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

Arıtma Çamurlarının İşlenmesi ve Bertarafı...


1. Çamurun Özellikleri...

1.1. Fiziksel Özellikleri...

Özgül Ağırlık ( S Ç ) : Birim hacimdeki çamur ağırlığının aynı hacimdeki suyun ağırlığına oranına çamurun " özgül ağırlığı " denir. Örneğin, birim hacimdeki çamur 1,010 g ve su ise 1,000 g ise, bu çamurun özgül ağırlığı ; S Ç = 1,010 / 1,000 = 1.01 olur.

( 1 / S Ç ) = ( W İ ) / ( S İ )

Burada ; S Ç : çamurun özgül ağırlığı, W İ : i. kısmın ağırlığı ve S İ : i. kısmın özgül ağırlığı.

Çamurlar İçin Hacim - Kütle İlişkisi : Çamurun hacmi, esas olarak su içeriğine ve içindeki katı maddenin özelliğine bağlıdır. Örneğin, ağırlıkça % 10 katı madde içeren çamur ağırlık olarak % 90 su içerir. Çamurun içeriğindeki katı maddeler ; ( a ) sabit katı maddeler ( inorganik ) ve ( b ) uçucu katı maddeler ( organik ) olarak sınıflandırılabilir. Bu sınıflandırma için, çamur içindeki katı maddelerin özgül ağırlıkları arasında aşağıdaki eşitlik yazılabilir :

( W S ) / [ ( S S ) ( RO W ) ] = ( W F ) / [ ( S F ) ( RO W ) ] + ( W V ) / [ ( S V ) ( RO W ) ]

Burada ; W S : katı madde ağırlığı, W F : sabit katı madde ağırlığı, W V : uçucu katı madde ağırlığı, S S : katı madde özgül ağırlığı, S F : sabit katı madde özgül ağırlığı, S V : uçucu katı madde özgül ağırlığı ve RO W : suyun yoğunluğu.

Örnek - 1 :

Su içeriği % 90 olan çamurun sabit katı madde içeriği % 33.3 ve özgül ağırlığı 2.5 ve uçucu katı madde içeriği % 66.6 ve özgül ağırlığı 1.0 ise ; katı madde özgül ağırlığı ; ( 1 / S S ) = ( 0.33 / 2.5 ) + ( 0.67 / 1.0 ) = 0.802 ; S S = 1.24 ve çamurun özgül ağırlığı ; ( 1 / S Ç ) = ( 0.10 / 1.24 ) + ( 0.90 / 1.0 ) = 0.98 ; S Ç = 1.02 olarak hesaplanabilir.

Aşağıdaki çizelgede değişik tip arıtma çamurlarının katı madde özgül ağırlıkları ile çamurun özgül ağırlıklarının tipik değerleri verilmiştir.

Çamur S S S Ç
Ön çökeltme havuzu 1.40 1.020
Aktif çamur 1.25 1.005
Damlatmalı filtre 1.45 1.025
Mekanik havalandırmalı lagün 1.30 1.015
Fosfor giderimi için
Düşük dozda ( 350 - 500 mg / L ) KM ilavesi olan 1.90 1.040
Yüksek dozda ( 800 - 1,600 mg / L ) KM ilavesi olan 2.20 1.050

Çamur Hacmi : Çamur hacmi aşağıdaki denklem ile tanımlanmaktadır ;

V Ç = ( W S ) / [ ( RO W ) ( S Ç ) ( P S ) ]

Burada ; V Ç : çamur hacmi, RO W : suyun yoğunluğu, W S : katı madde ağırlığı, S Ç : çamurun özgül ağırlığı ve P S : ondalıklı olarak ifade edilen katı madde kısmı.

Çamur hacimleri ile katı madde yüzdeleri arasında ters bir orantı vardır ;

( V 1 / V 2 ) = ( P 2 / P 1 )

Örnek - 2 :

Aşağıdaki özelliklere sahip olan 1,000 kg ( kuru madde olarak ) ön çökeltme havuzu çamuru için çürüme sonucunda oluşacak hacim azalmasını, çürümeden önce ve sonra oluşacak sıvı hacmini bulunuz.

Çözüm :

Parametre Ön çökeltme havuzu çamuru Çürütülmüş çamur
Katı madde ( % ) 5 10
Uçucu katı madde ( % ) 60 60 ( gazlaşan )
S F 2.5 2.5
S V 1.0 1.0

( a ) Ön çökeltim çamurundaki katı maddelerin ortalama özgül ağırlığı :

( 1 / S S ) = ( 0.40 / 2.5 ) + ( 0.60 / 1.0 ) = 0.76 ; S S = 1.32

( b ) Ön çökeltim çamuru özgül ağırlığı :

( 1 / S Ç ) = ( 0.05 / 1.32 ) + ( 0.95 / 1.0 ) = 0.99 ; S Ç = 1.01

( c ) Ön çökeltim çamuru hacmi :

V Ç = ( 1,000 ) / [ ( 1,000 ) ( 1.01 ) ( 0.05 ) ] = 19.8 m 3

( d ) Çürümeden sonraki uçucu KM yüzdesi :

% UKM = { [ ( 0.40 ) ( 0.60 ) ( 1,000 ) ] / [ 400 + ( 0.40 ) ( 600 ) ] } ( 100 ) = % 37.5

( e ) Çürümeden sonraki KM özgül ağırlıkları :

( 1 / S S ) = ( 0.625 / 2.5 ) + ( 0.375 / 1.0 ) = 0.625 ; S S = 1.60

( 1 / S ÇÇ ) = ( 0.10 / 1.60 ) + ( 0.90 / 1.0 ) = 0.963 ; S S = 1.04

( f ) Çürütülmüş çamurun hacmi :

V ÇÇ = [ 400 + ( 0.40 ) ( 600 ) ] / [ ( 1,000 ) ( 1.04 ) ( 0.10 ) ] = 6.15 m 3

( g ) Çürütmeden sonra çamur hacmindeki azalma :

% Azalma = ( 19.8 - 6.15 ) / ( 19.8 ) = 0.689 = % 68.9

Çamur Katı Madde İçeriği : Çamurun katı ve sulu kısımları arasındaki ilişki " katı madde konsantrasyonu " olarak tanımlanır ve ( mg / L ) veya ( % KM ) cinsinden verilir. Örneğin, 10,000 mg / L % 1 KM'yi gösterir. Su içeriğine bağlı olarak katı madde konsantrasyonu ; % KM = 100 - % Su içeriği olarak tanımlanır.

Çamurun Çökelme Özellikleri : Çamurun çökelme özelliklerinin belirlenmesi amacı ile yapılacak testlerden biri de " çökelme testi " dir. Alınan örnek bir dereceli mezüre konur ve zamana karşı çamurun çökelme özelliği izlenir. Çamur numunesi seyreltik ise arakesiti zamana karşı izlemek daha kolay olur. Çamurun çökelme özellikleri hakkında önemli bilgi veren diğer bir deney " SVI " ( çamur hacim indeksi ) testidir. Alınan 1,000 mL'lik çamur numunesi dereceli mezüre konur ve 30 dakika sonra çökelen hacim mL olarak okunur. " SVI ", çamurun mg / L birimindeki AKM konsantrasyonuna bölünerek bulunur.

SVI = [ ( mL çamur ) ( 1,000 ) ] / ( mg / L AKM )

Partikül Boyutu : Partiküllerin boyutu yanında, şekli ve ağırlıkları gibi diğer özellikleri de değiştiğinden, yalnızca partikül boyutuna göre çamur tanımlanamaz.

Çamur numunesi
V
V
V
V
100 mikronluk elek ====> Çok kolay çökelebilen KM ( Elek üzerinde kalan )
V
V
V
V
15 dakika yumaklaştırma
V
V
V
V
1 saat çökeltme ====> Kolay çökelebilen katılar
V
V
V
V
1 mikron membran ====> Yarı kolloidal katılar
V
V
V
V
0.001 mikron membran ====> Gerçek kolloidler
V
V
V
V
Çözünmüş katılar

Çamurda Suyun Dağılımı : Çamurun asıl yapısını oluşturan su, serbest halde veya partiküllere yapışık halde bulunur. Çamurdaki su ;

( a ) Serbest su : Partiküllere bağlı olmayıp yerçekimi etkisi ile ayrılır.
( b ) Yumak suyu : Yumaklar arasında hapsedilmiş sudur. Mekanik su alma işlemleri ile uzaklaştırılır.
( c ) Kapiler su : Partiküllere bağlı olarak bulunur. Partiküllerin sıkıştırılarak deformasyonu ile uzaklaştırılır.
( d ) Kimyasal bağlı su : Partiküllerin içinde bağlı olarak bulunur.

Tipik bir aktif çamurda ;

( a ) Serbest su : % 75
( b ) Yumak suyu : % 20
( c ) Kapiler su : % 2
( d ) Kimyasal bağlı su : % 2.5
------------------------------------
Toplam su içeriği : % 99.5
Toplam katı madde içeriği : % 0.5

Karışık çürütülmüş çamurda ;

Hücreler arası su : % 70
Adhezyon ve kapiler su : % 22
Adsorbsiyon ve hücre içi suyu : % 8

Çamurun Akışkanlık Özelliği : Aşağıdaki şekilde y küçük olmak üzere, profil doğrusaldır.

TO = ( MU ) ( du / dy )

Bu şekildeki akışkanlara " Newtonian " akışkanlar denir.



Plastik akışkanlarda ;

TO = TO y + ( ITA ) ( du / dy )

Burada ; TO y : cidar kayma gerilmesi ve ITA : plastik viskozite. Çamur bu iki akışkan türünün özelliklerini yansıtmaz. Bu iki akışkan türü arasında olan arıtma çamuru " pseudo - plastik " akışkan adını alır.

TO = ( ITA ) ( du / dy ) n

Burada ; n : davranış indeksi. n = 1 ve ITA = MU ise akışkan " Newtonian " akışkandır.

Ham çamur : ITA = 0.28
Aktif çamur : ITA = 0.06
Çürütülmüş çamur : ITA = 0.92

1.2. Kimyasal Özellikleri...

Isıl Değeri : Çamurun ısıl değerini, çamurun organik madde içeriği ( C, H, N, vb. ) belirler. C a O b H c N d yapısına sahip çamurun yanması için gerekli O 2

C a O b H c N d + ( a + 0.25 c - 0.5 b ) ( O 2 ) ====> a ( CO 2 ) + 0.5 c ( H 2 O ) + 0.5 d ( N 2 )

Çamurun ısıl değeri kaynağına bağlı olarak değişim gösterir. Isıl değer laboratuvarda " kalorimetre " cihazı ile ölçülür. Aşağıda değişik tip çamurların tipik ısıl değerleri verilmiş ve bu değerlerin düşük kaliteli kömür ile kıyaslaması yapılmıştır.

Ham ön çökeltme havuzu çamuru = 25,000 kJ / kg KM
Aktif çamur = 20,900 kJ / kg KM
Anaerobik olarak çürütülmüş çamur = 11,620 kJ / kg KM
Düşük kaliteli kömür = 7,700 kcal / kg KM

Çamur belirli oranlarda su içeriğine sahiptir ve 0.5 kg suyun buharlaştırılması için 2.0 - 2.5 MJ ısıya gereksinim vardır. Bu nedenle, çamur için ısıl değer yaklaşık olarak 550 kcal / kg çamur'dur.

2. Arıtma Çamurlarının Bertarafı...

2.1. 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.

2.2. 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 ).

2.3. 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

2.4. 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 )

2.5. 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

3. Kimyasal Çamurlar...

3.1. 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

3.2. 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

3.3. 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.

4. Arıtma Çamurlarının İletilmesi ve Pompajı...

4.1. Çamur İletiminde Kullanılan Pompalar...

( a ) Dalgıç Pompalar : Avantajı, düşük hızlarda bile, yoğun çamurları iletebilmeleridir. 3 m'den daha büyük emme derinliklerinde kullanılabilirler. Basma yükseklikleri büyük aralıklara sahip olduğundan sabit ve ayarlanabilir kapasitelerde çalıştırılabilirler. Yüksek deşarj yüklerini karşılayabilirler ve yükleme koşullarına uygun ekipman tasarımı ile yüksek KM konsantrasyonlarını bile iletebilirler. Küçük tesislerde 24 m, büyük tesislerde ise 70 m'lik yük kayıplarını karşılarlar.

( b ) Kademeli Pompalar : Her tip çamurun iletilmesinde kullanılabilirler. Emme derinlikleri 8.5 m'ye kadar çıkabilir. 135 m'ye varan yük kayıplarını karşılayabilirler. Ön çökeltme havuzu çamurunun iletilmesinde, bu pompalardan önce ( KM giderimi için ) öğütücü kullanılmalıdır. Kolay debi kontrolü ve kolay işletilebilirlikleri en büyük avantajlarıdır.

( c ) Santrifüj Pompalar : Büyük tesislerde ön çökeltme havuzu çamurunun iletilmesinde özel tip santrifüj pompalar kullanılır. Yüksek basınçlı sistemlerde seri bağlı birden fazla pompa bir arada kullanılabilir. Düşük hızlı veya değişken devirli santrifüj pompalar geri devir çamurlarının iletilmesinde kullanılırlar. Bu amaçla " salyangoz " tipli santrifüj pompalar kullanılır.

( d ) Diyafram Pompalar : Esnek bir membrana sahip olan bu pompalarda itme ve çekme etkisi ile kavitasyon yaratılır. Akım çek - vana ile bu kavitasyona yönlendirilir. Düşük kapasitedeki çamur iletiminde ve düşük yük kayıplarının olduğu yerlerde kullanılırlar.

( e ) Yüksek Basınçlı Piston Pompalar : Çamurun uzun mesafelere iletilmesi ve yüksek basınç uygulamalarında kullanılırlar. İşlevleri dalgıç pompalara benzer. Avantajları ; yüksek basınçlarda küçük debiler iletebilirler, büyük partikülleri basabilecek çaplara sahiptirler, belli KM konsantrasyonları aralığında çalıştırılabilirler, pompaj tek kademede gerçekleştirilebilir. En büyük olumsuz yanı pahalı olmalarıdır.

Arıtma tesisinde oluşan atık ve çamurların iletiminde kullanılabilecek pompa tipleri aşağıdaki çizelgede verilmiştir.

Atık / Çamur Dalgıç Kademeli Santrifüj Yüksek devirli Santrifüj Diyafram Yüksek basınçlı piston
Izgara atıkları Pompaj yapılamaz
Kum tutucu atıkları - - - + - -
Ön çökeltme havuzu çamurları + + - + + -
Kimyasal çökeltme havuzu çamurları + + - + + -
Köpük + + + - + -
Çürütülmüş çamur + + - + - +
Damlatmalı filtre çökeltme havuzu çamurları + + - + + -
Atık aktif çamur / Geri devir çamuru - + - + + -
Yoğun çamur + + - - + +

4.2. Yük Kayıplarının Hesaplanması...

Çamur iletimini sağlayan iletim hatlarında oluşan yük kayıplarını etkileyen faktörler ; ( a ) çamurun özellikleri, ( b ) sıcaklık, ( c ) boru çapı, ( d ) akım hızı. Yük kayıpları ; KM ve UKM konsantrasyonlarının artması ve sıcaklığın azalması ile artar. UKM yüzdesi çamur KM yüzdesi ile çarpıldığında bulunan değer 600'ü geçerse çamurun pompajı zorlaşır. Örneğin ; UKM = % 70, TKM = % 12 ise 70 x 12 = 840 > 600. Katı madde içeriği % 3'ten küçük olan çamurların kısa hatlar ile iletiminde kullanılan yöntem aşağıda özetlenmiştir.

Re = [ ( GAMA ) ( V ) ( D ) ] / ( ITA )

He = [ ( D 2 ) ( TO Y ) ( GAMA ) ] / ( ITA 2 )

DELTA P = [ ( 2 f ) ( GAMA ) ( L ) ( V 2 ) ] / ( D )

J = ( f / D ) ( V 2 / 2 g )

Burada ; Re : Reynolds sayısı, GAMA : çamurun yoğunluğu ( kg / m 3 ), V : akım hızı ( m / sn ), D : boru çapı ( m ), ITA : rijitlik katsayısı ( kg / m . sn ), He : Hedstrom katsayısı, TO Y : kayma gerilmesi ( N / m 2 ), DELTA P : basınç düşmesi ( N / m 2 ), f : sürtünme katsayısı, L : boru uzunluğu ( m ), J : enerji çizgisi eğimi ve g : yerçekimi ivmesi ( = 9.81 m / sn 2 )

Hesap adımları :

( 1 ) % KM içeriğine bağlı olarak grafikten TO Y okunur.
( 2 ) % KM içeriğine bağlı olarak grafikten ITA okunur.
( 3 ) Yukarıdaki eşitliklerden Re ve He sayıları hesaplanır.
( 4 ) Re ve He sayıları kullanılarak grafikten f katsayısı okunur.
( 5 ) Yukarıdaki eşitlik kullanılarak DELTA P hesaplanır.

Örnek - 6 :

Ortalama debisi 0.04 m 3 / sn olan ham arıtma çamuru taşıyan 10,000 m uzunlukta ve 0.20 m çaplı boru hattındaki yük kayıplarını ve basınç düşmesini hesaplayınız.

Veriler :

- Sınır kayma gerilmesi, TO Y = 1.556 N / m 2
- Rijitlik katsayısı, ITA = 0.0372 kg / m . sn
- Çamurun yoğunluğu, GAMA = 1,010 kg / m 3

Çözüm :

* Boru kesit alanı :
A = ( PI ) ( 0.20 2 ) / ( 4 ) = 0.0314 m 2
* Akım hızı :
V = ( 0.04 ) / ( 0.0314 ) = 1.27 m / sn
* Reynolds sayısı :
Re = [ ( 1,010 ) ( 1.27 ) ( 0.20 ) ] / ( 0.0372 ) = 6.9 x 10 3
* Hedstrom katsayısı :
He = [ ( 0.20 2 ) ( 1.556 ) ( 1,010 ) ] / ( 0.0372 2 ) = 4.5 x 10 4
* Sürtünme katsayısı :
Re ve He için, f = 0.007
* Basınç düşmesi :
DELTA P = [ ( 2 x 0.007 ) ( 1,010 ) ( 10,000 ) ( 1.27 ) ] / ( 0.20 ) = 1,140,320 kg / m 2
* Enerji çizgisi eğimi :
J = ( 0.007 / 0.20 ) ( 1.27 2 / 2 x 9.81 ) = 0.0029
* Yük kaybı :
DELTA H = ( 0.0029 ) ( 10,000 ) = 29 m

4.3. Çamur Boruları...

Arıtma tesislerinde çamur borularının çapı 150 mm'den daha küçük olmamalıdır. Hızlar 1.5 - 1.8 m / sn'yi aşmadıkça 200 mm'den daha büyük çaplar uygulanmamalıdır. Cazibeli çamur hatlarında ise 200 mm'den daha küçük çaplı borular kullanılmamalıdır. Pompa bağlantıları da 100 mm'den küçük olmamalıdır. Ön çökeltme havuzu çamuru ya da köpük iletiminde yağlar boru iç yüzeyini kaplama eğilimindedir. Daralma sonucu, etkili boru enkesit alanının azalması pompa yük kayıplarını arttıracaktır. Bu nedenle düşük kapasitede pozitif yerdeğiştirmeli pompalar kullanılmalıdır. Büyük kapasiteli santrifüj pompalar, su içeriği yüksek olan seyreltik çamurlarda uygulanır. Boruların iç cidarlarında biriken yağların bertarafı için sıcak su sirkülasyonu veya çürütücü üst sıvısını ana çamur boruları içerisinden geçirmek bir çözüm yolu olarak uygulanabilir.

5. Çamurun Stabilizasyonu...

5.1. Giriş...

Çevreye herhangi bir zarar vermeksizin, herhangi bir kötü koku yaratmaksızın bertaraf edilebilen çamura " stabil çamur " denir. Bu nedenle stabilizasyon " kararlılık " olarak ele alınabilir. Stabilizasyon işleminin uygulanma nedenleri ; ( a ) Patojen organizmaların giderimi, ( b ) İstenmeyen koşulların ortadan kaldırılması ve ( c ) Potansiyel bozunmayı azaltmaktır. Stabilizasyonun verimi doğrudan çamurun özelliklerine bağlıdır. Stabilizasyon işlemleri sırasında istenmeyen koşulların giderimi / engellenmesi için ; ( a ) Uçucu kısmın biyolojik olarak oksidasyonu, ( b ) Uçucu kısmın kimyasal olarak oksidasyonu, ( c ) Mikroorganizma gelişimini engellemek için çamura kimyasal madde ilavesi ve ( d ) Çamurun dezenfekte ya da sterilize edilmesi işlemlerinden biri uygulanabilir.

5.2. Stabilizasyonun Belirlenmesinde Önemli Parametreler...

...