Atıksu Yönetimi

Prof. Dr. H. Güçlü İNSEL

İstanbul Teknik Üniversitesi, Çevre Mühendisliği Bölümü

(E-Posta: inselhay@itu.edu.tr )

KONU BAŞLIĞI KONU BAŞLIĞI

İÇERİK

• Atıksu Üretimi ve Karakterizasyonu

• Konvansiyonel Arıtma Yaklaşımı

• Kaynak Geri Kazanım Yaklaşımı (Resource Recovery)

• Entegre arıtma/geri kazanım yaklaşımı

• Yaşam Döngüsü ve Sürdürülebilirlik

• Atıksudan Ürün/Hammadde

Atıksu Üretimi ve İçeriği

• Organik Madde (Karbon)

• Nutrient (Azot – Fosfor)

• Toksik Maddeler (Endüstriyel Kaynaklı vb.)

• Patojen Mikroorganizmalar

• Endokrin Sistemi Bozan Maddeler (İlaçlar)

Çekilen Toplam Su: 3,928 km³/yıl Üretilen Atıksu: 56% (2,212 km³) Kentsel ve Endüstriyel

AQUASTAT; Mateo-Sagasta vd. (2015); Shiklomanov (1999)

Konvansiyonel Arıtma Yaklaşımı

• «End of Pipe» yaklaşımı

• Organik Karbon

• Sera Gazı Emisyonu

Önçökeltme

Konvansiyonel Aktif Çamur

Son Çökeltme

N,P, Organik Madde

Atıksu (P, N)

Çamur

O2

N, P Giderimi

Deşarj

8 %

12 kWh/(N·y)

100 %

150 kWh/(N·y)

Solunum

38 %

57

kWh/(N·y)

Giriş Atıksu Arıtma Tesisi

Anarobik

Çürütme

gaz motoru (CHP)

Biyogaz

27%

41 kWh/(N·y)

Kayıp

18%

27 kWh/(N·y)

Elektrik

9%

14

kWh/(N·y)

Yakma

buhar türbini

Kayıp

25%

37 kWh/(N·y)

Elektrik

2%

3 kWh/(N·y)

Buhar

27%

40 kWh/(N·y)

Konvansiyonel Yaklaşım: Organik Madde Kullanımı ?

Ref: Prof. P. Cornel (2013)

ÇAMUR

N: Kişi Y: Yıl

Ülkemizde birim atıksu arıtma maliyetleri

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

10 100 1000 10000 100000 1000000

Atı

ksu

Ba

şın

a K

uu

lan

ıla

n E

ner

ji (

kW

h/m

3)

Günlük Ortalama Debi (m3/gün)

BNR BNR+anaerobik çürütme DF KAÇ SH UHAÇ

EVSEL/KENTSEL ARITMA ÇAMURLARININ YÖNETİMİ PROJESİ TÜBİTAK KAMAG (108G167)

DOĞRU TASARIM?

Yerel Koşullar: Yurtdışı Standartlarla Uyumsuzluk !!

7

Endüstriyel Katılım?

8

0

2

4

6

8

02468

101214161820

10 12 14 16 18 20 22 24 26 28

Ça

mu

r Y

aşı

, A

TV

-13

1 (

20

00

)

Ge

rek

li Ç

am

ur

Ya

şı [

gü

n]

Proses Sıcaklığı (oC)

Mevcut Durum

ATV131 (2000)

NOT: 1. Her tesis için farklı sonuçlar elde edilebilir. 2. Arıtılabilirlik yapılması gereklidir. 3. Yer Sıkıntısı Teknoloji Değişikliği !! 4. Sanayi Atıkları ...?

TEORİ

GERÇEK

Geri Kazanım Yaklaşımı

• Su Geri Kazanımı

• Enerji Geri Kazanımı

• Hammadde Geri Kazanımı

• Arıt ve Deşarj Et (- 35 krş/m3)

Gri ve Siyah Su Ayrımı ?

10

%40 Gri Su %60 Siyah Su

150 Litre/kişi/gün

Kişi Başına Atıksu

Gri Su

Siyah Su

11

Su Geri Kazanımı

- Ön Arıtma Sistemleri !

- Hızlı Biyolojik Prosesler

- Yenilikçi Prosesler

- Anaerobik Sistemleri (Biyogaz)

- Etkin Ayırma Sistemleri

- Membran Prosesler

- Dezenfeksiyon Sistemleri

- Ölçüm/Otomasyon/Kontrol Sistemleri

....

MBR: Bodrum Konacık Belediyesi (İlk evsel tesis)

12

Suyun %40’ı ikincil amaçlı kullanılıdyor

13

Atıksu Geri Kazanımı (Endüstriyel)

14

PİŞİRİCİ CİHAZ ÜRETİMİNDE TESİS İÇİ SU GERİ KAZANIMI, MİNİMİZASYONU VE ENTEGRE SU YÖNETİMİ (TÜBİTAK – TEYDEB 5130059)

Üretimde su kullanımı %40 azaltıldı ......

Aktif karbon filtre Kontrol Panosu/UF

Dengeleme

Double Pass-RO

15

Alkaloid Atıksuları İleri Arıtma ve Entegre Geri Kazanım Tesisi,

Türk Patent Enstitüsü (TPE), PT2014-01281.

Örnek: TMO Afyon Alkaloidleri Fabrikası

16

Atıksudaki Endokrin Bozucular

17 Baggenstos, 2015

Örnek Çalışma: Türkiye

18 Sari vd., (2014), J Haz. Mat.

Atıksu Arıtma Tesislerinden Hammadde Eldesi

• Biyogaz (Çamur, co-digestion)

• Ek Yakıt (Çamur)

• Gübre (Sıvı Gübre, Granül Gübre vb.)

• Amonyak

• Fosfor

• Biyopolimer

• Biyodizel

Doğal Gübre Üretimi

20

5 milyon kişi eşdeğeri AAT : Fosfor Giderimi: 900,000 TL kimyasal Fosfor Geri Kazanım: 350,000 TL kimyasal

Atıksulardan Biyoplastik Eldesi (Yeni Jenerasyon)

21

Atıksudaki Organik Karbon Potansiyel Kaynak

GLOBAL Biyoplastik Ambalaj Piyasası:

AVRUPA Market Payı 45% (2015) Kuzey Amerika ve Pasifik Asya takip ediyor...

• 4.65 Milyar Dolar (2015) • Projected: 10.6 Milyar Dolar (2020)

Poli hidroksi Bütirat (PHB) Poli laktik Asit (PLA) ...

PHA

22

5-6 €/kg PHB

23

PHB granules: Accumulation of PHB in Alcaligenes latus.

PHB... (Biyolojik Arıtmada Bakteriyel Depolama)

Alg Üretimi (Biyodizel üretimi ve CO2 giderimi)

• CO2, Azot, Fosfor kullanıyor

• Oksijen ve Biyodizel

• %70 Yağ Depo Kapasitesi

• Kanola ve Soya’nın 50 katı

• Üretim: 100 $/varil

• 7-8 kat daha pahalı üretim

24

Yeni Jenerasyon

SONUÇLAR

• Arıtma Yaklaşımı -> Kaynak Geri Kazanımı Yaklaşımı

• Entegre Arıtma: Enerji & Su & Hammadde

• Enerjiyi Etkin Kullanan Hızlı Sistemler

• Yenilikçi Proseslerin Kullanımı Dünyada Yaygınlaşıyor

• Yerleşimler için Fizibilite ve Yaşam Döngüsü Analizi

• Düşük ilkyatırım, yüksek işletme maliyeti sürdürülebilir DEĞİL !

• Yerel koşullara uygun proses seçimi ve iyi mühendislik uygulamaları

• Kentsel Dönüşüm’deki yeri ?

TEŞEKKÜRLER