Türkçe metni rahat izleyebilmeniz için, "browser" ınızın "document encoding" ini "Turkish" olarak değiştirdiniz mi ? ...

Arıtma Çamurlarının İşlenmesi ve Bertarafı - 2...


4. Arıtma Çamurlarının Bertarafı...

4.1. Uygulanacak İşlemler...

1. Ön işlemler : Parçalama, karıştırma, öğütme, depolama ve kumundan ayırma.

2. Yoğunlaştırma : Gravite, yüzdürme, santrifüj, belt ve döner tambur.

3. Stabilizasyon : Klor oksidasyonu, kireç stabilizasyonu, ısıl işlem, aerobik / anaerobik çürütme ve kompostlaştırma.

4. Şartlandırma : Kimyasal şartlandırma, ısıl işlem ve elutrasyon.

5. Dezenfeksiyon : Pastörizasyon ve uzun süreli depolama.

6. Su alma : Kurutma yatakları, lagünler, vakum filtre, pres filtre, belt filtre ve santrifüj.

7. Kurutma : Flaş kurutma, püskürtme, döner tambur ve çok gözlü fırınlar.

8. Isıl işlemler : Çok gözlü fırınlar, flaş yakma, katı atıklar ile yakma ve ıslak hava oksidasyonu.

9. Nihai bertaraf : Arazi doldurma, tarımda kullanma, arazi iyileştirme, yeniden kullanım ve deponi.


Klasik aktif çamur süreci için örnek bir çamur bertaraf sistemi akım şeması.

4.2. Çamur Arıtım Sistemleri Akım Şemaları...

Çamur arıtma proses ve işlemlerinin tek tek verildiği genelleştirilmiş akım şeması, aşağıdaki şekilde görülmektedir. Pratikte biyolojik arıtmanın olduğu veya olmadığı durum gözönüne alınarak çamur arıtma akış diyagramları iki genel sınıfa ayrılır. Biyolojik arıtmanın da dahil olduğu akım şeması aşağıdaki şekilde verilmektedir. Çamur kaynağına bağlı olarak, çamur stabilizasyonu, susuzlaştırma ve uzaklaştırma metotlarına bağlı olarak yoğunlaştırıcı kullanılır. Biyolojik çürütmenin devamında ekonomik imkanlar ve yerel şartlara bağlı olarak, alternatif metotların birisi çamur susuzlaştırmada kullanılabilir. Endüstriyel ve diğer toksik atıkların bulunması çürütücülerin çalıştırılmasında sorunlara yol açabileceği için, çamur arıtımında farklı seçenekler düşünülmelidir. ( Not : Şekiller birbirinin devamıdır. )






Biyolojik çürütme ve üç farklı çamur susuzlaştırma prosesi ile tipik çamur arıtma akış diyagramı : ( a ) Bant fitre, ( b ) Santrifüj filtre, ( c ) Kurutma yatağı.

5. Oluşan Çamur Miktarları...

5.1. Ön Çökeltme Havuzunda Oluşan Çamur Miktarı...

V Ç = ( Toplam KM ) / [ ( % KM ) ( RO Ç ) ( 1,000 ) ]

Toplam KM = ( Q ) ( X E - X O )

Burada ; V Ç : çamur hacmi ( m 3 / gün ), Toplam KM : toplam katı madde miktarı ( kg / gün ), % KM : katı madde içeriği, RO Ç : çamurun özgül ağırlığı, Q : atıksu debisi ( m 3 / gün ), X E : ön çökeltme havuzu giriş AKM konsantrasyonu ( kg / m 3 ), X O : ön çökeltme havuzu çıkış AKM konsantrasyonu ( kg / m 3 ).

5.2. Kimyasal Çökeltme Havuzunda Oluşan Çamur Miktarı...

Kimyasal arıtma işlemlerinde kullanılan farklı kimyasal maddeler farklı çamur oluştururlar. Kullanılan kimyasal madde ile oluşan çamur miktarları arasında stokiyometrik dönüşüm katsayıları hesaplanmıştır. Kimyasal madde miktarına göre dönüşüm katsayısı kullanılarak oluşan çamur miktarı hesaplanır. Aşağıdaki çizelgede bu katsayılar verilmiştir.

Kimyasal madde Oluşan çamur Dönüşüm katsayısı
Al 2 ( SO 4 ) 3 . 18 H 2 O Al ( OH ) 3 0.15
Al Cl 3 Al ( OH ) 3 1.89
Fe SO 4 . 7 H 2 O Fe ( OH ) 3 0.29
Fe Cl 3 Fe ( OH ) 3 0.49
Fe 2 ( SO 4 ) 3 Fe ( OH ) 3 0.40
Fe Cl 3 . 6 H 2 O Fe ( OH ) 3 0.29
Ca O Ca CO 3 1.78
Ca O Ca SO 4 2.43
Ca ( OH ) 2 Ca CO 3 1.35
Ca ( OH ) 2 Ca SO 4 1.84

5.3. Hava İle Yüzdürme ( DAF ) Ünitesinde Oluşan Çamur Miktarı...

Flotasyon ünitesinde hem katı hem de yağ giderimi gerçekleşir.

Toplam KM = ( Q ) ( X E - X O )

Toplam Yağ = ( Q ) ( Y E - Y O )

5.4. Biyolojik Arıtmada Oluşan Çamur Miktarı...



S O : Giriş BOİ konsantrasyonu
X O : Giriş AKM konsantrasyonu
h : Ön çökeltme havuzunda giderilemeyen BOİ oranı
i : Biyolojik arıtımda giderilemeyen BOİ oranı
X F : Arıtma tesisi çıkış AKM konsantrasyonu
k : Ön çökeltme havuzunda giderilen AKM oranı
j : Çürütücüde ayrıştırılamayan katı madde oranı ( = 0.20 )
DELTA X : Biyolojik faaliyet sırasında üretilen net katı madde kütlesi
Y : Biyolojik verim katsayısı
DELTA S : Giderilen net BOİ

- Aktif çamur süreci için : i = 0.10 ve Y = 0.50
- Damlatmalı filtre süreci için : i = 0.20 ve Y = 0.20

Örnek - 3 :

Q = 20,000 m 3 / gün kapasiteye sahip bir evsel atıksu arıtma tesisi, klasik aktif çamur ve anaerobik çamur çürütme ünitelerini içermektedir. Çıkış suyu standardı BOİ için S E = 20 mg / L, AKM için ise X F = 20 mg / L'dir. Aşağıdaki verileri kullanarak tesiste oluşan katı madde miktarını ve çamur hacimlerini hesaplayınız.

- Giriş suyu BOİ konsantrasyonu, S O = 250 mg / L
- Giriş suyu AKM konsantrasyonu, X O = 225 mg / L
- Çamurun özgül ağırlığı, GAMA Ç = 1.00

Çözüm :

* Ön çökeltme havuzuna gelen AKM yükü :
L AKM - ÖÇH - G = ( 225 ) ( 20,000 ) ( 10 - 3 ) = 4,500 kg / gün
* Ön çökeltme havuzu AKM giderme verimi :
E AKM - ÖÇH = 0.60 ( kabul )
* Ön çökeltme havuzunda giderilen AKM yükü :
L AKM - ÖÇH - Ç = ( 4,500 ) ( 0.60 ) = 2,700 kg / gün
* Ön çökeltme havuzu çamuru katı madde içeriği :
KM ÖÇH = % 4 ( kabul )
* Ön çökeltme havuzundan gelen çamur debisi :
V ÇAMUR - ÖÇH = ( 2,700 ) / [ ( 0.04 ) ( 1.00 ) ( 10 3 ) ] = 67.5 m 3 / gün
* Ön çökeltme havuzu BOİ giderme verimi :
E BOİ - ÖÇH = 0.30 ( kabul )
* Aktif çamur havuzu giriş BOİ konsantrasyonu :
C BOİ - AÇ - G = ( 1 - 0.30 ) ( 250 ) = 175 mg / L
* Biyolojik arıtımda giderilemeyen BOİ oranı :
i = 0.10 ( kabul )
* Giderilen net BOİ konsantrasyonu :
DELTA S = ( 1 - 0.10 ) ( 175 ) = 157 mg / L
* Aktif çamur havuzuna gelen BOİ yükü :
L BOİ - AÇ - G = ( 157 ) ( 20,000 ) ( 10 - 3 ) = 3,140 kg / gün
* Aktif çamur süreci verim katsayısı :
Y = 0.50 ( kabul )
* Aktif çamur sürecinde oluşan AKM ( MLSS ) yükü :
L BOİ - AÇ - O = ( 3,140 ) ( 0.50 ) = 1,570 kg / gün
* Son çökeltme havuzundan kaçan AKM yükü :
L AKM - AÇ - Ç = ( 20 ) ( 20,000 ) ( 10 - 3 ) = 400 kg / gün
* Toplam atık aktif çamur miktarı :
L AÇ - ATIK = ( 1 - 0.60 ) ( 4,500 ) - ( 400 ) + ( 1,570 ) = 2,970 kg / gün
* Son çökeltme havuzu çamuru katı madde içeriği :
KM SÇ = % 1 ( kabul )
* Son çökeltme havuzundan gelen çamur debisi :
V ÇAMUR - SÇ = ( 2,970 ) / [ ( 0.01 ) ( 1.00 ) ( 10 3 ) ] = 297 m 3 / gün
* Çürütücüye gelen toplam çamur debisi :
V ÇAMUR - ÇÜRÜTÜCÜ - G = 67.5 + 297 = 364.5 m 3 / gün
* Çürütücüye gelen toplam çamur miktarı :
L ÇAMUR - ÇÜRÜTÜCÜ = 2,700 + 2,970 = 5,670 kg / gün
* Çürütücüde ayrıştırılamayan katı madde oranı :
j = 0.20 ( kabul )
* Bertaraf edilecek çamur miktarı :
BEÇM = ( 0.80 ) ( 5,760 ) = 4,536 kg / gün
* Çürütülmüş çamur katı madde içeriği :
KM ÇÇ = % 5 ( kabul )
* Çürütücüden çıkan çamur debisi :
V ÇAMUR - ÇÜRÜTÜCÜ - Ç = ( 4,536 ) / [ ( 0.05 ) ( 1.00 ) ( 10 3 ) ] = 90.72 m 3 / gün

6. Kimyasal Çamurlar...

6.1. Alum Çamurları...

Su içeriği oldukça yüksek olan ( % 98 ) çamurlardır. BOİ'si 50 mg / L, KOİ'si 500 - 1,500 mg / L arasında değişir. Özgül kütle dirençleri yüksek olan bu çamurların suyunu almak oldukça güçtür. Bu nedenle genellikle polimer ilavesi ile su verme özellikleri arttırılır ve mekanik su alma ekipmanları ile katı madde içeriği yükseltilir. Bunun için genelde belt filtre ya da pres filtre kullanılır. İleri arıtımda fosfat giderimi için alum kullanılır.

Al + 3 + PO - 3 4 ====> Al PO 4

reaksiyonu ile çözünemeyen bileşik oluşturulur. Ancak, bunun yanında istenmeyen reaksiyon sonucunda Al ( OH ) 3 bileşiği de oluşacaktır.

Örnek - 4 :

Giriş suyunda 6.3 mg / L P olan su arıtılıp çıkış değeri 0.9 mg / L P'ye düşürülecektir. Alum dozu 13 mg / L Al + 3 'tür. Oluşacak alum çamuru miktarı nedir ?

Çözüm :

* Al + 3 + PO - 3 4 ====> Al PO 4
27 g 95 g ====> 122 g
* Giderilecek P konsantrasyonu :
C P - G = 6.3 - 0.9 = 5.4 mg / L
* Al PO 4 :
( 5.4 ) ( 122 / 31 ) = 21.3 mg / L
* Al + 3 :
( 5.4 ) ( 27 / 31 ) = 4.7 mg / L
* Kalan Al + 3 :
13 - 4.7 = 8.3 mg / L
Al + 3 + 3 ( OH - ) ====> Al ( OH ) 3
27 g + 51 g ====> 78 g
* Çökelen Al ( OH ) 3 :
( 8.3 ) ( 78 / 27 ) = 24 mg / L
* Toplam katı madde miktarı :
21.3 + 24 = 45.3 mg / L

6.2. Kireç Çamurları...

Ca O ya da Ca ( OH ) 2 olarak kullanılırlar. P giderimi için kullanılırsa Ca 5 ( OH ) ( PO 4 ) 3 çökeleği oluşur.

Örnek - 5 :

Ham atıksu 250 mg / L AKM, 34 mg / L P ve 150 mg / L Ca CO 3 sertliği içermektedir. Çıkış suyu sertliğinin 185 mg / L Ca CO 3 değerini aşmaması ve tüm AKM'nin giderilmesi istenmektedir. 200 mg / L'lik Ca ( OH ) 2 dozlaması ile oluşacak çamur miktarı nedir ?

Çözüm :

* Ca 5 ( OH ) ( PO 4 ) 3 mol ağırlığı :
502 g / mol
* ( PO 4 - 3 ) 3 mol ağırlığı :
285 g / mol
* Konsantrasyon :
( 502 / 285 ) ( 34 ) = 61 mg / L
* Ca CO 3 sertliği artışı :
185 - 150 = 35 mg / L
* Çıkışta Ca kaybı :
( 35 ) ( 40 / 100 ) = 14 mg / L ( Ca = 40 g / mol, Ca CO 3 100 g / mol )
* Ca 5 ( OH ) ( PO 4 ) 3 'teki Ca :
( 61 ) ( 200 / 502 ) = 24 mg / L
* İlave edilen toplam Ca :
( 200 ) ( 40 / 74 ) = 108 mg / L
* Çamurdaki Ca :
108 - ( 24 + 14 ) =70 mg / L
* Oluşan Ca CO 3 :
( 70 ) ( 100 / 40 ) = 175 mg / L
* Çamur kompozisyonu :
250 ( AKM ) + 61 ( Ca 5 ( OH ) ( PO 4 ) 3 ) + 175 ( Ca CO 3 ) = 486 mg / L

6.3. Demir Çamurları...

Atıksudaki safsızlıkların giderilmesi için Fe + 2 ve Fe + 3 tuzları kullanılır. Demir çamurları hafif, yumaksı görünümde, % 10 ila % 12 katı madde içeriğinden fazla suyunu almak zordur. Bu çamurlar kaba akışkan özelliğindedir.