Derin deniz deşarjı sistemlerinin atıksu arıtma sistemleriyle mukayesesi ve İstanbul örneği

Abstract

Arıtma tesislerinin arıtma kapasiteleri arttıkça birim işletme maliyetinin azaldığı bilinmektedir. Bu sebeple imkanlar elverdiği ölçüde atıksuların bir yerde toplanarak arıtılması daha ekonomik olacaktır. Ancak atıksuların bir yere toplanabilmesi yerleşimin dağılımına, iskan alanının topoğrafik yapısına bağlıdır. Ana terfi pompalarının elektrik tüketim değerleri öngörüsü için 4.2 watt-sa/lm3-atıksuların değeri kabulü yapılabilir. Mekanik Arıtmaya Müteakip Deniz Deşarjı Sistemleri, Biyolojik ve İleri Biyolojik Arıtma Sistemleri'ne göre çok daha az mekanik ekipman bulunduğundan ve yetişmiş eleman gerektirecek bir proses bulunmadığından büyük kapasiteli terfi pompalan da yoksa mühendis çalıştırmadan işletilebilir. Ancak atıksuların terfi ettirilmesinin gerektiği büyük kapasiteli tesislerde 1 veya 2 tane tecrübeli mühendisin çalıştırılması gerekecektir. 350.000 -500.000 m3/gün arasındaki debiyi mekanik arıtmadan geçiren ve bu debiyi yaklaşık 15 m yükseldiğe çıkarabilecek kapasitedeki terfi pompalarının bulunduğu arıtma tesisinin işletilmesinde 2 si mühendis olmak üzere toplam 24-34 kişilik personel yeterli olmaktadır. Kaba ızgara, ince ızgara ve havalandırmalı kum tutucu düzeneklerinden oluşan mekanik arıtma kısmının birim elektrik sarfiyatının 3.7 watt-sa/m3 olacağı söylenebilir. 350.000-500.000 m3/gün arasında debiyi arıtan bir mekanik arıtma tesisinin işletme gideri birim maliyeti 0.0043-0.0047 $/m3-atıksu ozonla koku giderimi yapan KKB (Koku Kontrol Birimi) bulunmayan sadece mekanik arıtma yapan bir tesisin toplam işletme maliyeti de 0.0047-0.0051 $/m3-atıksu arasında olacaktır. Ozonla koku kontrolü yapan mekanik arıtma tesilerinin birim işletme maliyeti 0.0075 $/m3-atıksu civarında olacaktır. Ozonla koku kontrolü yapan 300.000-500.000 m3/gün debide atıksu arıtan mekanik arıtma tesislerinin işletme ve birim işletme maliyeti yaklaşık olarak Toplam İşletme Maliyeti ($/ay) = 0.0075*Q + [4.2*Q*H*(YTL/kw-sa)*($/YTL)] (Terfi varsa terfi maliyeti) Birim İşletme Maliyeti ($/m3) = 0.0075 + [4.2*H*(YTL/kw-sa)*($/YTL)] (Terfi varsa terfi maliyeti) Q : Atıksu debisi (m3/ay) H : Yük kayıpları da dahil terfi yükseldiği (m) denklemlerinden hesaplanabilir. Biyolojik veya ileri biyolojik atıksu arıtma sistemleri kapasitelerine göre 60.000 m3/gün debili bir tesis 9 u mühendis olmak üzere toplam 70 kişiyle, 230.000 m3/gün debili bir tesis 9 u mühendis toplam 80 kişiyle, 665.000 m /gün debili bir tesis 9 u mühendis toplam 125 kişiyle işletilebilmektedir. Çamur oluşan ve çamur susuzlaştırma yapan arıtma tesislerinde (3 tanesinde) çamur susuzlaştırma ekipmanına (bant filtre veya santrifüj) % 4 KM den daha fazla KM içeren çamurların gönderilmesi halinde yüksek KM oranlı (>%25) bir çamur keki ve düşük konsantrasyonlu bir sentrat suyu çıkışı elde etmek için kullanılması gerekli optimum polielektrolit miktarının ortalama 3 kg-poli/1-ton kuru madde olduğu ortaya çıkmıştır. xiBiyolojik atıksu arıtma sistemlerinin elektrik sarfiyatının birim maliyeti ortalama 0.0117 $/m3-atıksu, ileri biyolojik arıtma tesislerinin elektrik sarfiyatının birim maliyetinin de ortalama 0.034 $/m3-atıksu olarak alınabilir. Biyolojik ve İleri Biyolojik Arıtma Tesislerinin (terfi için harcanan elektriğin maliyeti ile gaz üretimiyle enerji eldesi hesap dışında tutulduğunda) işletme giderinin birim maliyetinin 60.000 m3/gün debili bir tesisin 0.081 $/m3- atıksu, 230.000 m3/gün debili bir tesisin 0.029 $/m3-atıksu, 665.000 m3/gün debili bir tesisin 0.013 $/m3 -atıksu olacağı düşünülebilir. Biyolojik atıksu arıtma sistemlerinin birim elektrik sarfiyatının ortalama 110 watt/m3 -atıksu, 450-550 kw-sa/ton-BOl5, ileri biyolojik arıtma tesislerinin birim elektrik sarfiyatının da ortalama 320 watt/m3 -atıksu 1480kw-sa/ton-BOI5 olacağı söylenebilir. Paşaköy İleri Biyolojik Arıtma Tesisi'nde yaklaşık 40 m lik bir terfide birim toplam işletme maliyeti 0.1145 $/m -atıksu değerinden 0.1329 $/m3-atıksu değerine % 16.1 lik bir artış oram ile yükselmiştir. Tuzla Biyolojik Arıtma Tesisi'nde birim işletme maliyeti 0.0407 $/m3-atıksu değerinden yaklaşık 18 m lik bir terfi ile % 20.5 artarak 0.0493 $/m3-atıksu değerine yükselmiştir. ASKİ Biyolojik Arıtma Tesisi'nde ise gazdan elektrik enerjisi üretimiyle birim toplam işletme maliyeti 0.0244 $/m3-atıksu değerinden % 44.3 azalarak 0.0136 $/m3-atıksu değerine düşmüştür. Paşaköy İleri Biyolojik Arıtma Tesisi'nde nitrifikasyon için de ilave oksijen verilmesi gerektiğinden sadece organik karbon giderimi yapan biyolojik arıtma tesislerinden biyolojik arıtma ünitesi olarak daha fazla elektrik tüketmekte olduğundan ve terfi yüksekliğinin fazla olmasından dolayı birim işletme maliyeti oldukça yüksek çıkmıştır. İleri biyolojik arıtma sistemlerinde ( Nutrient gideren sistemler) çamur bekletme süresinin fazla olması sebebiyle içsel solunumla organik kısmın önemli miktarı okside olduğundan çamurun anaerobik çürütülmesinden sadece karbon giderimi yapan aktif çamur prosesi atık çamurlarının çürütülmesiyle açığa çıkacak olan metandan daha az bir metan gazı elde edilecektir. ASKİ Biyolojik Arıtma Tesisinin terfi yapmaması ve gaz üretimi ile elektrik sarfiyatının %90 lik gibi önemli kısmım karşılaması dolayısıyla birim işletme maliyeti yaklaşık 14-15 m terfi yapan İstanbul'daki Mekanik Arıtmaya Müteakip Derin Deniz Deşarjı Sistemleri'nin (incelenen iki adet tesise göre) neredeyse birim işletme maliyetine düşmüştür. Tuzla Biyolojik Arıtma Tesisi'nin elektrik gider maliyeti toplam maliyetinin yaklaşık olarak % 41 ni teşkil etmektedir. Bu sebeple anaerobik çürütücülerden çıkacak gazı elektriğe dönüştürecek sistemin teçhiz edilmesiyle ve iyi bir işletme koşullarında işletme maliyeti önemli oranda düşecektir. Mekanik Arıtmaya Müteakip Derin Deniz Deşarjı Sistemleri'nin kapasite üzerinden hem birim ilk yatırım maliyeti hem de birim işletme maliyeti Biyolojik ve İleri Biyolojik Arıtma Sistemleri'ne göre çok daha ekonomiktir. Anahtar kelimeler: Mekanik Arıtmaya Müteakip Derin Deniz Deşarjı Sistemleri, Paşaköy İleri Biyolojik Arıtma Tesisi, Tuzla Biyolojik Arıtma Tesisi, ASKİ Biyolojik Arıtma Tesisi, birim işletme maliyeti, elektrik sarfiyatının birim maliyeti, birim toplam işletme maliyeti xii