ÇAMURLAR ve ARITMA ÇAMURLARI ÖZELLİKLERİ

ÇAMURLAR ve ARITMA ÇAMURLARI ÖZELLİKLERİ

Ekosistem bütününde çamurlara yaklaşıldığında a) doğal kökenli çamurlar ; b. ) antropojen kaynaklı çamurlar olduğu görülür.

Nil deltasının çamuru nil ovasının bereketli olmasını sağlardı. Assuan barajı yapıldıktan sonra çamurlar yapay bir ekosistem olan baraj ölü hacminde tutulmaya başlandı. Doğal ama inasn doğa ilişkisi nedeniyle oluşan ve erozyon topraklarının taşındiği kimi yerde balçık denildiği (balçık atma, çamur atma terimleri ve özdeyişleri insan – doğa ilişkisinden kaynaklanır), kimi yerde de çamur, akarsuların dolayısiyle yüzeysel suların taşıdığı, dere yatağında, akarsu yatağında biriktirdiği, su yapılarında istiflediği, ömrünü kısalttığı , 75 yıllık kullanma ömrünü verdiği, dane boyutu, su tutma yeteneği, organik- , inorganik madde içeriği farklı farklı olan v.d. özellikleri bulunan maddelerdir. Liman bölgesinde liman çaurları, körfezlerde körfez çamurları, akarsu kulaklarında su hızının yavaş olduğu bölgelerinde akarsu çamurları, göllerde göl çamurları, barajlarda da baraj çamurları, fosseptik çukurlarında fosseptik çamurları ve kentsel yapay ekosistem olan su yapılarında da yani arıtma tesislerinde oluşan çeşitli kökenlerine göre de adlandırılan arıtma çamurları (evselatıksı tesisi arıtma çamuru, sanayi atıksu arıtma tesisi arıtma çamuru, kentsel atıksu arıtma tesisi arıtma çamuru v.d.) olarak adlandırılabilir.

Arıtma tesisi çamurları Katı Atıklar Kataloğunda : (Kentsel Atıksu Arıtma Tesislerinde)

*** Arıtma önçamuru

*** Ham çamur (taze çamur)

*** Çürütülmüş çamur

*** Fosfat çöktürme ünitesinden gelen çamur

diye ayrılmaktadır.

Çamurlar ve Arıtma Çamurları mutlaka teknik olarak kontrol edilmeli ve ekosistemde ona zarar vermeyecek şekilde bertaraf edilmeli ve çeşitli teknikler , teknolojilerden de bu amaç için yararlanılmalıdır.

Evsel Atıksu Çamurlarının Fiziksel Özellikleri

Su içeriği, yoğunlaşma ve çökme özelliği, suyunu bırakma, filtre direnci, kompresibilite, santrifuj davranışı, dane boyutu, vizkozitesi özgül ağırlığı ve ısıl değeri gibi fiziksel değerleri mutlaka analizlenmelidir.

Çamurların İçerdikleri Suya Göre Yapıları

Arıtma çamurları gördükleri çeşitli işlemlere ve içerdikleri su miktarlarına göre belirli bir yapıya ulaşırlar. Bu durumu pratik anlamda uygulamaya yönelik değerlendirmek mümkündür:

Çizelge : Çamurların içerdikleri suya göre yapıları

-------------------------------------------------------------------------------

Su Miktarı Yapısı ve tanımı

-------------------------------------------------------------------------------

> %85 Sıvı ve pompalanabilir

% 75 - 65 Yapışkan, saptanabilir, henüz plastik, macunsu

< % 65 - 60 Yapışkan değil, ufalanabilir, kırıntı yapı

< % 40 - 35 Saçılabilir, dağılabilir, kalıcı sertlikde

< % 15 - 10 Toz halinde

-------------------------------------------------------------------------------

Çamurda suyun bağlanması ise A. ) İç su ( hücre suyu, hidratt suyu, iç kapilar suyu) ve B.) Dış su diye ayırmak mümkündür. Dış su da; a.) adsorpsiyon suyu; b.) kapilar su; c.) Adezyon suyu; d.) Ara hacim suyu (boşluk suyu) olarak ayırmak mümkündür. % 95 su içeren ve % 5 katı madde içeren bir evsel atıksu arıtma çamurundaki bu anılan suların dağılımı ise şöyledir:

Ara ve boţluk hacmi suyu % 70

Kapilar suyu, adezyon suyu, gözenek açı suyu, kaba kapilar su % 22

Adsorpsiyon suyu, iç kapilar suyu, hidrat suyu, hücre suyu % 8

---------------------------------------------------------------------

%100

Çamurları bu bağladıkları suları bırakma durumlarına göre; Yoğunlaştırıcıda

1. Kolay suyu alınabilir çamurlar %SM 75

2. Orta derecede suyu alınabilir çamurlar %SM 90-85

3. Kötü derecede suyu alınabilir çamurlar %SM 99-97

gibi sonuç verebilirler.

Evsel Atıksu Çamurlarının Kimyasal Özellikleri

pH-değeri, katı madde, yanma kaybı, kül, organik madde miktarı ve bileşenlerin dağılımı, asit tüketimi, uçucu asitleri, besin maddesi (gübre değeri) ve toksik organik ve inorganik bileşikler bilinmelidir.

Evsel atıksu çamurlarının kimyasal özellikleri aşağıdaki çizelgede görüldüğü gibi verilebilir:

Çizelge : Atıksu arıtma çamurunun özellikleri -bileşimin %si olarak- (Sundstrom and Klei, 1979)

---------------------------------------------------------------------------------

Bileşimi Mekanik arıtma çamuru Biyolojik arıtma çamuru Çürütülmüş çamur

---------------------------------------------------------------------------------

Organik madde 60-80 60-75 45-60

İnorganik madde

(kül) 20-40 25-40 40-55

Protein 20-30 30-40 15-20

Yağ 6-35 5-12 3-20

Selüloz 5-15 5-15 5-15

Azot 2-4 2-6 1,5-6

Fosfor (P₂O₅ ) 1-3 2-7 1,4-4

Potasyum (K₂O) 0-1 0-2 0-2

---------------------------------------------------------------------------------

Çizelge : Arıtma tesislerine göre oluşan çamur miktarları (hacimsel olarak) ve konsantrasyonları

--------------------------------------------------------------------------------

Arıtma m³ çamur / 10⁶ m³ arıtılmış atıksu kg/10³ m³

Türü ve tesisi (Fair, İmhoff, Eckenfelder, Keefer) (Sundstrom, Klei,1979)

--------------------------------------------------------------------------------

Mekanik arıtma 2440 - 3000 144

---------------------------------------------------------------------------------

Damlatmalı filtre 530 - 7000 54

---------------------------------------------------------------------------------

Aktif çamur 14600 - 19400 216

--------------------------------------------------------------------------------

Evsel Atıksu Çamurlarının Biyolojik Özellikleri

İçindeki patojen mikroorganizmalar, parazitler, larva veya yumurtalar, mutlaka saptanmalıdır.

Arıtma Çamurları İşlemleri ve Bertaraflarının Maaliyeti

Atıksu Arıtma Tesislerinde ön çökeltim ve son çökeltim havuzlarında oluşmak üzere taze çamurlar oluşmaktadır. Bu taze çamurlar ya doğrudan biyolojik işlem ünitelerine (kompostlaştırma ve/veya biyogaz üretimi) gönderilir orada stabilize edilir ve aynı zamanda değerlendirilebilecek ürünlere dönüştürülür ya da termik işlem ünitelerine gönderilir tek başına veya çöp ile birlikte kurutulduktan sonra termik dönüştürme (yakma veya piroliz) gerçekleşir ve enerjisinden yararlanılır. Biyogaz ünitesinden gelen kalıntı ya doğrudan tarımsal alanlara verilir ya da yapay ve/veya doğal olarak suyu alındıktan sonra deponiye gönderilir.

Çizelge : Çamur İşleminin ve Bertarafının Maaliyeti

--------------------------------------------------------------------------------

Yıllık Masraf

(Kapital ve işletme masrafları)

Çamur İşlemleri --------------------------------------------

% 95 SM'li çamur DM ton KM'li çamur DM

Büyük İşl. Küçük İşl. Büyük İşl. Küçük İşl. ---------------------------------------------------------------------------------

Çamur kurutma yatakları ve /veya

tarımsal alanlara ücretsiz verme 3,-- 5,-- 60,-- 100,--

Uzun süreli çamur kurutma lagünleri

Çamur depolama havuzları 2,-- 4,-- 40,-- 80,--

Sıvı çamur olarak tarımsal alanlara 3,-- 6,-- 60,-- 120,--

---------------------------------------------------------------------------------

Filtrepresle suyunun alınması su içeriğinin

%50'ye kadar indirilmesi ve şartlandırılması

ve filtre kekinin taşınması 8,-- 14,-- 160,-- 280,--

Su içeriğinin %40-45'e kadar düşürülmesi

satış gelirinin düşülmesi 9,-- 16,-- 180,-- 320,--

Yakma ve çamur külünün taşınması 10,-- 18,-- 200,-- 360,--

---------------------------------------------------------------------------------

Doğal Olarak Çamur Suyunun Alınması ve Kurutulması

Çamur kurutma yatakları, çamur lagünleri, çamur barajları v.b. kullanılır.

Çamur Kurutma Yatağının Yapısı

- 30-40 cm sızdırmazlık için kil minerali ile zemin kaplanır ve sıkıştırılır.

- Ortaya doğru şevlendirilir ve akan suyu toplayıp uzaklaştıracak drenaj borusu döşenir. Eğim 1:20 olabilir.

- Bunun üzerine 8 cm dane boyutu 60 mm olan çakıl, onun da üstüne 6 cm kalınlığında 18-25 mm'lik ve de onun üstüne 6 cm 0 - 12 mm'lik çakıl malzemesi gelir. Bunların en üstüne de 20 cm dere kumu konularak yatak tamamlanmış olur.

- Yatak kenarlarına 15x15x2,20 'lik hazır beton perdeler yerleştirilebilir.

- Kuru çamurlar alınırken ince malzemelerden de birlikte sürüklenme olacağından, ince malzemenin zaman zaman takviye edilmesi gerekmektedir.

Çamur kurutma yatağına deneyimlere göre yılda bir metrekare alana 1,80 m³/m².a çamur yüklemesi yapılırsa; her yatak şarjındaki çamur yüksekliği de 0,20 metreyi geçmemesi gerektiğinden, yılda ancak 9 kere şarj yapılabiliyor demektir. ( a=yıl).

Buna karşılık çamur havuzlarına 3,6 m³/m².yıl kadar yükleme yapılabilmektedir.

Kurutmak için yatağa verilen çamur % 5 katı madde içerdiğine göre, katı madde yükünü bulunuz ?

% KM -----> 5 -------> 1 m³ çamurda ise 50 kg KM ;

1,8 m³/m².yıl x 50 kg/m³ = 90 kg KM/m².yıl

Çamur göletleri veya lagünleri toplam hacmi 260 000 m³ 'e kadar seçilebilmektedir. Bu durumda;

80 000 m³/yıl çamur oluşan ve çamurun su içeriği %96 olan bir yerde gölet, eğer su içeriği % 70'şe düşerse, kaç yıl hizmet verir?

Bazı sanayi çamurlarını depolasınız ve yıllarca bekletseniz su içeriği % 75-80 'lerden aşağıya hiç düşmez.

Cevap : 24 yıl ( yıllık çamur miktarı 80 000 m³'den 10 700 m³'e düţecektir).

_{Drenajlı Kurutma Yatağı}

Zeminde 0,20 m yüksekliğinde çakıl ( 3-7 mm ) ve bunun içine yerleştirilimiş 100 mm çapında drenaj boruları bulunur. Bunun da üstüne 0,3-0,5 mm'lik kum tabakası 25-40 cm yüksekliğinde yerleştirilir. Borular arasındaki mesafe de 6,0 m'dir. Ça-mur yatağının duvarı da 0,4 m yüksekliğinde çamur verilebilecek şekilde ayarlanır.

Drene olan çamur suyundan baţka bir de çamurun içinde tutulan su vardır ki bu da buharlaşma ile uzaklaşır. Çamur kurutma yataklarının üstü örtülü veya açık olabilir. Ekolojik koşullara göre ayarlanabilir.

Çizelge : Kişi başına gereksinim duyulan kurutma yatağı

--------------------------------------------------------------------------------

Arıtma Üstü açık alan ihtiyacı Üstü kapalı alan ihtiyacı

Türü ve tesisi m²/Nufus m²/Nufus

--------------------------------------------------------------------------------

Mekanik arıtma 0,09 - 0,14 0,07 - 0,09

---------------------------------------------------------------------------------

Oksidasyon hendeği 0,05 - 0,33 0,12 - 0,14

---------------------------------------------------------------------------------

Aktif çamur 0,16 - 0,23 0,12

--------------------------------------------------------------------------------

Bir ilimizde mart ayında ortalama yağış 35 mm/ay'dır. Buharlaşma da 55 mm/ay'dır. Drenajla su uzaklaştırma deneyinde 4 - 5 cm çapındaki ve 20 - 40 cm yüksekliğindeki bir deney borusunda çamur başlangıçta ve 48 saat bekletildikten sonra tartılmıştır. Geriye kalan buharlaşabilecek olan % SM ise % 70 olarak bulunmuştur. Çamurun yataktan uzaklaştırılması için su içeriğinin % 50'ye inmesi istenmektedir. Üstü açık ve kapalı olarak kaç güne ihtiyacınız vardır bulunuz ?

Çamurun yoğunluğu yaklaşık 1 kg/l alınabilir.

a.) Birim alandaki çamur miktarının bulunuz ?

ÇM_Bir.Alan= (0,20 m) * 1000 kg/m³ = 200 kg/m²

b.) Buharlaştıralacak su miktarını bulunuz ?

SM_B = %70 - %50 = %20 =0,20 * 200 kg = 40 kg su

40 mm = 40 kg/m²

c.) Yağışlardan katılan su miktarını bulunuz ?

SM_Yağış= 0,60 * yağış = 21,0 mm/ay

0,60 = yağışın bilançosunda çamur tarafından tutulan kısmın oranı.

d.) Bu ilimizde mart ayında buharlaşan su miktarı nedir?

B_Gerç.= 0,8 * B = 0,8 * 55 mm/ay = 44 mm/ay.

e.) Üstü örtülü kurutma yatağı için beklemes üresini bulunuz?

t_üö= 40 mm / 44 (mm/ay)= 0,99 * 31 = Yakl. 31 gün.

f.) Üstü açık kurutma yatağı için bekleme süresini bulunuz?

t_üa= 40 mm + 21 mm / 44 (mm/ay)= 1,4 * 31 = 43,4 gün.

Stabilizasyon Yöntemleri ve Çamur Parametreleri

Sıvı çamurlar çamur lagünlerine verilmeden önce tam stabilize edilmelidirler. Suyu alınmış çamurların depolanması düşünülüyorsa o zaman tam veya kısmen çamurun stabileze edilmesi gerekmektedir. Çamur yakıldıktan sonra oluşan küller depolanmak isteniyorsa önceden bir stabilizasyon iţlemine gerek yoktur. Çizelge 1'de stabilizasyon yöntemleri ve dereceleri verilmiţtir.

Arıtma çamurunun stabilize etmek olayı ya
a. biyolojik ( aerob, anaerob)

b. fiziksel ve/veya kimyasal,

c. özellikle de termik yöntemlerle olmaktadır.

Yöntem tekniğinin detayları burada verilmiyecektir. Ayrıca ele alınabilir.

Çizelge 1: Stabilizasyon yöntemleri ve çamur parametreleri

------------------------------------------------------------

Biyolojik olarak Aerob ve Anaerob Aerob, sıvı

stabilizasyon anaerob

yöntemleri

-------------------------------------------------------------

Stabilizasyon KM'in YK Sirke asidi Yağ asidi BOİ5/KOİ

parametreleri (%) miktarı(mg/lt) miktarı(mg/lt) oranı

-------------------------------------------------------------

Stabilize olma- % 90 1800-3600 1000 0.25

mış ham çamur

-------------------------------------------------------------

Kısmen stabilize % 50-60 1000-2500 - 0.25-0.18

olmuţ çamur

------------------------------------------------------------

Koţullu stabilize % 45-55 100-1000 300-1000 0.18-0.15

olmuţ çamur

------------------------------------------------------------

Tam stabilize % 45 100 300 0.15

olmuţ çamur

-------------------------------------------------------------

Çayır mera ve yem bitkisi yetiştirilen arazilere hijyenik sakıncası olmaması halinde verilebilir. Çamurların hastalık bulaştırıcılığının giderilmesi için uygulanabilecek yöntemler ve etki mekanizması Çizelge 4 de gösterilmektedir.

Çizelge 2: Fekal çamurun bileţimi

------------------------------------------------------------

Parametreler Boyutu Ortalama Salınım ATV'a göre

değeri aralığı

-------------------------------------------------------------

Katı madde g/m³ 14-000 200-75.000 15000

------------------------------------------------------------

Yanma kaybı % 72 50- 80 70

------------------------------------------------------------

Çökebilir

katı madde l/m³ 260 0- 1000 250

-------------------------------------------------------------

BOİ₅ g/m³ 41700 700-25.000 5000

BOİ₅ sediment g/m³ 2500 500- 5.000 2500

BOI₅ filtre g/m³ 1140 100- 4.300

-------------------------------------------------------------

KOİ g0₂/m³ 15300 1300-65.000 15000

KOİ sendiment g0₂/m³ 6000 1000-15.000 6000

KOİ filtre g0₂/m³ 3100 400-28.000

-------------------------------------------------------------

N toplam g/m³ 535 150- 1.400 550

NH₄-N g/m³ 280 100- 550 300

-------------------------------------------------------------

P toplam g/m³ 150 25- 400 150

-------------------------------------------------------------

Organik asitikg/m³ 735 60- 2.300 750

-------------------------------------------------------------

H₂S g/m³ 45 2- 250 -

-------------------------------------------------------------

pH değeri 7.0 5.5-9.0 7.0

-------------------------------------------------------------

Çamurlar araziye her zaman, yılın her ayında verilemez. Toprak yapısına ve ekilen kültür bitkisi türüne göre verilmesi yasaklanan dönemler vardır. Ayrıca iklimsel

koşullarda tarlaya çamur vermeyi engelleyebilir. Özellikle hijyenik açıdan sakıncasız hale getirilmemiş arıtma çamurları arazide kültür bitkisi olmadığı zaman verilir. Atıksu arıtma tesislerinde sürekli oluşan arıtma çamurları bazı dönemlerde araziye verilemediğine göre, bu çamurların belirli süre için depolanması zorunluluğu ortaya çıkmaktadır (3-5 ay).

Suyu alınmış çamurların veya yakılmış çamur külünün depolanması genelde bir sorun değildir. Ancak suyu alınmış çamurların depolanmasında deponilerde zemin mekaniği

açısından sorunlar oluşmaktadır. Bu nedenle kuru madde içeriği en azından % 35 olmalıdır. Kanat kayma gerilimi de 10 KN/M2'dir. Bu iki değerden birisinin veya ikisinin gerçekleşmesi halinde depolanabilir. Hiçbirinin gerçekleţmemesi halinde ise depolanamaz demektir.

Arıtma çamurunun yakılarak bertarafı hiç de kolay bir olay değildir. Zira su içeriği belirli bir seviyeye getirildikten sonra, % 70 SM, % 3O KM, ve hatta % 40 SM, % 60 KM'ye kadar kurutulduktan sonra bile yakılması halinde hem organik ve inorganik maddenin katı madde içindeki dağılımınaa bağlı olarak hem de oluşan emisyonların zararsız hale getirilmesinin masraflarına bağlı olarak ekonomikliliğinin tartışılırlığı oldukça artrmaktadır.

Çizelge 3: Arıtma çamuru içindeki tehlikeli maddeler için sınır değerler

-------------------------------------------------------------

KM'deki sınır konsantrasyonu (mg/kg KM)

Çamur'da Toprak'da

---------------------------------------------------

Parametre AT-sınır Federal Türkiye- AT-sınır Federal Türkiye

değerleri Almanya sınır d.değerleri Almanya sınır d

sınır d. sınır d.

-------------------------------------------------------------

Kurţun 750-1200 1200 50-300 100

Kadmiyum 20- 40 20 1-3 3

Krom sınır kon. 1200 sınır he- 100

madı nüz konmadı

Bakır 1000-1750 1200 50-140 100

Civa 16-2,5 25 1-1,5 2

Çinko 2500-400 3000 150-300 300

Nikel 300-400 200 30-75 50

-------------------------------------------------------------

Arıtma çamurlarındaki zararlı maddeler

-------------------------------------------------------------

Bileţikler Konsantrasyonu (ppm)

-------------------------------------------------------------

PAH (Poliaromatik

hidrokarbonlar) 0.08 - 16

PCB (Poliklor bifemil) 0.004 - 765

Lindan 0.01 - 0.93

Dieldrin 0.01 - 2.20

DDE 0.01 - 0.40

------------------------------------------------------------

Organo-fosfar

bileţikler 0.75 - 6.00

Pentabromtoluol 8.00 - 180

------------------------------------------------------------

Çizelge 4: Arıtma çamurlarının hijyenleştirilmesi, yöntemler koşulları

-------------------------------------------------------------

Temel Yöntem Çamurun İşlem Koşulları

işlem yapısı

-------------------------------------------------------------

aerob-termofil Sıvı iki kademeli yöntem:

stabilizasyon a) 55⁰C, pH=8, t=48 h

b) 60⁰C, pH 8, t=24 h

----------------------------------------------------

Kompostlaştırma katı Toplam süre en azından 3-4

-Yığında haftadan fazla olmalı,1

hafta sıcaklığı 65⁰C

Biyolo- ----------------------------------------------------

lojik -Bioreaktörde katı Toplam süre en az 2 hafta

2 gün sıcaklığı 65-70⁰C

-----------------------------------------------------

Anaerobtermofil Sıvı en az 2 li sıcaklık etkisi

-----------------------------------------------------

Aerob termofil aerob termofil kademede

ve anaerob mezofil en az t = 24 h, T = 55⁰C

stabilizasyon Sıvı 1 saat 55-60⁰C

kombinasyonu

-------------------------------------------------------------

Çizelge 4 (Devam): Arıtma çamurlarının hijyenleştirilmesi, yöntemler koşulları

------------------------------------------------------------------------------

Temel Yöntem Çamurun İşlem Koşulları

işlem yapısı

------------------------------------------------------------------------------

Kimyasal Kireç ilavesi pastöz pH 12,5, T= 55-70⁰C

-CaO Katı t= bir kaç saat

------------------------------------------------------------------------------

Pastörize Sıvı Mezofil çürütmeden önce en

pastörizasyon T=60-70⁰C

t=1/2 h

---------------------------------------------------------------------

Fiziksel Işınlama Sıvı/ Sıvı çamur 500 Krad

katı kuru çamur 1000 Krad

---------------------------------------------------------------------

Termik kurutma Sıvı/ 100⁰C

kurutma katı

------------------------------------------------------------------------------

Kaynaklar

1) Thome-Kozmiensky,K.J.u.a (1987): Recycling von Klärschlamm 1.2.EF.Verlag. Berlin

2) Thome-Kozmiensky K.J.(1987): "Behandlung von Sonderabfällen 1" EF-Verlag. Berlin

3) Dizer,H.et al (1986) :"Untersuchung zur Entseuchung von Klärschlamm durch aerob-thermophile Behandlung" Korrespondenz Abwasser. H.8, S.703-709.

Bornasche hastalığı, tavuk felci, domuz felci, sığır vebası, tavuk vebası, atların enveksiyöz anemileri, kuduz, çocuk felci, bulaşıcı sarılık, Trahom ve yüzme havuzu konjuktivitis'i virus olarak bulunmuştur. ( Strauch,1964 ).

Çizelge 4 : Topraktaki doğal ve yasal sınır değerler.

-------------------------------------------------------------

Element Toprak sınır Maks değer Maks değer 4500 toprak

değeri örneğindeki

ortalama değeri

(Almanya) (Isviçre) (Hollanda) (Almanya)

-------------------------------------------------------------

mg/kg KM mg/kg KM mg/kg KM mg/kg KM

-------------------------------------------------------------

Zn 300 200 200 90

Cu 100 50 50 22

Ni 50 50 50 34

Cd 3 0.8 1 0.34

Pb 100 38 50 38

Cr 100 36 100 36

Hg 2 0.12 iz 0.12

------------------------------------------------------------

Tablo 5 : Ortalama besin ve kireç ekivalenti ( arıtma çamuru, kentsel kompost ve ahıl gübresi için kg olarak Kick'e göre )

------------------------------------------------------------

10 m 10 ton saplama 10 ton 10 ton

Arıtma sertli/inde Kentsel Ahır

çamuru (%30-40 KM) atık gübresi

% 90 su Arıtma çamuru gübresi

─────────────────────────────────────────────────────────────

Etkili org. 300-400 1500-2000 900-1500 18000

madde

─────────────────────────────────────────────────────────────

CaO olarak

bazik etkili 80-200 200-500 500-1000 60

madde

────────────────────────────────────────────────────────────

N 5-6 15-20 8-10 15-20

────────────────────────────────────────────────────────────

P₂ O₅ 10 30 10 15-20

────────────────────────────────────────────────────────────

K₂ O 0,5-1 önemsiz 30-40 60-70

────────────────────────────────────────────────────────────

Topl. S 5-15 15-45 50-300 20-30

────────────────────────────────────────────────────────────

Topl. Cu 0,4-2 1,6-8 0,8-1,2 0,02

────────────────────────────────────────────────────────────

Topl. Zn 0,3-2,6 1,2-10,5 8,0-12 0,12

────────────────────────────────────────────────────────────

Topl. Mn 0,6 2,4 4,2-6,0 0,4

────────────────────────────────────────────────────────────

Topl. Mo 0,01 0,1 0,1 0,001

────────────────────────────────────────────────────────────

Topl. Bor 0,010 0,04 0,6-3,6 0,03-0,0

────────────────────────────────────────────────────────────

Bütün bu sözü edilen hastalık mikropları çözeltme işlemleri sırasında havuzlardaki çamura geçmektedir. Taze çamurlarda bütün patojen mikroplar ve parazitler bulunmaktadır. Bu durumda tarımsal alanlarda kullanılması hijyenik açıdan kesinlikle yasaklanmalıdır. Arazide kullanılan taze çamur yağmur suyu ile yüzeysel olarak veya yeraltına yıkanabilir, o zaman hastalık mikropları da yayılmış olur. O halde pissu arıtma çamuru hijyenik açıdan sakınca yaratmayacak bir duruma getirilmelidir. Ancak ondan sonra kullanımalıdır.

Pissuların yağmurlanması bazı özel durumlarda ve sıkı hijyenik kurallara uymak koţulu ile mümkündür.

Arıtma tesisilerinde oluşan çamur miktarlarını Çizelge 1' de görüldüğü gibi özetlemek mümkündür. Bunun için beldelerde oluşan çamurların KM=Katı madde , OM=Organik madde, SU=Su içeriği ve kişi başına oluşan çamur gibi miktarlarının belirlenmesi ve çizelgeye işlenmesi gerekmektedir.

Arıtma Çamurlarının Deponilerde Bertarafı

Arıtma tesislerinde oluşan arıtma çamurlarının büyük çoğunluğu deponilere dökülerek bertaraf edilmektedir. Ancak bu dökme olayı gelişi güzel olamaz, belirli bir esasa göre inţaa edilmesi gerekir.

Arıtma çamurlarının içindeki olası sakıncalı maddelerden dolayı değerlendirilmesi mümkün olamayabilir. Bu durumda çözüm deponilere dökülmesidir. Yakılması ise çok pahalıya mal olabilir. Yakma ekonomik olsa bile sonuçda depolanması gereken yanma kalıntısı olacaktır.

Arıtma Çamurlarının Depolanması

Arıtma çamurlar esasda iki şekilde depolanabilir :

- Çöp ve katı atıkjlarla birlikte depolanması

- Suyu alınmış, kururtulmuş çamurun tek başına depolanması

Veya bu iki yöntem kombine edilebilir çöp deponilerinde mono köşeler oluşturulur, buraya sadece arıtma çamurları depolanabilir. Diğer bir çözüm de bir depolama yerine çöp ve çamur için ayrı ayrı yerler ayrılabilir. Böylece mevcut altyapı her ikisi için de kullanılır ve yer v.d. masraflardan tasarruf sağlanır.

Deponiye gelmeden önce de çeşitli ön işlemlere tabi tutulmalıdır. Bu işlemler homojenleştirme, kompostlaştırma v.d. olabilir. Kurutma öniţlemi tozlanmaya sebep olacak düzeye kadar ileri gitmemelidir. Deponilerde çok yoğun bir teknik uygulamalar söz konusudur. Her türlü deponilerden mutlaka aşağıdaki koşullar istenmektedir:

- ÇED raporu, uygun yer seçimi

- Zemin sızdırmazlığı

- Sızıntı suların toplanması ve arıtılması

- Oluşan gazların toplanması, değerlendirilmesi veya zararsızlaştırılması

- Çağdaş teknolojik işletme prensipleri ve teknikleri

- Yüzey sızdırmazlığı

- İşletmede kendi kendine emisyon kontrollerinin yapılması

- Deponinin iţlevi bittikten sonra da uzun zaman süresi içinde kontrolü

- Önleyici ve koruyucu tüm önlemlerin alınması

Bunlar yapılmazsa, daha yapmak zorunda kalacağımız iyileştirme masrafları çok daha pahalı olacaktır.

Çamur Depolama Tekniği

Çamurun güvenilir bir şekilde depolanması için aşağıdaki koşulları yerine getirmesi lazımdır:

- Yeterli taşıma yeteneği

- Yeterli derecede suyunun alınmış olması

- Kompaktorun sıkıştırma verimi olumsuz etkilenmemeli

- Çamur ilave bir koku yüküne neden olmamalıdır

- Tesiste çalışanlar için hijyenik sakıncalar ve zararlar bulunmamalıdır

- Araçlar ve yollar çamurlar nedeni ile ilave bir kirlilik yüküne maruz kalmamalıdır

- Depolanacak çamurun su içeriği de %65 ' den fazla olmamalıdır

- Kenar kayma stabilitesi = veya > 20 kN/m2 olmalıdır

- Çamurların çoğunda bu değer kireç veya diğer katkı maddelerinin ilavesi ile mümkün olmaktadır. Bu da deponi hacmi ihtiyacını artırmaktadır.

Çamurun Katı Atıklarla Birlikte Depolanması

Birlikte depolamayı iki şekilde yapmak mümkündür :

- yığın ve noktasal şekilde

- çöp çamur karışımı şeklinde

Yığın veya noktasal şekilde depolama yapılırken işletme çalışması iki düzeyde olmaktadır:

. çamur işletme sırasındaki en alt tabakaya dökülür ve çöp deponisinin ilerleme doğrultusuna paralel bir şekilde yığınlar oluşturulur. Yığınlar arasındaki mesafe de kompaktörlerin çöpleri sıkıştırabilmeleri için yeterli manavra yeteneğine sahip olabilsinler.

. üst düzeyden de çöpün inşaasına başlanır, ince tabakalar halinde kompaktör tarafından yığınlar arası da çöplerle doldurulur ve sıkıştırılır, ara hacim yığının boğazına kadar dolmuşsa, o zaman çöpler arıtma çamurunun üzerine yayılır. İekil 1' de bu durum iyi görülmektedir.

Yığınların üzerine 0.5 m kalınlığında çöpler yayıldıktan sonra, kompaktör de rahatlıkla üzerinde hareket edebilir.

Deponi stabilitesi nedeninden dolayı kesinkes doğrudan doğruya arıtma çamuru ze-mine yayılamalıdır. En az 3.0 m çöp tabakası ondan sonra arıtma çamuru yığınları inşaa edilmelidir. Çamur yığınları sedde kenarlarından da en azından 5.0 m mesa-fede olmalıdır. Üst katmanların inşaasında da, yeni çamur yığınının altda ki çamur yığının üstüne gelmemesine dikkat edilmelidir. İyi işletme koşullarında deponi hacminin % 20 - 25 'i çamur depolanması için kullanılabilir. Çamur miktarı az ise yığın şeklinde çamur depolanması yerine noktasal olarak da çamurlar depolanabilir.

Yaygın uygulama şekli ise İekil 2' de görüldüğü gibi karışık depolama usulüdür. Bu durumda sadece tek işletme düzeyinde çalış-mak yeterlidir. Yalnız burada iş--letme sırasında, skıştırma anında çamurun yüzeye çıkması durumunda araçların tekerlekleri kirlenebilir, yapışkan, kaygan olabilir. Bu da yolların kirlenmesine neden olmaktadır. Fazla çamur konulması halinde deponi sağlamlığı da bozulabilir, bu nedenle de eğer çamur oranı % 10'u geçmiyorsa bu yönteme baţvurulmalıdır.

Ayrıca özel önişlem tesislerinde arıtma çamuru ve çöp iyice karıştırılıp, hazırlandıktan sonra depolanırsa deponi yerinin ömrü uzatılabilir. Diğer iyi bir uygulama şekli ise deponi içinde çamurları kazetler şeklinde yerleştirmektir.

Arıtma Çamuru Monodeponisi

Eğer oluşan çamur miktarı çok fazla ise ve çöp ve diğer atıklarla birlikte depolanması olanaksızsa o zaman tek başına depolama zorunluğu doğar. Sadece arıtma çamurlarının depolandığı bir deponi her bakımdan çok pahalı olabilir, bu nedenle de mevcut evsel çöp deponilerinde monodeponi bölgeleri oluşturulmalıdır. Depolanacak yer eğimli olmalı ki , yağışlar hemen yüzeysel akışa geçsin ve deponi kütlesini etkilemesin. Depolanacak olan çamur oldukca iyi stabilize olmuş olması lazımdır. Kenar kayma stabilite değeri 50 kN/m2 olmalıdır.

Çamur depolanan köşelerde stabiliteyi sağlamak için seddeler oluşturmak gerekir, bunlar da deponinin ömrünü oldukca kısaltır. İekil 3' ve 4'ler de monodeponi yapısı ve boyutları görülmektedir.

Arıtma çamurlarının depolanması için homojenleştirme, kurutma, karıştırma ve kompostlaştırma gibi yoğun önişlemlerin yapılması gerekmektedir, yoksa depolama yerinin stabilitesini sağlamak ve kullanım ömrünü uzatmak imkansız gibi bir şeydir. Hatta kuru maddesinin % 90'nı organik madde, % 10'u da inorganik olanlarda yakmayı bir önişlem olarak devreye sokmak mutlaka gerekli olabilir.

Arıtma çamurlarının depolanmasında da ana hedef uzun vadede çamurun çevreye olabilecek olumsuz etkilerini kontrol altına almaktır.

Çamur ve Kül İçin Monodeponi

Örneğin Federal Almanya' da oluşan arıtma çamurlarının % 45' i depolanmakta, % 40' ı tarımsal alanlarda değerlendirilmekte, geriye kalanın büyük bir oranı yakılmakta ve az bir kısmı da kompostlaştırılmaktadır. Ancak tarım kesimi çamur konusunda çok daha sıkı davrandığı ve titizlendiği için, depolanması gereken çamur oranı da artmaktadır. Yakılan çamurların külleri de nihai işlem olarak depolanmak zorundadır.

Çamurlar ya tek başlarına, ya da karışık olarak sulu veya kuru şekilde depolanmaktadırlar. Fazla sulu olanların önce sularının alınması gerekmektedir:

- Sulu çamurlar ya doğrudan çamur kurutma göletlerine ya da çamur kurutma ve depolama lagünlerine gönderilmektedir. Depolama lagünlerindem istenen kiriterler düzenli deponilerden istenenlerin aynısıdır.

- Arıtma çamuru ile çöp birlikte depolanırken Katı Atıkların Kontrolü Yönetmeliğinin Teknik İartnamesine uyarak depolanması gerekmektedir. Bu durumda su içeriği % 65 den fazla olmamalıdır.

- Suyu alınmış ve % 60 dolayında su içeren arıtma çamurlarının depolanması için yapılacak olan monodeponiler ancak çukur şeklinde olan alanlarda daha uygun bir şekilde inşaa edilebeilir.

Monodeponi gibi düşünülüp yapılan deponiler, karışık olanlara kıyasla hiç de avantajlı değildir. Çevreye olumsuz etkileri daha fazladır. Bu durumda karışık depolama daha uyumlu görülmektedir.

Ancak birlikte depolamanın da bazı sakıncaları vardır:

- Çamur ve kül gibi atıklar deponi kütlesi içindeki proseslere tam olarak maruz kalacaklardır,

- Çamurlar su ve gaz bilançosunu olumsuz etkileyeceklerdir,

- Çamurlar koku sorununun oluşmasına neden olabilirler. Özellikle de çöpler ayrışmaya başladıktan, yığındaki sıcaklıklar 60 dereceye kadar çıktıktan sonra koku daha yoğun bir şekilde yayılmaktadır. Bu nedenlerden dolayı da monodeponin şansı son zamanlarda yeniden artmaktadır. Ancak tekniğinin iyileştirilmesi gerekmektedir. Bunu içinde monodeponide nihai depolanabilecek çamurların oluşturduğu ve/veya oluşturacağı eluatların su kalitesi, içmesuyu kalitesinde olması istenmektedir. Bu ise çamurların yakılmasından veya solidifikasyonundan sonra mümkün olmaktadır. Her halukarda bu monodeponiler kontrol edilebilir ve iyileştirilebilir olmalıdır.

Monodeponilerde mutlaka kombine sızdırmazlık tabakasının oluşturulması gerekmektedir. İekil ' de bir kombine sızdırmazlık tabakasının yapısı ve elemanları verilmiştir. Sızıntı sular derlenip arıtılmalıdır. Biten kısımlar veya tamamı bittikten sonra iyi bir sızdırmazlığı sağlanmalı ve örtülenip yeşillendi-rilmelidir. İekil ' de örtü tabakasının yapısı ve elemanları verilmiştir.

Monodeponilerde yapılan bu su kontrolü önlemleri yetmemekte, ayrıca deponide oluşan , oluşabilecek olan gazların da zararsızlaştırılması gerekmektedir. Tüm güvence altına alma altyapılarına rağmen , olası kaçak zararlara karşı da kontrol mekanizmasının işletilmesi gerekmektedir. Sızıntısu, gaz, deponinin mevcut durumu ve diğer emisyonlar açısından kontrollerin mutlaka sürekli olarak yapılması gerekmektedir.

Çamur ve kül monodeponilerinden beklenebilecek emisyonlar :

- Sızıntısu miktarı

. çamur kütlesinin % 5'i nötralizasyon ve çürüme suyu

. sızan ve deponan su ( depolama sırasında deponi kütlesine, çatlaklardan giren ve biriken su )

. presleme etkisi ile oluţan su

Başlangıçta % 60 olan su içeriği, % 40 - 35 'lere kadar daha sonra düşebilir, azalabilir. Bu durumda monodeponide oluşan birimalan debisi İekil 'de görüldüğü gibi seyiretmektedir.

Çamur monodeponisinde sızıntısu oluşup oluşmadığı, ne kadar oluştuğu hususları tam açıklığa kavuşmamıştır. Çünkü çamurun k_f-değeri 10_-7 ile 10_-11 m/s arasında değişmektedir. Bu nedenle de uzun bir süre sızıntı su oluşabileceğini düşünmek gerekir. Kül monodeonilerinde eğer her hangibir yüzey sızdırmazlık önlemleri alınmazsa yağan yağmurun yaklaşık % 50' si sızıntısu olarak zeminden akışa geçer.

Sızıntısuyun KOİ değeri 12.000 - 65.000 mg/l arasında değişmektedir.

Çamur monodeponilerinde oluşacak sızıntısuyun kirleticilerinin konsantrasyonu Çizelge 5 ' de görüldüğü gibi olabilir.

Çizelge 5 : Sızıntısu ve emisyon değerleri

-------------------------------------------------------------------

Parametreler Boyutu Değerleri

-------------------------------------------------------------------

Koku --- çok ţiddetli

Görünümü ---- sarı, berrak

pH-değeri ---- 6.6 - 8.9

Elektriksel iletkenlik uS cm^-1 13.000 - 34.000

Buharlaşma kalıtısı mg/l 475 - 35.000

Yanma kalıntısı mg/l 80 - 16.600

Toplam sertlik ^od 1,5 - 585

KOİ mg/l 12.000 - 65.000

Amonyum mg/l 2.800 - 7.000

Klorür mg/l 360 - 4.400

Sulfat mg/l 5 - 3.600

Nitrat mg/l 0.10 - 183

Nitrit mg/l 1

Siyanür mg/l 0.02

Sülfür, hidrojensülfür mg/l 2 - 26

KMnO₄- tüketimi mg/l 1.100 - 13.600

Su banyosunda buharlaţa-

bilen fenoller mg/l 7 - 95

TTC- testi Engelleme etkisi yok

TOC mg/l 3.400 - 21.000

Sirke asiti mg/l 2.000 - 13.000

-----------------------------------------------------------------

Curuf Monodeponilerinden de çözünüp, yıkanabilecek madde miktarları 4 - 12 g/kg KM' dedir. Çizelge 6' de yıkanabilen maddelerin değerleri verilmiştir.

Çizelge 6 : Curuf ve curuf-uçucu kül karışımı monodeponilerin- den çözünebilecek madde miktarları

İİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİ

Depolanan Kurţun Çinko Kadmiyum Nikel Florür

Materyal mg/kg KM mg/kg KM mg/kg KM mg/kg KM mg/kg KM

İİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİ

Curuf 0.9 0.2 0.32 0.2 1.1

Curuf-Uçucukül 1.1 0.8 0.02 0.04 1.6

Curuf-uçucukül iz 0.05 0.05 0.2 2.9

İİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİ

KM= Kuru madde veya katı madde

Kaynaklar :

Köhlhoff, D. (1991) : " Langzeitverhalten von Klaerschlamm im Deponien." Korrespondenz Abwasser, 38. Jahrg. , H. 6, S. 763-768

ATV/VKS (1989) : "Klaerschlammeinbau in Deponien - Gemeinsame Ablagerung von Klaerschlamm und Siedlungsabfaellen." Arbeitsblatt A 301.

ATV/VKS (1991) : " Monodeponie von Klaerscklamm" Arbeitsbericht, Kooespondenz Abwasser, 38. Jahrg. H.2, S. 285-290

LAGA (1979) :" Die geordnete Ablagerung von Abfaellen (Deponie-Merkblatt) Stand 1. Sept.

Köhlhoff, D. (1991) :" Klaerschlammeinbau in Deponien " Entsor-gungspraxis, H.11 , S. 714-718

Konularla İlgili Bazı Uygulama Örnekleri:

Örnek 1 : Günde oluşan çamur miktarının hesabı

Bilinenler:

Süt fabrikasına 30.000 l/gün süt geliyor.

Oluşan atık su : 60 m³/gün

Eşdeğernufus değeri : 30/ 1000 l süt

Aktif çamur sistemi.

Çamur su içeriği : % 98

Çıkış suyu BOİ₅ : 20 mg/l

Çamur hesabı:

Tesisin yükü : 30.30.60 g BOI₅/gün = 54,0 kg BOI₅/kg

Çıkıştaki yük : 60.20 g BOI₅ /gün = 1,2 kg BOI₅/kg

Günde ayrıştırılan miktar: = 52,8 kg BOI₅/kg

Çamur kuru katı maddesi :

(Her kg BOI₅ giderilmesinde oluţan miktar: 0,8 kg KM)

= 42,2 kg KM/gün.

Oluşan çamurun su içeriği %98 olduğuna göre;

= yaklaşık 2 m³ çamur/gün

Çamuru taşıma ve tarlaya yayma hesabı:

Günlük taşıma miktarı aşağıdaki denklemden hesaplanabilir :

M (m³/gün)

M = [ T/ 2x:V + (T₀ + T₁ ) ] x J

T = Günlük bilfiil çaliţma süresi (saat/gün)

T₀= Her seferdeki dolum süresi (saat)

T₁= Her seferdeki boţaltma süresi (saat)

x = Taşıma mesafesi (km)

V = Ortalama olarak aracın hızı (km/h)

J = Tankın veya aracın hacmi (m³)

Y = M = Günde taşınan miktar (m³/gün)

J = Tankın veya aracın hacmi (m³)= 3, 14, 19 m³,

T = Günlük bilfiil çaliţma süresi (saat/gün)= 9 saat/gün

x = Taşıma mesafesi (km)= 10 - 11 km

Yükleme miktarı : 400 - 600 m³ /ha

Çamur bilançosu:

Atıksu arıtma tesisinde oluşan toplam çamur aşağıdaki elemanlardan oluşarak suyu kurutulmaktadır : (1 600 m³/gün taze çamur için bilanço)

- Yüzen çamur ............... 44 m³/ gün = % 2,8

- Çamur çürütmeden sonra, gelen

çamur suyu ................ 546 m³/ gün = % 34,1

- Yoğunlaştırıcıdan, preslerden ve termik kurutmadan sonra olţan

su miktarı ..................990 m³/ gün = % 61,9

- Geriye kalan kuru çamur...... 20 m³/ gün = % 1,2

Toplam ..................... 1 600 m³/ gün = % 100

Örnek 2 :

Çökeltici kimyasal madde ve çamur hesabı:

Petrol rafinerisinde 2500 m³/gün atıksu oluşmaktadır ve bu da petrol eterinde ekstre edilebilen maddeler içermektedir, bunun değeri de 100 mg/l'dir.

İstenen çıkış suyu değeri ise : 1o mg/l petrol eterinde ekstre edilebilen maddeler (=PEEM).

Jar testleri sonucu elde edilen veriye göre kimyasal madde ihtiyacı:

100 mg FeSO₄ .7H₂O / l Atıksu

200 mg CaO / l Atıksu

Koyultucudan sonraki çamurun su içeriği:

SM = % 98

Verilen tüm CaO'ün CaSO₄'e dönüştüğü kabul edilir.

Oluşan çamur miktarının hesabı:

Tesisin PEEM yükü : 2500 . 100 = 250 kg PEEM

Çökeltim maddesi tüketimi :

250 kg FeSO₄ .7H₂O

(1 g FeSO₄ .7H₂O = 0,287 g Fe₂0₃) = 72 kg Fe₂0₃/gün

500 kg CaO

(1 g CaO = 2,43 g CaSO₄ ) = 1215 kg CaSO₄ / Gün

Çıkış suyunda da 25 kg/gün PEEM bulunmaktadır. Sistemde kalan ise 225 kg PEEM / gün dür.

Sistemde oluşan katı madde miktarı :

225 + 72 + 1215 = 1512 kg KM/gün

Yanma kaybı (YK) = PEEM'in % si :

% PEEM = (1512 - (72 + 1215) / 1512 ) . 100

% PEEM = 14.9

Başka yanabilir madde yok ise, o zaman % 98 su içermesi halinde çamur miktarı :

= 76 m³ çamur / gün

Çamur içindeki organik maddelerden beklenebilecek gaz miktarı:

Karbonhidratlar : 790 cm³/g

( % 50 CH₄ , % 50 CO₂ )

Yağlar : 1250 cm³/g

( % 68 CH₄ , % 32 CO₂ )

Proteinler : 700 cm³/g

( % 71 CH₄ , % 29 CO₂ )

Kentsel atıksu arıtma çamurundan içindeki yağ miktarına bağlı olarak ortalama 850 - 1000 cm₃/ g biyogaz beklenebilir, bunun da yaklaşık %65-75'i metan gazıdır. İçindeki organik maddeye bağımlı olarak da bu değer 400 - 700 cm³/g'dır.

Limanlar ve Çamur Sorunu

Örneğin Hamburg Limanı ve Önemi

Hamburg Limanı dünyanın en büyük limanlarından biridir. Hansestadt Hamburg 'da en büyük patronlardan biridir. Bugün 100 000 kişinin üzerinde iş yerine sahiptir ve insan çalıştırmaktadır. Bölgesinin hinterlandi da çok büyüktür ve buradan da ekonomik yükümlülükler gelmektedir. Hamburg limaanının dünya ekonomisinde yeri ve önemi çok büyüktür. Bu nedenle de Hamburg limanı işlevselliğini hiç bir zaman kaybetmemelidir. Elbe nehri de diğer tüm akarsular gibi beraberinde katı madde getirmektedir. Bu katı maddenin yapısına ve fraksiyon dağılımına göre de sorunlar oluşmaktadır. Akıntı hızının azaldığı yerlerde özellikle de liman bölgesinde bu katı maddeler çökmektedir.

Hamburg limanında yaklaşık 2*10⁶ m³ liman tarama çamuru oluşmaktadır. Bu çamurun da yaklaşık %50'si kum ve diğerleri gibi kaba fraksiyondan oluşurken ( >63 μm); geriye kalan diğer yarısı da ince fraksiyondan oluşmaktadır ( <63 μm). Hinterlan" dindaki yoğun tarımsal ve sanayi faaliyetlerinden dolayı da bu çamurlar oldukça kirlilik açısından çok yüklüdürler. Liman tarama çamurunda bulunan ağırmetal kirlilik yükünün büyük çoğunluğu, %90'nı, eski DDR 'den ve Çekoslavakya' dan gelmektedir. Hamburg limanında çamur taraması nedeni ile Kuzey Denizine gidecek olan ağırmetal yükünün yaklaşık %25'i azaltılmaktadır. Yukarı havzadan (doğudan) 1.170 ton/yıl ağırmetal gelirken; kuzeydeki havzadan (Schleswig-Holstein) 13 ton/yıl ağırmetal taşınmaktadır. 928 ton/yıl ağırmetal yükü de aşağı elbe kanalı ile Kuzey Denizi'ne taşınmaktadır. 255 ton/yıl yükü de tarama çamurları ile birlikte alınmaktadır.

Hamburg liman çamurlarındaki ağırmetal yükü özellikle 1970'li yıllardan sonra ciddiye alınınca, zararlı maddeleri zararsızlaştırmak için çok yüklü harcamalar yapılmıştır.

Elbe Akarsuyu ve Kati Maddeler

Bir akarsuda suspanse (askıda kati madde) akarsu yolu ile tasinan toplam kati maddenin %85'ini olusturmaktadir. Geri kalani ya yüzen maddeler ya da sürüklenen kati maddelerdir. Sadece Ren nehiri mansap kisminda yilda 5,5 milyon ton suspanse tasimaktadir. Ganges ve Brahmaputra nehirleri yilda 2000 milyon ton tasimaktadir. Akarsular okyanuslara yilda 3*10⁹ ton suspensa tasimaktadir.

Hamburg da yilda 2 milyon m³ (5 milyon ton ) liman camuru olusmaktadir(>63μm). Bunun %50'si kum , %50'si de mil, kil.(<63 μm). Liman camurunun%90'i eski DDR ve Cekoslovakya'dan gelmektedir. Kolloid maddeleri da 1 - 10 μm boyutunda bulunmaktadir. Kati maddenin capina gφre de cökme hizlari degismektedir :

Çizelge : Katı maddenin çapına göre çökme hızları

-----------------------------------------------------------------

Kati madde capi Partikel adi Cökme süresi

(1 m icin)

-----------------------------------------------------------------

10 mm Cakil 1 Saniye

1 mm Kum 10 Saniye

0,1 mm Ince kum 2 Dakika

0,01 mm Kil 2 Saat

-----------------------------------------------------------------

1 μm Bakterium 8 Gόn

0,1 μm Kolloid 2 Yil

0,01 μm Kolloid 20 Yil

----------------------------------------------------------------

Tanelerdeki yüzey/hacim orani da cok önemlidir:

İİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİİ

Tanecigin boyu Yüzeyi Hacimi Yüzey/Hacim orani

--------------------------------------------------------------

(μm) (μm²) (μm³)

--------------------------------------------------------------

1 6 1 6

10^-3 6*10³ 1 6000

---------------------------------------------------------------

Elbe nehrinin içindeki katı maddelerin çökmesini etkileyen mekanizmayı ve yasalarını aşağıdaki gibi özetlemek mümkündür:

* Elektrostatik karsilikli etkilesmeler ,

* Van-der-Waalls kuvvetleri ve Coulomb kuvvetleri

* Stabil kolloid suspanseleri

* Yumaklasma

* Tasinma

* Stabilizasyon

* Sogurma

* Organik ve inorganik tehlikeli maddeler
* ve katı maddelerin fraksiyonu:

Fraksiyon Dane boyutu

---------------------------------------------------------------

Cökebilir > 100 μm

Süper kolloid 1-100 μm

Kolloid 10^-3 - 1 μm

Cözülmüs maddeler < 10^-3 μm (1nm)

--------------------------------------------------------------

Tehlikeli Çamurların Nihai Bertrafı

Özellikle kimya ve metal sanayiinde oluşan toksik, asidik, kostik, yanabilir nitelikli tehlikeli ve zararlı atıkların büyük bir kısmı çamur veya pastöz (sıvı formunda), atıkların bertarafı:

- düzenli deponilerde

- fiziko-kimyasal veya biyolojik arıtma işlemlerinden sonra deponide

(Özel atık deponileri)

- yakma veya piroliz (Özel atık termik işlemleri)

- katılaştırma (solidifikasyon)

Tespit Etme ve Katılaştırma İşlemleri

Tespit etme ve katılaştırma işlemleri için çok değişik yöntemler vardır. Tespit etme mobil olabilecek atığı immobil hale getirmek mutlak olarak tehlike poatansiyeli özelliğine son vermektir. Diğer bir deyişle kararlı bir kristal yapı veya bağlayıcı bir polimer içinde toksik element veya bileşenlerin tutularak çözünemeyen bileţikler haline dönüţtürülmesi iţlemidir.

Katılaştırma işlemi ise sıvı veya çamurumsu özelliği olan atığın homojen bir katı

kütlesi oluşturması için yapılmaktadır. Böylece sonuçta elde edilen materyal kolayca işlenebilir ve taşınabilir niteliktedir. Katılaştırma işlemi kimyasal değişimlerin yer aldığı tespit etme işlemini de kapsar, fakat aynı zamanda katı madde kütlesi içinde atık danelerinin ve moleküllerinin fiziksel olarak bağlanması da gerçekleşir.

Tespit etme ve katılaştırma sonucunda aşağıdaki sonuçlar elde edilir:

- Katı bir ürün

- Atığın işlenme özelliklerini geliştirilir

- Kirletici taşınımının oluşacağı yüzey alanını azaltma

- Akışkanlar ile temas ettiği zaman kirletici çözünürlüğünü azaltma

Katılaştırma ve tespit etme teknikleri ile arıtılan kaynak ve tipi tanımlanan sanayii atıkların ayrımı Çizelge 1' de verilmiştir.

Çizelge 1: Katılaştırma işleminin uygulandığı çeşitli çamurlar ve atıklar

-------------------------------------------------------------------

Sanayii Atık Türü Kirleticiler

-------------------------------------------------------------------

Elektrokaplama Filtre keki ve çamur Cd, Cr, Pb, Cu, Ni,

Zn, Siyanür

Galvanizleme Filtre keki ve çamur Zn

-------------------------------------------------------------------

Elektrik aletleri

üretimi Filtre keki ve çamur Karbon, Siyanür,

Sn, Pb

-------------------------------------------------------------------

Organik kimyasallar Sıvı Atık Pb, Ti

Gaz temizleme Sıvı Atık Alkali sülfürler

-------------------------------------------------------------------

Çizelge 1 (Devam): Katılaştırma işleminin uygulandığı çeşitli çamurlar ve atıklar

-------------------------------------------------------------------

Sanayii Atık Türü Kirleticiler

-------------------------------------------------------------------

Petro kimyasal

katalizler Katı Atık Co, Mo, Ni

Metal arıtımı Sıvı Atık Siyanür, Asit,

Alkali,

Zn, Mg, Ba

-------------------------------------------------------------------

İlaç üretimi Filtre keki ve çamur Zn, Hg, Ba, Be

Metal geri kazanma Katı Atık Cu, Ni, Zn,

Yakma tesisi atıkları Katı Atık Mn, Fe, Pb, Zn, V

------------------------------------------------------------------

Asit Pikling Filtre keki ve çamur Asit, Cr, Zn, Fe,

Alüminyum Filtre keki ve çamur Alkaliler, Asitler

Cu, Cr.

------------------------------------------------------------------

Kullanılan çeşitli materyaller ise; çimentolar, kireç, puzolan (çimento bileşenleri oluşturmak üzere su ve kireçle bağlanabilen materyal), gips ve silikatların çeşitli kombinasyonları.

Bu mataryeller uygulandığında atık bileşenleri ile silikat ve aluminosilikatlar oluţturulur.

Çimento ile katılaştırma sırasında; uygun bir katı ürün elde etmek üzere çimento-atık karışımı içinde çimentonun hidratasyonu gerçekleşir. Bu eylem beş adımı ardaşık olarak izleyerek yapmak gerekir:

a) Analiz ve değerlendirme (örn. KM, SM, OM, IOM, Kül, pH, Ağırmetal, Toksik madde v.d. )

b) Ön arıtma

c) Bağlayıcı ve katılaştırıcı madde ilavesi

d) Son ürünün kalitesinin kontrolü

e) Son ürünün kullanımının araştırılması ve yoksa nihai bertarafı

Büyük oranda organik madde içeren atıklar, katılaştırma için genellikle uygun olmayan atıklardır (Çizelge ); fakat arıtma işleminden önce diğer atıklar ile uygun bir şekilde karıştırılırsa bunlar da bazen katılaştırılabilir. Katılaştırma işleminin uygulanamadığı belirli organik materyaller de Tablo 2'de özetlenmiţtir.

Diğer yandan kuvvetli alkali atıklar ya asit ile veya asit içeren atıklar ile nötralize edilmelidir. Siyanürlü çamurlar ise hipoklorit ile parçalanır.

Organik bileşikler, eğer atık içinde % 1-2 den fazla ise çimento ile katılaştırma işlemine tabi tutulamazlar. Çizelge 3'de katılaştırılmış materyalin kalitesini belirleyen parametreler verilmiştir.

Çizelge 2: Katılaştırma (Solidifikasyon) işlemi için uygun olmayan bazı atıklar

-------------------------------------------------------------------------------

Atık Özellikleri Katılaştırmaya engel durum

-------------------------------------------------------------------------------

İnorganik Atıklar

-------------------------------------------------------------------------------

1. Yüksek çözünebilir tuz içeriği Çimento katılaşmasına mani

2. Yüksek toksik anyon içeriği (örn.borlar) Katyonlardan daha kolay sızar

3. Yüksek oranda çimentonun katılaşma

özelliğini yavaşlatan (örn.sülfatlar)

madde içeriği Son ürünün dayanımını etkiler

4. İşlem sırasında önlenemeyen toksik

koku oluşumu Tesiste sağlık riski

5. Metal karpitler gibi alkaliler

veya su ile temas halinde toksik-

zehirli gaz oluţumu Tesiste sağlık ve emniyet riski

-------------------------------------------------------------------------------

Organik Atıklar:

-------------------------------------------------------------------------------

1. Yanabilir, patlayabilir materyaller Tesiste emniyet tehlikesi

2. Biyolojik olarak aktif bileţenler

içeren maddeler (örn.insektisit,

pestisit Nihai üründen hemen sızabilir

3. Çimentonun katılaşmasını önleyen

bileţenler (örn.ţeker) Nihai ürünün dayanımını etkiler.

----------------------------------------------------------------------------

Çizelge 3: Katılaştırılmış materyalin kalitesini belirleyen parametreler

-------------------------------------------------------------------------------

Özellik Ulaşılması gereken değer Karşılaştırma değeri

-------------------------------------------------------------------------------

Permeabilite (28 gün) < 1x10^-7 m/s Kum : 1x10^-4 - 5x10^-5 m/s

Silt: 1x10^-6 - 1x10^-7 m/s

Beton: 1x10^-8 m/s

-------------------------------------------------------------------------------

Dayanım (28 gün) < 0.34 MN/m² Beton: 30 MN/m²

Mortar: 20 MN/m²

-------------------------------------------------------------------------------

Yıkanma suyu kalitesi pH 8-11 -

(sızıntı suyu alitesi) KOİ < 280 g/m³ -

Toplam CN < 1 g/m³ -

Toplam sülfür < 5 g/m³ -

Toplam fenol < 5 g/m³ -

NH³ < 40 g/m³ -

Toksik ağır metaller -

Zn < 10 g/m³, Hg < 0.5 g/m³ -

Diğerleri (Cd,Cr,Cu,Ni,Pa,V,

Ba,Co,Mo,Sn,As,Se,Sb) < 5 g/m³ -

Pestisidler < 0.1 g/m³ -

------------------------------------------------------------------------------

Kaynaklar:

1. Stief,K. (1982): "Verfestigungvon Sonderabfaellen"; Fortschritte der Deponietechnik, UBA Berlin Bismarkplatz 1

2. Sollars,C.J.; Perry,R. (1989): "Cement Based Stabilization of Wastes: Practical and Theoretical Consideration"; J.IWEM, 3,April.