Bir Tesis Atıksu Arıtma İstasyonunun Arıtma Kapasitesinin Yenilenmesine Yönelik Teknik Çözümler Araştırması
Atık su arıtma istasyonu, bir tatil yeri için çok önemli bir çevresel tesistir ve normal işleyişinde önemli bir rol oynar. Tatil yerlerindeki yüksek ziyaretçi trafiği ve çeşitli hizmet faaliyetleri nedeniyle atık su kalitesi önemli ölçüde dalgalanmaktadır. Özellikle, çamaşır suyu atıksu sıklıkla güçlü asitlik sergiler ve bu da daha sonraki biyolojik arıtma süreçlerini ciddi şekilde etkiler. Bu sadece atık su arıtımının zorluğunu arttırmakla kalmıyor, aynı zamanda çevresel riskleri de artırıyor. Şu anda bir tatil yerinin atık su arıtma istasyonu, yaklaşık 400 m³/gün birleşik atık suyun arıtılması zorluğuyla karşı karşıyadır. Proses tasarımı makul olmasına rağmen, sınırlı tank kapasitesi ve arıtma kapasitesini aşan etkili kalite/miktar dalgalanmaları, aerobik arıtma aşamasında özellikle kısa hidrolik tutma süresine (HRT) neden olur ve dolayısıyla genel arıtma verimliliğini etkiler. Sonuç olarak, yeni tanklar inşa etmeden bir dizi teknik ve yönetim iyileştirmesi yoluyla tesisin atık su arıtma istasyonunun arıtma verimliliğinin ve atık su kalitesinin nasıl artırılacağı, tatil yeri için acil bir konu haline geldi.
1. Projeye Genel Bakış
1.1 Arıtma Kapasitesi
Saha araştırmaları ve iletişimle birlikte mevcut teknik verilere dayanarak, tesisin atık su arıtma istasyonunun birleşik atık su akışının yaklaşık 400 m³/gün olduğu belirlendi.
1.2 Arıtma İstasyonuna Giren Atık Su Türleri
Şu anda, tesisin arıtma istasyonuna giren atık su, kalitesine göre üç türe ayrılabilir: mutfak yıkama atık suyu, çamaşır (çamaşır) yıkama atık suyu ve günlük evsel atık su.
1.2.1 Mutfak Yıkama Atıksuları
Mutfak yıkama atıksuyu, yağ ve anyonik yüzey aktif maddeler (Doğrusal Alkilbenzen Sülfonatlar, LAS) içerir.
1.2.2 Çamaşır (Keten) Yıkama Atıksuları
Çamaşır yıkama atıksuyu asidik veya alkalin olabilir veya güçlü oksitleyici özelliklere sahip olabilir. Anyonik/katyonik yüzey aktif maddeler içerir ve deterjan dozajındaki değişikliklere bağlı olarak kalitesi önemli ölçüde değişebilir, bu da sonraki biyolojik arıtmayı büyük ölçüde etkiler.
1.2.3 Günlük Evsel Kanalizasyon
Otel konuk odalarından çıkan evsel atık suların kalite özellikleri genel evsel atık sulara benzer.
1.3 Atık Su Kalitesi Verileri
Tesisin atık su arıtma istasyonunu yenilemek ve arıtma kapasitesini eski haline getirmek için, yenileme öncesinde istasyona giren mutfak yıkama atık suyu, çamaşır yıkama atık suyu ve günlük evsel atık su örnekleri toplandı ve analiz için sertifikalı bir test şirketine (CMA-akredite) gönderildi. İlgili su numunelerine ilişkin test sonuçları aşağıda gösterilmiştir.Tablo 1.
1.4 Atık Su Deşarj Limiti Gereksinimleri
Tesisin atık su arıtma istasyonundan çıkan atık su, *"Su Kirletici Deşarj Limitleri" (DB 44/26-2001)*'de belirtilen birincil standart (ikinci dönem) değerlerine uygun olmalıdır. Spesifik göstergeler şurada ayrıntılı olarak açıklanmıştır:Tablo 2.
2. Arıtma İstasyonu Sürecinin Mevcut Operasyonunun Analizi
Tesisin atık su arıtma istasyonundaki mevcut arıtma süreci, bir elek kuyusu + dengeleme tankı kullanılarak yapılan birincil arıtmadan ve Anoksik-Oxik (AO) prosesi (nitrifikasyonlu sıvı geri dönüşümü olmadan) kullanan ikincil arıtmadan oluşur. Arıtılmış atık su, dezenfeksiyondan sonra boşaltılır ve fazla çamur, şekilde gösterildiği gibi saha dışına atılmadan önce bir plaka-ve-çerçeve filtre presi kullanılarak{-susuzlaştırılır.Şekil 1. Bu nedenle arıtma istasyonunun proses tasarımı makuldür ve karakteristik kirleticileri giderme kapasitesine sahiptir. Dengeleme tankının varlığı, giriş niteliğinin ve miktarının düzenlenmesine, pH nötrleştirmesine ve güçlü oksitleyici özelliklerin ayarlanmasına olanak tanır. Biyolojik arıtma aşaması A-O-O olarak yapılandırılmıştır ve çamurun geri dönüşümü yoluyla eş zamanlı nitrojen ve fosfor giderimi için belirli bir yeteneğe sahiptir. Ancak sınırlı tank kapasitesi nedeniyle tesisin atık su arıtma istasyonunun işletimi birçok sorunla karşı karşıyadır.
2.1 Deşarj Standartlarının Karşılanmasında Zorluklara Yol Açan Aşırı Yüklü Çalışma
Mevcut giriş kalitesinin ve miktarının arıtma istasyonunun kapasitesini aşması nedeniyle, saha araştırmaları ve iletişim esas alınarak, biyolojik arıtma aşaması + katı madde ayırma aşaması için tahmini toplam HRT yalnızca 6 saattir. Girişteki KOİ konsantrasyonunun 856 mg/L kadar yüksek olması, istasyonun şu anda aşırı yüklendiğini gösteriyor ve atık suyun deşarj standartlarını karşılamasını zorlaştırıyor.
2.2 Etkileyici Kalite, Miktar, pH ve Güçlü Oksitleyici Özelliklerde Dalgalanmalar
Tesisin atık su arıtma istasyonuna giden su, kalite (COD), miktar (Q), pH ve güçlü oksitleyici özelliklerde (NaClO, H₂O₂) dalgalanmalar sergiliyor. Bu nedenle, sonraki biyolojik arıtma işlemlerinin stabil çalışmasını sağlamak için kalite, miktar, pH düzenlemesinin ve güçlü oksitleyici özelliklerin ayarlanmasının uygulanması gereklidir.
2.3 Arıtma Verimliliğini Azaltan Eski Ekipmanlar
Tesisin atık su arıtma istasyonu, eskiyen ekipmanlar nedeniyle sorun yaşıyor ve bu durum arıtma verimliliğini daha da düşürüyor. Saha araştırmaları, aerobik tankta görünür ince kabarcıklar olmadan şiddetli türbülansı ortaya çıkardı; bu, tankın tabanındaki ince-kabarcık difüzörlerin potansiyel yırtılmasına veya arızalanmasına işaret ediyor. Bu, tankta eşit olmayan havalandırmaya yol açarak arıtma performansını etkiler.
2.4 Arıtma Kapasitesinin Kaybına Neden Olan Kötü Yönetim
Saha araştırmaları, kötü yönetim nedeniyle, tesisin atık su arıtma istasyonunun biyolojik reaksiyon tanklarındaki aktif çamur konsantrasyonunun ciddi derecede yetersiz olduğunu ve tesisin atık su arıtma kapasitesini büyük ölçüde kaybettiğini ortaya çıkardı.
3. Atık Su Arıtma İstasyonunun Tekrar İşletime Alınmasına İlişkin Teknik Plan
3.1 Teknik Planın Tasarım İlkeleri
Plan, yeni tank kapasitesi eklemeyi, arıtma istasyonunun mevcut tesis ve ekipmanlarından tam olarak yararlanmayı, inşaat süresini ve yatırım maliyetlerini en aza indirmeyi hedeflememelidir. Çamaşır deterjanı kullanımının yönetimini ve atık su akışlarının ayrılmış ön arıtımını uygulayın. Arıtma istasyonunun güvenli ve istikrarlı çalışmasını sağlarken, ön arıtma kimyasal dozaj maliyetlerini kapsamlı bir şekilde azaltın. Atık su uyumluluğunu sağlamaya çalışarak, arıtma istasyonunun verimliliğini önemli ölçüde artırmak için kapsamlı teknik önlemleri benimseyin.
3.2 Arıtma İstasyonunun Tekrar İşletime Alınmasına Yönelik Teknik Önlemler
Tesisin atık su arıtma istasyonunun arıtma kapasitesini eski haline getirmek ve uygun atık su deşarjını sağlamak için sekiz kapsamlı teknik önlem önerilmiştir.
3.2.1 Kapsamlı Tank Temizleme
Öncelikle tankın tabanındaki tortu ve yabancı maddeleri temizleyin. Daha sonra reaksiyon tankı hacmini tamamen geri yükleyin. Son olarak tank tabanındaki havalandırma ekipmanının düzgün çalıştığından emin olun.
3.2.2 Mevcut "Anoksik Tank"ın "Aerobik Tank"a Dönüştürülmesi
Su kalitesi testi sonuçlarına göre, istasyona giren birleşik atık sudaki NH₃-N konsantrasyonu yalnızca 13 mg/L'dir ve DB 44/26-2001, TN giderme gerekliliklerini zorunlu kılmamaktadır. Bu nedenle, mevcut "anoksik tankın" altına hava boruları yerleştirilebilir ve ince-kabarcıklı difüzörler düzenlenerek onu bir "aerobik tanka" dönüştürebilir. Bu, aerobik aşamanın HRT'sini önemli ölçüde artıracak ve istasyonun organik maddeleri, NH₃-N'yi, anyonik yüzey aktif maddeleri vb. giderme kapasitesini etkili bir şekilde artıracaktır.
3.2.3 Mevcut "Aerobik Tankın" Altındaki İnce-Kabarcıklı Difüzörlerin Değiştirilmesi
Mevcut "aerobik tankın" altındaki-ince kabarcıklı difüzörleri ve ilgili hava borularını değiştirin. "Aerobik tankın" ince-kabarcık havalandırma durumunu eski haline getirmek için ince-kabarcık difüzörleri daha yoğun bir şekilde (difüzör başına servis alanı < 1 m²) düzenleyin, böylece organik maddeler, NH₃-N, anyonik yüzey aktif maddeler vb. için uzaklaştırma kapasitesi güçlendirilir.
3.2.4 Aerobik Tanklarda Havalandırma Etkisinin Artırılması
Mevcut fan(lar)ın çalışma durumunu ve hava çıkışını değerlendirin. Hava-/-su oranı < 5:1 ise, yeni dönüştürülen "aerobik tank" için havalandırmaya ayrılmış bir üfleyici eklemeyi düşünün; böylece organik maddeler, NH₃-N, anyonik yüzey aktif maddeler vb. için uzaklaştırma kapasitesi daha da güçlendirilir.
3.2.5 Çamur Geri Dönüşümünün Güçlendirilmesi
Mevcut çamur geri dönüşüm pompasının/pompalarının çalışma durumunu ve akış hızını değerlendirin. Akış yetersizse, çöken çamurun etkili bir şekilde geri dönüşünü sağlamak, katı ayırma verimliliğini artırmak ve aktif çamurun sistemden kaybını önlemek için çamur geri dönüşüm pompasını/pompalarını değiştirin.
3.2.6 İlgili Ön Arıtma Önlemlerinin Eklenmesi
İndirgeyici maddeler (demir klorür), pH ayarlama maddeleri (kalsiyum hidroksit) ve topaklaştırıcılar (polialüminyum demir klorür) için dozaj tankları (karıştırıcılı) ve dozaj pompaları ekleyin. Bu, belirli akışları ön işleme tabi tutacak, biyolojik sistem üzerindeki etkilerini azaltacak ve arıtma istasyonunun güvenli ve istikrarlı bir şekilde çalışmasını sağlayacaktır.
3.2.7 Arıtma İstasyonuna İlişkin Operasyonel Yönetim Önlemlerinin İyileştirilmesi
Çamur konsantrasyonu ölçüm cihazları, pH ölçüm cihazları ve çözünmüş oksijen (DO) ölçüm cihazları gibi operasyon yönetimi için gerekli izleme araçlarını satın alın. Arıtma istasyonu için işletme ve bakım kılavuzları geliştirin ve operasyonel personele bilimsel yönetim ve etkili operasyon sağlamak için hedefli eğitim sağlayın.
3.2.8 Biyolojik Arıtma Kapasitesinin Artırılması
İstasyonun biyolojik reaktörlerindeki çamur konsantrasyonunu artırmak ve biyolojik arıtma kapasitesini eski haline getirmek/geliştirmek amacıyla tohum çamuru satın almak veya ticari bakteri kültürleri satın almak için yerel atık su arıtma tesisleriyle iletişime geçin.
4. Yenileme Planının Uygulanmasından Sonra Operasyonel Verimlilik
Tesisin atık su arıtma istasyonunun yenilenmesinin ardından su kalitesindeki değişikliklere ilişkin ayrıntılı test ve analizler gerçekleştirildikten sonra, aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi bir dizi önemli veri elde edildi:Tablo 3. Bu veriler, yenilenen istasyonun organik maddeleri, NH₃-N'yi ve artık kloru gidermedeki önemli başarılarını açıkça göstermektedir.
4.1 COD Giderimi
KOİ giderimi ile ilgili olarak, %72,46'lık bir giderim oranı, arıtma istasyonu tarafından organik maddenin bozunmasında önemli bir ilerleme olduğunu göstermektedir. Bu, yenileme sırasında atık su arıtma prosesinin optimizasyonuna bağlanarak organik kirleticilerin daha etkili bir şekilde ayrıştırılmasına ve uzaklaştırılmasına olanak tanındı ve böylece atık sudaki KOİ içeriği önemli ölçüde azaltıldı.
4.2 BOİ₅ Giderimi
BOD₅ giderme oranının %92,10 kadar yüksek olması, yenilenen istasyonun organik madde gidermedeki mükemmel performansını daha da ortaya koymaktadır. Yüksek BOD₅ giderme oranı, atık sudaki biyolojik olarak parçalanabilir organik madde içeriğinin büyük ölçüde azaldığı anlamına gelir; bu, su ortamının korunması ve ötrofikasyonun önlenmesi açısından önemlidir.
4.3 NH₃-N Kaldırma
NH₃-N gidermeyle ilgili olarak, %60,87'lik çıkarma oranı da yenilenen istasyonun yüksek verimliliğini göstermektedir. NH₃-N, su ötrofikasyonunun önemli bir göstergesidir. Yüksek uzaklaştırma oranı, atık sudaki NH₃-N içeriğinin etkili bir şekilde kontrol edildiğini gösterir ve ötrofikasyon riskinin azaltılmasına yardımcı olur.
4.4 Toplam Artık Klor Giderimi
Klor, atık su arıtma proseslerinde yaygın olarak kullanılan bir dezenfektandır ancak aşırı miktarda kalan klor, su ortamı için potansiyel riskler oluşturabilir. Yenilenen istasyonun arıtma prosesi ile toplam artık klorun giderilme oranı %81,74'tür; bu, istasyonun verimli arıtması yoluyla atık sudaki artık klor içeriğinin etkili bir şekilde kontrol edildiğini ve atık su kalitesinin güvenliğinin sağlandığını gösterir.
5. Sonuç
Tesisin atık su arıtma istasyonunun yenilenmesinden önce yapılan kapsamlı bir analiz, makul proses tasarımına rağmen, yetersiz tank kapasitesi, su kalitesi ve miktarındaki dalgalanmalar, eskimiş ekipman ve düzensiz havalandırma ve kötü yönetim gibi faktörler nedeniyle arıtma kapasitesini esasen kaybettiğini ortaya çıkardı. Atık suyun DB 44/26-2001'in birincil standart (ikinci dönem) değerlerini karşıladığından emin olmak için tesisin atık su arıtma istasyonunda iyileştirme ve yenileme çalışmaları yapıldı. Bu, su kalitesi ve miktarı düzenlemesinin güçlendirilmesini, eskiyen ekipmanın güncellenmesini, operasyonel yönetimin optimize edilmesini ve arıtma istasyonunun istikrarlı çalışmasını yeniden sağlamak için kapsamlı stratejilerin kullanılmasını içeriyordu. Bu, Çin'deki tatil yerlerinin sürdürülebilir gelişimi için sağlam bir çevresel destek sağlıyor.