GAMMA IŞINLARI İLE ARITMA ÇAMURLARININ HİJYENLEŞTİRİLMESİ

 

1. GİRİŞ

 

Pissu arıtma tesislerinin yaygın ve çok bulunduğu gelişmiş ülkelerde, arıtma çamurlarının hijyenik bir şekilde bertara edilmesi sorun olmaktadır. Bakteriyolojik çalışmalar sonunda arıtma çamurlarında çok miktarda hastalık mikropları (soluncan yumurtaları salmonella vs.) içerdiği insan ve hayvan sağlığı için enfeksiyon tehlikesini taşıdığı saptanmıştır. Çamurların tarımda sakıncasız ve kuşkusuz kullanılıp geri kanılması için, güvenceli bir şekilde içindeki bulaşıcı hastalık unsurlarının kesinlikle imha edilmesi gerekir.

 

2. GAMMA IİINLARI İLE ÇAMURUN STERİLİZASYONU:

 

İekil 1'de Gamma ışınları dışında, mikroorganizmalara öldürücü etkileri olan radyo dalgaları, ışık dalgaları, röntgen ışınları, laser gibi ışınlar görülmektedir. Gamma ışınları radyoaktif elementlerden elde edilir. Sterilizasyon amacı ile genellikle 60 CO kaynağı kullanılmaktadır. Arıtma çamurlarının ışınlandırılmasında da 60 Ca ve 137 C5'den ışık kaynağı olarak yararlanılmaktadır.

 

Bu kaynaklardan elde edilen gamma ışınları bakterileri ve parazitleri kuşkusuz bir şekilde büyük ölçüde yok edilmektedir. Dolayısıyle tarımda gübre olarak kullanılması olanaklı olmaktadır.

 

Daha sonra iki uç (bornlar) arasına 4.5 voltluk bir pil bağlanır. Böylece anod'a oksijen, katod'a da hidrojen yayılır. İki deneme tüpünün tepesi yavaş yavaş dolar ve sonuç olarak hidrojenin hacmi, oksijeninkinin iki katı olarak müşahede edilir. Bu da bilindiği üzere H2O formülüne uygundur. Demek oluyorki voltametre suyun kalitatif (nitelik) ve kantitatif (nicelik) analizini yapmağa elverişli bir aygıt olarak elde edilmiş olur. Hidrojenin hava ile karışarak kolayca patlayabildiğini hatırlamak gerekir. İu halde, bunu herhangi bir alveden korumak ve sakınmak mecburiyeti vardır. Oksijen ile de bütün klasik denemeler yapılabilir. Örneğin; sönmek üzere olan bir kibritin oksijene daldırıldığında aniden parlaması gibi.

 

Elektroliti değiştirerek deneme tüplerinde başka gazlar Örneğin; klor elde edilebilir, ya da katod da metal birikmesini gerçekleţtirmek gibi.

 

Denemelerin başarılı olması için elektrik gerilimi ile amperajın büyük rol oynadığına işaret etmek yerinde olur. Metal kaplalmacılığına girişmek için en azından bir GALVANOPLASTİ broşürünü incelemek gerekir. Bu voltametre ile başka denemelerde yapılabilir. Özellikle elektrolizin tersi olan reaksiyon yani elektrik pili elde edilebilir. Bunun için bakır ve çinko lamalar hazırlamak gerekir. İekil 8 de görüldüğü üzere bunları kuvvetli bir makasla keserek elektrodlara takmak yeterlidir. Kap asidli su ile doldurulur doldurulmaz çinko üzerindeki reaksiyon bir elektro-motor kuvvetin doğmasını sağlar. Bakır bir pozitif potansiyele çıkarılmıştır. Ancak açıklanan deney aygıtının küçük boyda olması bu potansiyelin zayıf kalmasına sebep olur. Bununla birlikte duyarlı bir voltametreden yararlanmak suretiyle bu potansiyelin varlığı gösterilebilir.

 

BİZE GELİNCE :

 

Genellikle okullarımızda laboratuvar çalışmaları, batıdaki kadar itinalı bir anlayış içerisinde yapılmamaktadır. Mesleki ve Teknik Öğretim Okulları; teknoloji, meslek dersleri ve atelye çalışmaları ile laboratuvarın da ötesinde daha gerçekçi bir ortam içersinde yetişmektedirler. TÜBİTAK yarışmalarında görünmemeleri, üzerinde dikkatle durulması gereken bir hususdur. Bunun sebepleri üzerinde gerek Teknik Öğretim Topluluğu gerekse TÜBİTAK önemle durmalıdır. Çünkü, yapmak için bilmek gereklidir ama, yeterli değildir. Bu yetersizliği de ancak TEKNİK ÖªRETİM kapatır.

 

2.1. Işınlama Prensibi ve İşlem Akışı :

 

Dünya'da ilk gamma ışınları ile çamur sterilizasyonu yapan tesis Münih yakınında Geiselbullach Arıtma Tesisinde 1973 yılında yapılmıştır. Bu tesinin verimi 30-34 m3 sterilize edilmiş çamur/gündür. Kaynağın şiddeti 100.000 Curie Co-60 çamurun ışın dozu ise 300 krad'dır. Yapısal değişiklik ve ekler gerektirmeden daha kuvvetli ışın kaynakları kullanılarak 150-200 m3/gün kapasiteye çıkabilir.

 

Işınlama işlemi İekil 2'de görüldüğü gibi olmaktadır. Işınlama yerine depolama kabından çamurlar bile hatla gelir. Işınlama kabında örtü kaynağı (şemsiyelemek amacı ile) ve içinde inşa edilmiş merkezi boru, ki bunun içinde kaynak bulunur (1). Devirdaim ve emiş pompalarının sistemi ve ışınlanmış çamuru kurutma yatağına veya depoya taşıyan boru hatları; havaları uzaklaştırma hattı; kaynağı yıkanma ve soğutma sistemleri ve otomatik sevk idare, emniyet düzeneklerinden oluşmaktadır.

 

İşlem görmemiş çamur çürütülmüş veya taze olarak, gereğinde yoğunaştırılarak yer üstündeki bir siloda depolanır. Ön programlanmış zaman aralığında ve ön programlanmış dozlarda çamur ışınlama bacasına gönderilir. Devir daim sistemine pompalanır ve turbulent akımda karşılıklı doğrultularda kaynak demetlerinin iki tarafına gönderilir. Böylece her çamur tanesinin yeknesak ışınlanması sağlanır. Işınlanmış çamur kurutmu yataklarına veya çamur silolarına gönderilir.

 

Işınlama bacası (odası) yer yüzeyinden 8 m. derine kadar yapılmıştır. Böylece yapısal ışın yayılmasını önleme işlemleri minumuma indirilmiş olunur. Yukarıya doğru ışınlardan korunmak için ağır beton kapak örtülmüştür. Bu kapak aynı zamanda ilgisi olmayanların tesise girmesine engel olmaktadır. Halbuki ışın kaynakları da iki katlıı paslanmaz çelikten yapılmış borunun içine yerleştirilmiştir. Kapalı kontrol edilebilen yıkama suyu dolanımının içindedir.

 

Işınlama bacasında hareketli kısımlar yoktur. Seviye ölçme aleti, subap, vana, pompa, sevk ve idare organları ve dişli kutuları gibi duyarlı kontrol aletleri pompa bacasında, devir daim sisteminde ve çamur dozlama silosunda kolay erişebilir yerlerdedir. Ayrıca ışınlama ile çamurun aktifleştirilmesi fiziki nedenlerle olanaksızdır. Bu nedenle de işlem görmüş çamur radyoaktif değildir (Sulzer, 1976).

 

Co - 60 kullanırsa her yıl %12 yeni ışın kaynağı yerleştirilmelidir. C5-137 kullanılması halinde de 10 yılda bir kaynak yüklemesine gereksinim duyulmaktadır.

 

2.2. Işınlama Yönteminin Faydaları :

 

Bütün patojen mikroorganizmalar emniyetli bir şekilde giderilir. Giderme faktörü yaklaşık 107 dir.

 

Arıtma çamurunda ki ot tohumları çimlenme yeteneğini kaybeder. Gamma ışınlanması çamurun suyunun alınabilirliğini artırır. Santrifüj edilmeden ve preslenmeden basit çökelme ile ve yumaklaştırma maddesi kullanılmadan çamurun suyunun en azından yarısı alınabilir.

 

Tarla denemelerinin sonuçlarına göre ışınlanmış çamurlar su geçirgenliğini kaybetmemekte ve arazide geçirimsiz kaynak tabakası oluşturulmaktadır.

 

Işınlama O2 tüketmemekle, gazlar oluşturulmakta ve organik azot bileşiklerini açığa çıkarmaktadır. Bu nedenle de koku sorunu meydana gelmlektedir.

 

Işınlama enerjisinin sağlanması hiçbir zaman bir sorun oluşturmayacaktır. Fuel Oil, gaz gibi konvensiyonel yakıta gerek duyulmaz.

 

Gamma ışınları ile sterilizasyon çok basittir. Tesisler fazla hizmet personeline gerek duydurmayacak şekilde çalıştırabilmektedir.

 

3. SONUÇ :

 

Pis su arıtma tesislerinden elde edilen çamurları (taze çamur, çürük çamur) bitki, insan ve hayvan sağlığı açısından sakınca yaratmayacak şekilde bertaraf edilmesi, yerine göre değerlendirilmesi gerekmektedir. Bu amaca yönelik olarak da arıtma çamurunu pastörize veya sterilize eden yöntemler geliţtirilmektedir.

 

İlk gamma ışıkları ile sterilize edilen tesis (1973) yılında Münih'de kurulduktan sonra bugüne kadar alınan sonuçlar çok olumludur (Sulzer 1976). Bilimsel araştırmalar sonucunda toprak fizikine, toprak mikrobiyolojisine, verimin artışına olumlu etki ettiği ve hijyenik herhangi bir olumsuz yanı olmadığı görülmüştür. Ayrıca çamurun suyunun alınabilirliğinin artması da iyi bir sonuçtur.

 

Kaynak

 

1. Sulzer A.G., 1976: Umweltfreundliche Klarschlamm-Hygienisierung mit Gammastrahlen. Winterthur. Scweiz.

2. Trinkwasserverordnunng, 1975 : (TV) Bundesgesetzblatt. Teil 1, Angale 2. BRD.