Atıksu arıtımında atık sudan kirletici ve kirleticileri uzaklaştırmak için kullanılan çeşitli cihaz ve ekipman türleri vardır. En yaygın cihazlardan bazıları şunlardır:
Ekranlar:
Elekler, diğer arıtma süreçlerine girmeden önce atık sudan büyük katıları, birikintileri ve diğer malzemeleri uzaklaştırmaya yardımcı oldukları için birçok atık su arıtma sisteminin önemli bir bileşenidir. Elekler, kaldırılabilecek parçacıkların boyutunu belirleyen ekrandaki açıklıkların boyutuna göre sınıflandırılabilir. Atık su arıtımında kullanılan bazı yaygın elek türleri şunları içerir:
Çubuk ızgaralar: Çubuk ızgaralar, suyun akmasına izin vermek, ancak büyük birikintileri ve katıları yakalamak için birbirinden ayrılmış bir dizi çubuktan oluşur. Çubuklar, yakalanan malzemeyi çıkarmak için manuel veya mekanik olarak temizlenebilir.
İnce elekler: İnce elekler, atık sudan daha küçük parçacıkları gidermek için bir ağ veya delikli plaka kullanır. Saç, kağıt ve plastik gibi malzemeleri çıkarmak için ince elekler kullanılabilir.
Mikro ekranlar: Mikro ekranlar, ince ekranlara benzer, ancak bakteriler ve diğer mikroorganizmalar da dahil olmak üzere daha küçük parçacıkları gidermek için daha ince bir ağ veya gözenek boyutu kullanırlar.
Tambur elekler: Tambur elekler, birikintileri ve katıları yakalamak için ağ veya delikli yüzeye sahip dönen bir tambur kullanır. Yakalanan malzeme daha sonra tamburun yüzeyinden kazınır ve çıkarılır.
Disk ızgaraları: Disk ızgaraları, birikintileri ve katıları yakalamak için delikli dönen diskler kullanır. Yakalanan malzeme daha sonra bir kazıyıcı veya fırça ile çıkarılır.
Elek tipi seçimi, genel arıtma sisteminin tasarımının yanı sıra çıkarılması gereken parçacıkların boyutuna ve özelliklerine bağlı olacaktır. Izgaralar, katıların çıkarılmasına ek olarak, pompalar ve valfler gibi aşağı akış ekipmanının büyük döküntülerin veya diğer malzemelerin neden olduğu hasarlardan korunmasına da yardımcı olabilir.
kum odaları:
Kum odaları, atık su arıtma tesislerinde kum, çakıl ve tek başına sedimantasyonla giderilemeyecek kadar ağır olan diğer kumlu malzemeler gibi ağır inorganik katıları gidermek için kullanılan bir birincil arıtma türüdür. Bu malzemeler arıtma sürecinde pompa ve valf gibi ekipmanlara zarar verebilir ve ayrıca birincil arıtma sırasında çamurda birikebilir.
Kum odaları, atık su akışını yavaşlatarak ve ağır malzemelerin dibe çökmesini sağlayarak çalışır. Kum haznesi tipik olarak, atık suyun haznede yeterli bir süre kalmasını sağlamak için genişlik-uzunluk oranı yaklaşık 1:4 olan uzun ve dar bir tanktır. Atık su hazneye akarken yavaşlayarak ağır maddelerin dibe çökmesine neden olur.
Yerleştirilen kum daha sonra, kum pompaları, kum sınıflandırıcılar veya kum konveyörlerini içerebilen bir kum giderme sistemi kullanılarak haznenin altından çıkarılır. Kaldırılan kum daha sonra bir depolama sahasına veya başka bir uygun bertaraf sahasına gönderilir.
Kum odaları girdap tipi veya detritus tipi olabilir. Girdap tipi bir kum haznesinde, atık su hazneye teğet olarak verilir ve kumun atık sudan ayrılmasına yardımcı olan bir girdap hareketi oluşturur. Döküntü tipi bir kum haznesinde, atık su düşük bir hızda verilir ve kumun haznenin dibine çökmesine izin verilir.
Kum hazneleri, ağır malzemelerin hasara yol açmadan veya sonraki arıtma süreçlerine müdahale etmeden önce çıkarılmasını sağlamak için tipik olarak arıtma sürecinin başlangıcında, birincil çökeltme öncesinde bulunur.
Sedimantasyon tankları:
Durultucu olarak da bilinen sedimantasyon tankları, atık su arıtma tesislerinde askıda katı maddeleri ve organik maddeleri atık sudan uzaklaştırmak için kullanılan bir birincil arıtma türüdür. Bu tanklar, atık suyun çökelmesine izin vererek çalışır, bu da daha ağır katıların tankın dibine batmasına, daha hafif katıların ise bir pislik tabakası oluşturarak üste çıkmasına neden olur. Arıtılmış su daha sonra tankın ortasından çıkarılır.
Sedimentasyon tankları tipik olarak dikdörtgen veya daire şeklindedir ve katıların çökelmesi için yeterli zamana sahip olacak şekilde atık su akışını yavaşlatmak üzere tasarlanmıştır. Tanklar, çöken katıları tankın tabanından ve köpük tabakasını yüzeyden uzaklaştırmaya yardımcı olan sıyırıcılar, deniz süpürücüler veya tırmıklar gibi mekanik ekipmanlarla donatılabilir.
Sedimentasyon tankları, askıda katı maddelerin ve organik maddenin çoğunu uzaklaştıran birincil durultucular veya biyolojik arıtmadan sonra kalan katıları ve mikroorganizmaları uzaklaştırmak için kullanılan ikincil durultucular olarak tasarlanabilir.
Çöktürme tanklarının etkinliği, alıkonma süresi, katıların çökelme hızı ve tankın tasarımı gibi çeşitli faktörlere bağlıdır. Alıkonma süresi, atık suyun tankta kaldığı süredir ve tipik olarak tankın boyutuna ve akış hızına göre belirlenir. Katıların çökelme hızı, boyutlarına, şekillerine ve yoğunluklarına bağlıdır ve katıları toplamaya yardımcı olan pıhtılaştırıcılar gibi kimyasalların eklenmesinden etkilenebilir.
Genel olarak, sedimantasyon tankları, atık su biyolojik veya ileri arıtma prosesleri kullanılarak daha fazla arıtılmadan önce katıların ve organik maddelerin çoğunun uzaklaştırılmasına yardımcı oldukları için atık su arıtmanın önemli bir bileşenidir.
havalandırma tankları:
Havalandırma tankları, atık su arıtma tesislerinde biyolojik arıtma prosesinin önemli bir bileşenidir. Bu tankların birincil işlevi, mikroorganizmaların gelişebileceği ve atık suda bulunan organik maddeyi bozabileceği bir ortam sağlamaktır.
Tipik bir aktif çamur prosesinde havalandırma tankı, atık suyun bir mikrobiyal kültür veya çamur ile karıştırıldığı büyük bir havza veya tanktır. Çamur, aerobik solunum işlemi yoluyla atık sudaki organik maddeyi parçalayan bakteriler, protozoalar ve mantarlar dahil olmak üzere bir mikroorganizma karışımı içerir.
Mikroorganizmaların büyümesini ve aktivitesini teşvik etmek için havalandırma tankı, atık suya oksijen sağlayan difüzörler veya mekanik havalandırıcılar gibi havalandırma cihazları ile donatılır. Bu, mikroorganizmaların metabolik süreçlerini yürütmek için ihtiyaç duydukları gerekli oksijeni sağlar.
Havalandırma işlemi tipik olarak birkaç saat sürer ve bu süre zarfında mikroorganizmalar atık sudaki organik maddeyi tüketir ve çoğalırlar. Havalandırma işlemi tamamlandıktan sonra, atık su ikincil bir durultucuya veya çökeltme tankına yönlendirilir ve burada mikroorganizmaların çökelmesi ve çamur tabakası oluşturması sağlanır. Arıtılmış su daha sonra çıkarılır ve üçüncül arıtma işlemlerinde daha fazla arıtılabilir.
Havalandırma işleminin etkinliği, çamurdaki mikroorganizmaların konsantrasyonu, havalandırma tankındaki çözünmüş oksijen seviyeleri ve atık suyun organik yükleme hızı gibi çeşitli faktörlere bağlıdır. Mikroorganizmaların organik maddeyi etkili bir şekilde parçalayabilmesi ve yüksek kaliteli atık su üretebilmesi için bu faktörlerin dikkatli bir şekilde kontrol edilmesi gerekir.
Aktif çamur sistemleri:
Aktif çamur sistemi, atık sudaki organik maddeleri parçalamak için mikroorganizmaları kullanan biyolojik bir atık su arıtma işlemidir. İşlem, daha sonra organik maddeyi tüketen ve onu karbondioksit, su ve yeni mikrobiyal hücrelere dönüştüren mikroorganizmaların büyümesini desteklemek için atık suya hava eklenmesini içerir.
Bir aktif çamur sisteminde, atık su ilk olarak, mikroorganizmaların büyümesini teşvik etmek için sürekli olarak havanın verildiği bir havalandırma tankında arıtılır. Mikroorganizmalar, büyümeleri için gerekli olan enerji ve besin maddelerini sağlayan atık sudaki organik maddeyi tüketirler. Mikroorganizmalar büyüdükçe, atık sudan çökebilen kümeler veya floklar oluştururlar.
Havalandırma tankından sonra, atık su ikincil bir arıtıcıya gönderilir, burada topakların atık sudan çökeltilmesi ve çamur olarak uzaklaştırılması sağlanır. Arıtılan atık su daha sonra deşarj edilir veya ileri arıtma için gönderilir.
Atık su arıtımı için aktif çamur sistemlerini kullanmanın çeşitli avantajları vardır. Örneğin, atık sudan organik maddeyi, nitrojeni ve fosforu etkili bir şekilde çıkarabilirler, bu da ötrofikasyonu ve diğer su kalitesi sorunlarını önlemeye yardımcı olabilir. Aktif çamur sistemleri ayrıca yüzey sularına deşarj edilebilen veya sulama için kullanılabilen yüksek kaliteli atık su üretebilir.
Bununla birlikte, aktif çamur sistemleriyle ilgili bazı zorluklar da vardır. Örneğin, mikroorganizmaların ve besinlerin uygun dengesini korumak için sistem dikkatli bir yönetim gerektirir, çünkü bunların çok fazlası veya çok azı sorunlara neden olabilir. Ayrıca sistem, arıtma sürecini bozabilecek şok yüklere ve diğer bozucu etkilere karşı hassas olabilir. Son olarak, aktif çamur sistemleri, uygun şekilde işlenmesi ve bertaraf edilmesi gereken büyük hacimlerde çamur üretebilir.
Membran biyoreaktörleri:
Bir membran biyoreaktörü (MBR), biyolojik arıtma ile membran filtrasyonu birleştiren bir tür atık su arıtma sistemidir. MBR sistemleri, atık sudaki organik maddeleri parçalamak için biyolojik bir süreç kullanır ve ardından askıda katı maddeleri, bakterileri ve diğer kirleticileri filtrelemek için membranlar kullanır.
Bir MBR sisteminde, atık su önce mikroorganizmaların organik maddeyi tükettiği ve onu karbondioksit ve suya dönüştürdüğü bir havalandırma tankında arıtılır. Karışık likör daha sonra arıtılmış sudan, katıları ve mikroorganizmaları tutarken suyun geçmesine izin veren bir membran filtre kullanılarak ayrılır. Membran tarafından tutulan katılar ve mikroorganizmalar, arıtma işlemine devam etmek için havalandırma tankına geri gönderilir.
MBR sistemlerinde kullanılan iki ana tip membran filtre vardır: içi boş fiber ve düz levha. İçi boş fiber membranlar tipik olarak daha küçük sistemlerde kullanılırken, daha büyük uygulamalarda düz levha membranlar kullanılır. Her iki zar türü de bakterileri, virüsleri ve diğer kirleticileri filtreleyen küçük gözeneklere sahiptir.
MBR sistemlerinin geleneksel atık su arıtma sistemlerine göre çeşitli avantajları vardır. Örneğin, membranlar askıda katı maddelere, bakterilere ve diğer kirleticilere karşı fiziksel bir bariyer sağladığından, MBR sistemleri geleneksel sistemlerden daha yüksek kalitede atık su üretebilir. Membran filtrasyonu ikincil durultucunun yerini alabildiğinden, MBR sistemleri ayrıca geleneksel sistemlerden daha az alana ihtiyaç duyar. Ek olarak, MBR sistemleri daha yüksek biyokütle konsantrasyonlarında çalıştırılabilir, bu da daha yüksek arıtma verimliliği ve daha düşük çamur üretimi ile sonuçlanabilir.
Bununla birlikte, MBR sistemleri, özel membranlar ve daha gelişmiş kontrol sistemleri gerektirdiklerinden, geleneksel sistemlerden daha karmaşık ve çalıştırılması daha pahalı olabilir. Membranların bakımı ve değiştirilmesi de maliyetli olabilir. Bu zorluklara rağmen, MBR sistemleri, özellikle alanın sınırlı olduğu veya yüksek kaliteli atık suyun gerekli olduğu alanlarda, hem belediye hem de endüstriyel atık su arıtımı için giderek daha popüler hale geliyor.
Dezenfeksiyon sistemleri:
Dezenfeksiyon sistemleri, atık sudaki patojenik mikroorganizmaların seviyelerini azaltmaya yardımcı olduklarından, birçok atık su arıtma işleminin önemli bir bileşenidir. Aşağıdakiler dahil olmak üzere kullanılabilecek birkaç farklı dezenfeksiyon sistemi vardır:
Klorlama: Klorlama, arıtılmış atık suya klor eklenmesini içeren yaygın bir dezenfeksiyon yöntemidir. Klor, bakteri ve virüsler de dahil olmak üzere birçok mikroorganizma türünü öldürebilir. Ancak klorlama, insan sağlığına zararlı olabilecek trihalometanlar gibi dezenfeksiyon yan ürünleri de üretebilir.
Ultraviyole (UV) radyasyon: UV dezenfeksiyon sistemleri, atık sudaki mikroorganizmaları öldürmek için yüksek yoğunluklu UV lambaları kullanır. UV radyasyonu mikroorganizmaların DNA'sına zarar vererek üremelerini engeller. UV dezenfeksiyonu, dezenfeksiyon yan ürünleri oluşturmayan kimyasal içermeyen bir yöntemdir.
Ozonlama: Ozonlama, arıtılmış atık suya ozon eklenmesini içeren bir süreçtir. Ozon, mikroorganizmaları öldürebilen ve organik bileşikleri parçalayabilen güçlü bir oksidandır. Ozonlama, dezenfeksiyon yan ürünleri oluşturmayan kimyasal içermeyen bir yöntemdir, ancak çalıştırılması pahalı olabilir.
Membran filtrasyonu: Ultrafiltrasyon membranları gibi bazı membran filtre türleri, arıtılmış atık sudan bakteri ve virüsleri uzaklaştırabilir. Membran filtrasyonu etkili bir dezenfeksiyon yöntemi olabilir, ancak kurulumu ve bakımı pahalı olabilir.
Dezenfeksiyon sisteminin seçimi, atık suyun özellikleri, gerekli dezenfeksiyon seviyesi ve mevcut kaynaklar dahil olmak üzere çeşitli faktörlere bağlı olacaktır. Çoğu durumda, istenen tedavi düzeyine ulaşmak için dezenfeksiyon yöntemlerinin bir kombinasyonu kullanılabilir.
Üçüncül arıtma sistemleri:
Üçüncül arıtma sistemleri, halihazırda birincil ve ikincil arıtma işlemlerinden geçmiş atık suyu daha fazla arıtmak için kullanılır. Üçüncül arıtmanın amacı, yeniden kullanıma veya çevreye deşarja uygun bir atık su üretmek için sudan kalan safsızlıkları ve kirleticileri uzaklaştırmaktır. Bazı yaygın üçüncül arıtma sistemleri şunları içerir:
Filtrasyon: Filtrasyon, küçük partikülleri, askıda katı maddeleri ve diğer safsızlıkları atık sudan uzaklaştıran bir işlemdir. Üçüncül arıtmada kullanılan yaygın filtre türleri arasında kum filtreleri, çoklu ortam filtreleri ve membran filtreler bulunur.
Kimyasal arıtma: Kimyasal arıtma, çözünmüş katıları ve organik bileşikleri uzaklaştırmak için atık suya kimyasalların eklenmesini içerir. Üçüncül arıtmada kullanılan yaygın kimyasallar arasında pıhtılaştırıcılar, topaklayıcılar ve dezenfektanlar bulunur.
Besin giderimi: Besin giderimi, fazla nitrojen ve fosforu atık sudan uzaklaştıran bir işlemdir. Aşırı besinler alg çiçeklerine ve diğer çevre sorunlarına katkıda bulunabilir. Besin giderimi için yaygın yöntemler arasında biyolojik besin giderimi (BNR) ve kimyasal çöktürme yer alır.
Dezenfeksiyon: Dezenfeksiyon, atık sudaki patojenik mikroorganizmaları öldüren bir işlemdir. Yaygın dezenfeksiyon yöntemleri klorlama, UV radyasyonu ve ozon tedavisini içerir.
Ters ozmoz: Ters ozmoz, atık sudan çözünmüş katıları, tuzları ve diğer safsızlıkları gidermek için yarı geçirgen bir zar kullanan bir işlemdir. Bu işlem, endüstriyel veya tarımsal uygulamalarda yeniden kullanıma uygun yüksek kaliteli su üretebilir.
Üçüncül arıtma sisteminin seçimi, atık sudan uzaklaştırılması gereken belirli kirletici maddelere, atık suyun kullanım amacına ve mevcut kaynaklara bağlı olacaktır. Çoğu durumda, istenen su kalitesi seviyesini elde etmek için arıtma yöntemlerinin bir kombinasyonu kullanılabilir.
Genel olarak, atık su arıtma cihazları, atık sudan kirleticileri ve kirletici maddeleri uzaklaştırmak ve arıtılan suyun çevre ve halk sağlığı standartlarını karşılamasını sağlamak için gereklidir.