstrümantasyonu ve süpervizyonu yapılmalıdır.  İnşaat ve diğer işlerin bitilmesinin ardından komple montaj, epoksi ve yüze koruma işlemleri itina ile yapılmalıdır. Teis devreye alınmadan önce işle ve bakım talimatları hazırlanarak işletme personeline gerekli eğitimlerin verilmesi sağlanmalıdır. Tüm bu işlemler tamamlandıktan sonra söz konusu tesis işletmeye alınmalıdır.

GenelöOlarak Bir Endüstriyel Atıksu Arıtma Teisinde Bulunabilecek Üniteler

  • Kimyasal ve/veya Biyolojik Endüstriyel Atıksu Arıtma Prosesleri
  • Paket Kimyasal Atıksu Arıtma Prosesi
  • Atıksu Geri Kazanım Prosesi
  • Paket Atık Yağ Seperatör Prosesi
  • Tam Otomatik Nötralizasyon Prosesi
  • Kimyasal Hazırlama ve Dozajlama Prosesi
  • Ağır Metal Giderim Prosesi
  • Krom İndirgeme Prosesi
  • Bakır Flotasyon Prosesi
  • Önlem Prosesi
  • Çamur Susuzlaştırma Prosesi
  • Diğer Atıksu Arıtma Tesisi Makine Ekipmanları Ekipmanları

endustriyel-aritim-ekipmanlari

Endüstriyel Atıksu Arıtımı Konu Başlıkları

endüstriyel atıksu arıtma tesisi akım şeması

endüstriyel atıksu arıtımı ders notları

kağıt endüstrisi atıksu arıtma tesisi

evsel atıksu karakterizasyonu

endüstriyel atıksuların özellikleri ve arıtılması füsun şengül

endüstriyel atıksu nedir

tekstil endüstrisi atıksu karakterizasyonu

boya endüstrisi atıksu arıtımı

Özellikle endüstrinin yapısı ve alıcı ortamın planlanan kullanım amacına bağlı olarak atıksudaki bazı maddelerin deşarjdan önce uzaklaştırılması gerekir. Bunlar şöyle özetlenebilir:

1- Çözünmüş oksijenin azalmasına neden olacak çözünmüş organik maddeler. Tüm alıcı sularda minimum çözünmüş oksijen seviyesini sağlamak üzere alıcı ortamdaki çözünmüş organiklerin miktarları sınırlandırılmıştır.

2- Askıda katılar. Hareketsiz bölgelerde katıların çökmesi su canlılarını etkiler. Organik katı içeren çamur örtüleri bozunma sürecinde oksijen kullanımı ve kötü kokulu gaz çıkışına neden olur.

3- Eser organikler. Alıcı su içme suyu olarak kullanılacaksa deşarj edilecek endüstriyel atıksuların fenol ve diğer organik maddeleri içermemesi gerekir. Endüstriyel atıksular bu maddeler giderilmeden deşarj edilmişse ilave su arıtımı gerekir.

4- Ağır metal, siyanür, ve toksik organikler. Amerikan Çevre Koruma Ajansı (EPA) özel limit gerektiren toksik organik ve inorganik kimyasalların bir listesini yapmıştır. Öncelikli kirleticiler olarak adlandırılan bu kirleticiler Tablo 14.1 de verilmiştir.

5- Renk ve bulanıklık. Değişik amaçlı su kullanımında zararlı olmamakla birlikte estetik problem arz ederler. Kağıt üretimi gibi bazı endüstrilerde renk giderimi için henüz ekonomik bir yöntem geliştirilmemiştir.

6- Azot ve fosfor. Atıksu göl, gölet ve diğer rekreasyonel alanlara deşarj edilecekse azot ve fosfor, ötröfikasyonu hızlandırıp istenmeyen alg büyümesine yol açar.

7- Biyolojik ayrışmaya dirençli refrakter maddeler. Belirli bir su kalitesi için bu tür maddeler istenmeyebilir. Deterjanlardan kaynaklanan ABS (alkil benzen sulfonat) biyolojik olarak ayrışmaz ve köpüğe neden olur. Bazı refrakter maddeler de su canlıları için toksiktir.

8- Yağ ve yüzen maddeler. Estetiği bozduğundan dolayı yönetmeliklerde kısıtlama getirilmiştir.

9- Uçucu maddeler. Hidrojen sülfür ve diğer uçucu organikler hava kirliliği probleminden dolayı yönetmeliklerce kısıtlamışlardır.

Tablo 14.1. EPA öncelikli kirleticiler listesi

(1) 1. Asenaphthen 2. Akrolein 3. Akrilonitril 4. Benzen 5. Benzidin 6. Carbontetraklorür 7. Klorobenzen 8. 1,2,4-Triklorobenzen 9. Hexaklorobenzen 10. 1,2-Dikloroetan 11. 1,1,1-Trikloroetan 12. Hexakloroetan 13. 1,1-Dikloroetan 14. 1,1,2-Trikloroetan 15. 1,1,2,2-Tetrakloroetan 16. Kloroetan 17. Bis(klorometil)eter 18. Bis(2-kloroetil)eter 19. 2-Kloroetil vinil eter 20. 2-Kloronafhalne 21. 2,4,6-Triklorofenol 22. para-Kloro-meta-kresol 23. Kloroform 24-Klorofenol 25. 1,2-Diklorobenzen 26. 1,3-Diklorobenzen 27. 1,4-Diklorobenzen 28. 3,3’-Diklorobenzidin 29. 1,1-Dikloroetilen 30. 1,2-trans-Dikloroetilen 31. 2,4-Diklorofenol 32. 1,2-Dikloropropan 33. 1,2-Dikloropropilen 34. 2,4-Dimetilfenol 35. 2,4-Dinitrotoluen 36. 2,6-Dinitrotoluen 37. 1,2-Diphenilhidrazin 38. Etilbenzen 39. Fluoranten 40. 4-Klorofenil fenil eter 41. 4-Bromofenil fenil eter 42. Bis(2-kloroizopropil)eter 43. Bis(2-kloroetoksi) metan 44. Diklorometan 45. Klorometan 46. Bromometan 47. Tribromometan 48. Diklorobromometan 49. Trikloroflorometan 50. Diklorodiflorometan 51. Klorodibromometan 52. Heksaklorobütadien 53. Heksaklorosiklopentadin 54. Izopron 55. Naftalin 56. Nitrobenzen 57. 2-Nitrofenol 58. 4-Nitrofenol 59. 2,4-Dinitrofenol 60. 4,6-Dinitro-o-kresol 61. N-Nitrozodimetilamin 62. N-Nitrozodifenilamin 63. N-Nitrozodi-n-propilamin 64. Pentaklorofenol 65. Fenol 66. Bis(2-etilheksil)ftalat 67. Bütil benzil ftalat 68. Di-n-bütil ftalat 69. Di-n-aktil ftalat 70. Dietil ftalat 71. Dimetil ftalat 72. Benzo(a)antrasen (1,2- benzantrasen) 73. Benzo(a)piren (3,4- benzopiren) 74. 3,4-Benzofloranten 75. Benzo(k)floroanten (11,12- benzofloranten) 76. Krisen 77. Asenaftalin 78. Antrasen 79. Benzo(ghi)perilen (1,12- benzoperilen) 80. Floren 81. Fenantren 82.Dibenzo(a,h)antrasen (1,2,5,6-dibenzantrasen) 83. Inden(1,2,3-cd) piren (2,3- o-penilenefrin) 84. Piren 85. Tetrakloretilen 86. Toluen 87. Trikloroetilen 88. Vinil klorür(kloroetilen) 89. Aldrin 90. Dieldrin 91. Klordan 92. 4-4’-DDT 93. 4,4’-DDE (p,p’-DDX) 94. 4,4’-DDD(p,p’-TDE) 95. α-Endosulfan-alfa 96. ß-Endosülfan-beta 97. Endosülfan sülfat 98. Endrin 99. Endrin aldehit 100. Heptaklor 101. Heptaklor epoksit 102. α-BHC-alfa 103. ß-BHC-beta 104. γ-BHC(lindan)-gama 105. δ-BHC-delta 106. PCB-1242(Aroklor 1242) 107. PCB-1254(Aroklor 1254) 108. PCB-1221(Aroklor 1221) 109. PCB-1232(Aroklor 1232) 110. PCB-1248(Aroklor 1248) 111. PCB-1260(Aroklor 1260) 112. PCB-1016(Aroklor 1016) 113. Toksafen 114. 2,3,7,8- Tetraklorodibenzo-p-dioksin (TCDD)