Damlatmalý Filtre...

"Damlatmalý Filtre Süreci" ile ilgili Ýngilizce detay bilgi için "ani52/ani4041.html" sayfasýna gidiniz...

Temelde, sabit ortamlý filtreler veya damlatmalý filtreler, biyolojik büyümenin hareket etmeyen sabit bir ortamda gerçekleþtiði ve çamur geri devir iþleminin yapýlmadýðý süreçlerdir. Diðer taraftan, aktif çamur sürecinde olduðu gibi, biyolojik büyümenin askýda halde bulunduðu ve mikroorganizma konsantrasyonunun çamur geri çevrimi ile sabit bir deðerde tutulduðu süreçler de mevcuttur. Gerek yapýþýk büyüme sistemlerinde olsun gerekse de askýda büyüme sistemlerinde olsun, ayrýþabilir organik madde, karbon dioksit ve su gibi son ürünlere aerobik biyolojik parçalanma sonucunda dönüþtürülür. Oksidasyon sýrasýnda açýða çýkan enerjinin büyük bir kýsmý yeni hücrelerin sentezinde kullanýlýr. Filtre iþletmeye alýndýktan hemen sonra, sabit filtre ortamýnýn yüzeyinde, bakteri ve diðer biyotayý içeren viskoz, jel yapýsýnda, yapýþkan bir tabaka oluþur. Ön çökeltimden geçirilen atýksu filtre ünitesine alýnýr ve aþaðýya doðru ortamdan geçmesi saðlanýr. Organik madde giderimi adsorbsiyon ve biyota tarafýndan asimilasyon iþlemleri sonucunda gerçekleþir.

Organik maddenin aerobik ayrýþýmý için gerekli oksijen, filtre ortamýnda gerçekleþtirilen doðal hava sirkülasyonu ve atýksuyun bünyesinde bulunan çözünmüþ oksijen ile saðlanýr. Damlatmalý filtre iþletmeye alýndýktan sonra, sabit filtre ortamýnýn üst kýsýmlarýnda aerobik, orta tabakada fakültatif ve alt tabakada ise anaerobik bakteriler geliþir. Üretilen biyolojik kütlenin miktarý mevcut besi maddesi ile kontrol edilir. Filtre ortamý üzerinde maksimum etkin kalýnlýða ulaþýlana kadar, artan organik madde yüklemesi bakteriyel kütlenin hýzla artmasýna neden olur. Maksimum büyüme, hidrolik yükleme hýzý, filtre ortamý tipi, organik maddenin cinsi, mevcut gerekli nutrientlerin miktarý, sýcaklýk ve biyolojik büyümenin özellikleri ile kontrol edilir. Filtre iþletimi süresince, biyolojik film tabakasý periyodik veya sürekli olarak yenilenecektir.

Filtre ortamýndan kopan bu biyolojik kütlenin çýkýþ suyundan uzaklaþtýrýlmasý için son çökeltme havuzu inþa edilmelidir. Filtre ortamýnýn týkanmamasý için ön çökeltme havuzu mutlaka uygulanmalýdýr. Bununla birlikte, atýksu içerisindeki katý maddeler öðütücülerde küçük tanecikler haline dönüþtürülüyorsa ve filtre ortamý plastik ve açýklýklarý büyük olan elemanlardan oluþturulmuþsa ön çökeltme havuzu kullanýlmayabilir. Damlatmalý filtre çýkýþ suyunun geri çevrimi, birçok durumda, atýksu arýtým veriminin arttýrýlmasý amacýyla uygulanmaktadýr. Hidrolik yükleme hýzýnýn arttýrýlmasý, tesise minimum atýksu debisinin gelmesi durumunda, filtre ortamýnýn sürekli olarak ýslak kalmasýný ve biyolojik film tabakasýnýn kurumamasýný saðlar. Bu durumda arýtým kapasitesi artacaktýr. Ayrýca, yüksek hidrolik yükleme hýzý, artan kesme kuvveti etkisi ile aþýrý kalýn film tabakalarýnýn koparýlmasýný ve sonuçta filtrenin týkanmamasýný da saðlar.

Sonuç olarak, filtre ortamýndan ilk geçiþte tam olarak arýtýlamayan organik madde ikinci geçiþinde daha yüksek oranda ayrýþtýrýlabilir. Damlatmalý filtreler, uygulanan hidrolik ve organik yükleme hýzýna göre sýnýflandýrýlýrlar. Hidrolik yükleme, birim filtre alanýna birim zamanda verilen geri çevrim debisini de içeren sývý hacmi olarak tanýmlanabilir. Birimi, genelde m³ / m².gün'dür. Organik yükleme hýzý ise, birim filtre hacmine birim zamanda verilen organik madde miktarýdýr ve birimi kg BOÝ / m³.gün'dür. Atýksuyun geri çevrimi sözkonusu ise, hidrolik ve organik yükleme deðerlerinin düzeltilmesi gerekebilir. Ýlk düþük ve yüksek hýzlý damlatmalý filtreler 1936 yýlýnda ABD'nde uygulanmýþtýr. "Düþük hýzlý" damlatmalý filtrelerin hidrolik yükleme hýzlarý 1.9 ila 3.7 m³ / m².gün arasýnda deðiþirken, "yüksek hýzlý"larýnki ise 9.4 m³ / m².gün'den daha büyük deðerlere ulaþmýþtýr. Týkanma sorununun 3.8 ila 9.4 m³ / m².gün'lük hidrolik yükleme hýzlarýnda ortaya çýkmadýðý gözlenmiþtir. Bu aralýktaki hidrolik yükleme hýzlarýnda çalýþtýrýlan damlatmalý filtreler "orta hýzlý" olarak tanýmlanmýþlardýr. Bazý filtreler "kaba arýtýmý saðlayan damlatmalý filtreler" olarak da tanýmlanmaktadýr. Bu tip filtrelerde uygulanan hidrolik ve organik yükleme hýzlarý oldukça yüksektir. Küçük bir hacim içerisinde yüksek oranda organik madde giderimi saðlamalarýna karþýn, çýkýþ sularýnda hala yüksek oranda BOÝ mevcuttur. Kaba ön arýtým amacý ile veya çok kademeli biyolojik arýtma sistemlerinin ilk üniteleri olarak uygulanmaktadýrlar. Plastik filtre ortamlarýnýn geliþtirilmesi sonucunda "süper hýzlý" damlatmalý filtreler uygulanmýþtýr. Bunlarýn kullaným amacý ya kaba arýtýmý saðlamak ya da çok kirli atýksularýn arýtýmlarýnýn tamamlanmasýný gerçekleþtirmek içindir.

Sentetik ortamlý filtreler bazen "oksidasyon kuleleri" olarak da adlandýrýlmaktadýr. Yüksek ve süper hýzlý damlatmalý filtrelerin büyük bir kýsmýnda geri çevrim uygulanýr. Geri çevrim çýkýþ suyunun filtreye geri verilmesi þeklinde yürütülür. Geri çevrilen debinin atýksu debisine oraný geri çevrim oraný olarak tanýmlanýr. Bazý damlatmalý filtreler birbiri ardýna seri olarak baðlanmaktadýr. Ýlk kademede yüksek ikinci kademede ise düþük hýzlý tip kullanýlabilir. Bu tip sistemler iki veya çok kademeli üniteler olarak adlandýrýlýr. Damlatmalý filtreler aerobik biyolojik arýtýma tabi tutulabilecek tüm atýksular için ikincil arýtým süreci olarak kullanýlýrlar.

Çýkýþ suyu BOÝ konsantrasyonunun 20 ila 30 mg/L olarak istendiði durumlarda, evsel atýksuyun arýtýmý için cazip bir seçenektir. Damlatmalý filtreler, yukarýdan sisteme verilen atýksu damlacýklarýnýn yüksek bir hacim içerisinde dýþ hava sýcaklýðý ile temas etmesinden ötürü sýcaklýða oldukça duyarlýdýrlar. Yaz ve kýþ sýcaklýk deðerleri arasýnda büyük fark olan bölgelerde inþa edilen damlatmalý filtrelerin arýtma verimleri büyük deðiþim arzeder. Sýcaklýk etkisi özellikle geri çevrim durumunda daha da önem kazanýr. Damlatmalý filtreler geçmiþte kaba arýtým yapan üniteler olarak kullanýlmýþlardýr. Özellikle yüksek kirlilik içeren endüstriyel atýksularýn ön arýtýmýnda uygundurlar. Yukarýda tanýmlanan filtre tiplerinin tamamý herhangi bir atýksu için kullanýlabilir. Ancak, günümüzde en yaygýn kullanýlan tip, plastik ortamlý yüksek hýzlý damlatmalý filtrelerdir. Organik yüklemenin arttýrýlmasý zorunluluðu karþýsýnda, düþük hýzlý filtrenin geri çevrimli yüksek hýzlý filtre olarak çalýþtýrýlmasý en pratik ve ekonomik çözüm yöntemidir.

Atýksuyun damlatmalý filtrede arýtýmý, temelde bir biyokimyasal oksidasyon süreci olduðundan, BOÝ_5-20 °C ölçümleri hem giriþ suyunun kirlilik þiddeti hem de son çökeltme havuzundan çýkan arýtýlmýþ suyun kalitesi hakkýnda kesin bilgi veren bir parametredir. Filtreye uygulanan organik yükleme hýzýnýn ve filtrenin veriminin saptanmasýnda debi ile birlikte kullanýlýr. Atýksu arýtma tesisine gelen atýksuyun nicelik ve niteliðinde saatlik, günlük ve mevsimsel salýnýmlar olduðu açýktýr. Bu salýnýmlarýn elimine edilmesinde, giriþ suyu ve geri çevrim debisini deðiþtirmek için pompaj yapýlmasý, sürecin önünde dengeleme havuzunun inþa edilmesi veya atýksuyun niteliðindeki salýnýmlarý azaltmak için geri çevrimin yapýlmasý gibi iþlemler uygulanabilir. Oldukça kirli endüstriyel atýksularýn arýtýmýnda ortaya çýkan bu tip sorunlar karþýsýnda, tasarým, atýksuyun nicelik ve niteliðinin gün içerisindeki 8 ila 16 saatlik bir periyot için sabit kaldýðý kabulüne dayandýrýlmalýdýr.

Damlatmalý filtrenin bir kýsmýnýn anaerobik olmasýna raðmen, temelde aerobik arýtým gerçekleþir. Septik hale geçmemiþ atýksuyun arýtýmý için zaten bu gereklidir. Bunun için, kanalizasyon sistemi içerisinde düþük akým hýzlarý nedeni ile çökelmeye izin verilmemelidir. Ayrýca, muayene bacalarý içerisinde ve ön çökeltme havuzunda aþýrý alýkonma süresi yaratýlmamalý ve ön çökeltme havuzunda tabana çökelen çamur, anaerobik ayrýþýma izin vermemek amacý ile belirli aralýklarla çekilmelidir. Askýda katý madde konsantrasyonu düþük olan bazý tip endüstriyel atýksular ön çökeltme havuzuna alýnmadan damlatmalý filtreye verilebilir. Damlatmalý filtrelerde oluþan reaksiyonlar bakýmýndan, belirli bir atýksuyun arýtýlabilirliði, kolloidal madde konsantrasyonunun çözünmüþ organik madde konsantrasyonuna oranýna baðlýdýr. Filtre süreci, sadece biyolojik oksidasyon ve sentez ile deðil, biyolojik yumaklaþma, adsorbsiyon ve enzim kompleksleþmesi ile de önemli ölçüde kolloidal madde tutumu saðlar.

Çözünmüþ organiklerin tutulmasý, filtre içerisindeki kýsa alýkonma süresi nedeni ile gerçekleþemez. Bu nedenle, damlatmalý filtre süreci, yüksek oranda çözünmüý organik madde içeren endüstriyel atýksularýn arýtýmýnda pek kullanýlmaz. Ön arýtýmýn uygulanmasý filtre tasarýmýný ve verimini önemli ölçüde etkiler. Kimyasal arýtma, dengeleme, yüksüzleþtirme, ön klorlama ve ön havalandýrma süreç verimini arttýran ön arýtma sistemleridir. Filtre ortamýnýn týkanmasý sorununu ortadan kaldýrmak amacý ile ön arýtýmýn uygulanmasý birçok durumda gereklidir. Ön arýtma sistemlerinin verimi doðrudan süreç verimini etkiler. Plastik dolgu malzemelerinin kullanýlmaya baþlanmasý ile, kaya ortamlý filtrelere nazaran daha geniþ bir aralýða sahip olan hidrolik ve organik yükleme hýzlarý uygulanabilmiþtir. Ýki önemli fiziksel parametre vardýr; özgül yüzey alaný ve boþluk oraný. Yüksek birim yüzey alaný birim hacim içerisinde daha fazla biyolojik film tutunmasýna neden olur. Bunun yanýnda, büyük boþluk oraný daha yüksek hidrolik yükleme hýzlarýnýn uygulanmasýna ve daha fazla hava sirkülasyonuna olanak tanýr.

Filtrelerde hava sirkülasyonunun saðlanmasý, aerobik biyolojik arýtým için gerekli oksijenin transferi bakýmýndan son derece önemlidir. Eðer yeterli boþluk oraný saðlanmýþsa, hava ve atýksu sýcaklýðýna baðlý olarak ortam içerisinde bir sirkülasyonun oluþacaðý açýktýr. Bazý durumlarda, örneðin filtre duvarlarý zemin üzerinde teþkil edilmiþse, sirkülasyon rüzgar tarafýndan etkilenebilir. Filtrelerin tabanlarý iyi bir sirkülasyon saðlayacak özellikte olmalýdýr. Filtrenin yukarýsýndan verilen suyun aþaðýdan toplanmasý için düzenlenecek drenaj yapýsý gerekli havalanmayý temin etmelidir. Havalandýrma, genelde, filtre çevresi boyunca hava deliklerinin düzenlenmesi ile saðlanmaktadýr. Plastik dolgu malzemesi üreten firmalar, evsel atýksu arýtan damlatmalý filtrelerde, her 3 ila 4.6 m'lik çevre boyunca 0.1 m²'lik boþluklarýn býrakýlmasýný önermektedirler. Diðer bir kriter ise, yan duvarlarda filtre yüzey alanýnýn % 15'i oranýnda boþluk býrakýlmasý gereðini vurgulamaktadýr. Drenaj yapýsýndaki boru veya kanallardaki doluluk oraný, tasarým hidrolik yükleme hýzý için % 50'yi aþmamalýdýr.