[acemi_caylak]

Forum gündemine Ergene'nin temizlenmesi gelen biyolojik arıtmanın ne olup olmadığını bilmeye gereksinim vardı. Çünkü bazı söylenenler havada kalıyor, dikkatli olmayan bir okuyucu için çelişkilere neden olabiliyordu. İşte bu nedenle bu başlıkta atıksu mikrobiyolojisine biraz yakından bakalım derim.

“Su bazen keskin, bazen güçlü, bazen asit, bazen acı, bazen tatlı, bazen yoğun, bazen duru, bazen acı verir ve salgın hastalık getirir, bazen sağlık verir, bazen zehirlidir.”

Leonardo da Vinci’nin yukarıda tanımladığı su, orman içindeki bir dereden şırıl şırıl akarken ne güzeldir, durup seyre dalarsınız. Ancak şehirlerden ve sanayi işletmelerinin içinden geçerken dayanılmaz kokusuyla, sizin hemen oradan uzaklaşmanıza neden olacak kadar keskin ve pis kokuludur. Bazen buhar, bazen çiğ, bazen yağmur, bazen kar, bazen dolu olur.

Sel olur, tufan olur, Nuh Tufanı adıyla, kutsal kitapların başat öyküsü olur. Tsunami olur bir kenti tümüyle yutar, binlerce yıl halkların belleğinde efsane olarak kalır. Batık kent Atlantis hikayesi çok yaygındır. İntihar edenler için kolay yöntem, cinayet işleyenler için cesedi gizleyerek suç ortağı olur.


Yani su her şeydir desek yeridir. Hiç bir madde suyun gösterdiği etki kadar bir etkiyi biyolojik olaylarda göstermez. Su hücre yapı taşı olması yanı sıra yaşam ortamıdır da. Fiziksel, kimyasal ve biyolojik özellikleri ve faktörleri biyolojik ve mikrobiyolojik olayları etkilemektedir.

Fiziksel olarak yoğunluğu , sıcaklığı, ısı içeriği, ışık geçirgenliği, yüzey alanı potansiyeli, diffuzyon ve ozmoz özellikleri ve çözme yeteneği , kimyasal olarak pH değeri, iletkenliği, bitki, hayvan ve tüm mikroorganizma varlığını da biyolojik unsur olarak alabiliriz.

İşte yaşamın temel kaynağı ve ilk canlılara yaşam ortamı sağlayan su, kullanılıp kirletildikten sonra temizlenmezse bir çok hastalığın ve ölümün (mikro canlılardan makro canlılara kadar) nedeni olur.

Normalde atıksuyu tarlalara akıtmak (ki ilk temizleme yöntemlerinden de birisidir), yerleşim yoğunluğunun 40 kişi / ha oranını aşmadığı sürece başarılı oldu. Ancak nüfus yoğunluğu arttıkça tarlalara akıtılan su toprağın onu özümseme katasitesinden daha yüksek olmaya başlar ve çürüme ve kokuşma olayları başlar.

1800'lü yılların sonlarına doğru artan sanayileşme sonucu, fabrikalar yeni işçi yerleşim blokları, evsel artıklar, sanayii de oluşan artıklar hepsi gelişi güzel atılmaya, dökülmeye tabi tutuldu. Artıklarnı yükü su ortamlarının da kendi kendini arıtma kapasitesinin üzerinde olduğu için buralarda da kokuşma başladı. Özelikle engebeli araziye sahip olmayan sanayi ülkelerinde suyun yavaş akması veya durgun gibi olması nedeni ile katı madde çökmesi, gazlaşma olayı hızlandı.

Hatta bu durum öyle bir noktaya erişirki, artık sudaki oksijen tamamen bittiği için suda canlı yaşamı sıfırlanır. 1800’lü yıllarda Paris'in atıksuları derişik şerbet gibi Seine nehrine akıyordu. Ana kollektörün döküldüğü yerde yaşam diye hiçbir şey yoktu. Burada o zaman 2000 yıllarına kadar ki, İzmir'in iç körfezindeki durum mevcuttu.

İngiltere’de 1847 yılında kurulan "River Pollution Commission" una 1848 yılında giren ve orada çalışan Sir Edward Frankland ise atıksu arıtılmasını ilk bilimsel olarak ele alan kişi oldu. Arazide sızdırma yöntemi ile atıksu arıtırken toprağın havalanması için yeterli bir aralığın bulunması gerektiğini belirledi. Böylece atıksu arıtma teknolojisinde "havalandırma"nın çok önemli ir işlem oluşu ilk defa ortaya konulmuş olundu. Bu yargısı ise onbeş sene sonra deneysel olarak da kanıtlandı. Manssachusetts Eyaletinin Lawrence Deneme tarlasında yapılan araştırmalar bunu bilimsel olarak ortaya koymuştur. Havalanmaya olanak vererek uygulanan yöntemle kirlilik yükü 5000 kişi/ha'a kadar çıkarılabilmiştir.

Kimyacı Dibdin ile Mühendis Santo Crimp (1892) Londra'da yapay olarak hazırlanmış dolgu kütleden atıksuyun sızdırılması yöntemini oluşturdular. Bu bilgi birikimlerinden hareketle Salford'lu İngiliz mühendis Corbett" Damlatmalı Filtre Yöntemini 1893 yılında buldu.

O günkü geliştirilmiş hali ile bugün hala kullanılmaktadır. O yıllarda birim ha alana olan yükleme 100 000 nüfusa çıkarıldı. Günümüzde ise bunun daha fazla olabileceği bilinmektedir. Bunu mutakiben biyodiks yöntemi geliştirildi.

Sir Frankland'ın anafikrinden hareketle, yani atıksuların mutlaka yeterli havalandırılması gerektiği, 1910 yılında New York"da Black ve Phelps başka yolu izlediler. Havuz yaptılar, havuzun içine de rabıtalar yerleştirdiler, böylece tahta rabıtaların yüzeyine mikroorganizmalar yerleşecek ve atıksuyu arıtacaklardı. Bu havzudaki ızgara rabıtalar "Batar veya Dalgıç Damlatmalı Filtre"nin ilk adımını, başlangıcını oluşturdu. Burada hem yerleşik, sabit; hem de serbest olan mikroorganizmalar işlev görüyorlardı.

Gerçek anlamda serbest yüzen biyomas oluşumu, yani aktif çamur sistemine geçiş ise, amerikalı kimyacı Clark'ın şişe deneylerinden sonra oldu. 1912 yılında Lawrence deney yerinde atıksuları havalandırarak arıtmaya çalıştı. Şişeleri iyi havalandırdıktan sonra doldurup, boşaltıyordu. Bunu belirli aralıklarla yapıyordu. Çamurları dipde bırakıyordu, kabın kenarlarında alglerin (yosun) ve bakterilerin yoğunlaştığını gözlemişti. Clark bu deneylerini İngiliz misafiri Fowler'e gösterdi. Fowler Manshester'a döndükten sonra, kimyacı Arden, asistanı Lockest ve mühendis Jones ile birlikte benzeri deneyler yaptı. Deney şişe veya kaplarını kaplayarak, önce alglerin oluşmasını önledi, böylece serbest yüzen bakterilerin bol sayıda oluşmasını sağladı.

Lockett arıtılmış atıksuyu hemen dökmedi, içindeki mikroorganizmaların (aktif çamurun=activated sludge) çökmesini bekledi. Lockett, Ardeni'in da yardımı ile "Aktif Çamur Yöntemini" bulmuş oldu. 1914 yılında ilk bilimsel bulgularını açıkladılar, yayınladılar. Ancak son çökeltim havuzunda oluşan çamurların hepsi aktif çamur havuzuna verilemiyordu ve fazla geliyordu. Bu sorunu çözememişti. Bunu çözmek ise İmhoff'a düştü. Fazla çamuru ön çökeltim havuzuna aldı, orada diğer çökecek maddelerle birlikte çöktürdü ve oluşan toplam çamuru da biyogaz elde etmek için çamur çürütme kulelerine gönderdi. Böylecede Aktif Çamur Yöntemi biyolojik atıksu arıtma yöntemi olarak kendini kabul ettirmiş oldu ve yaygınlaşmaya başladı.

Atıksuları evsel, endüstriyel diye ayırmak mümkündür. Önemli olan içeriğinin çözünmüş, çözünmemiş organik veya inorganik maddelerden oluşup oluşmadığıdır. Evsel atıksuyu, insan dışkıları, yemek artıkları, mutfak artıkları, çamaşır yıkama, temizlik suyu , v.b. olarak karakterize etmek olasıdır.

Evsel atıksuların içindeki organik maddelerin;
% 40 'ı azotlu bileşiklerdir (üre, protein),
% 50'si karbonhidratlar,
% 10'u yağlardır.

Bir kişi günde 47,6 g üre ; 45,5 g KM dışkı üretir. Ortalama olarak insan günde 10 g azot atar. Bir metreküp evsel atıksuda 80 g azot, 20 g P2O5 ve 60 g K2O bulunur.

Atıksuyun gübre değeri işte bu maddelerden kaynaklanmaktadır. Klasik atıksu arıtma tesislerinde çıkış sularında azot bileşikleri ve fosfatlar giderilmemiştir. Eliminasyonu gerçekleştirilmezse alıcı ortama verilen bu sular yüzeysel sularda ötrofikasyona (yani atıklarla gelen aşırı besin maddelerinin vejetasyonu uyarmasıyla göllerin çözünmüş oksijen yokluğu sonucunda ölmesine kadar gidebilen yaşlanma süreci) neden olurlar.

Küçük sanayii veya işletmelerin atık suları hammadde kazanımı veya bir malın üretimi sırasında oluşur. Evsel atıksu ile karıştırılması halinde ise ortaya oluşan suya kentsel veya komünal atıksu denir.

Bir işletmenin atıksuyu , diğer bir işletme ile aynı ürünü üretmiş olsalar bile , özellikleri aynı olmayabilir. Küçük sanayii ve işletmelerin suları toksik madde içermedikçe, evsel atıksularla birlikte işlem görebilir.

Bakteriler belirli miktardaki toksik maddelere adapte olabilirler. Ancak bunun belirli sınırları vardır. Fakat hiç bir zaman, sürekli olarak değişen atıksu miktarına ve kirlilik yüküne bakterilerin adaptasyonunu sağlamak kesinlikle olanaksızdır. Konsantrasyon şokları arıtma tesislerini olumsuz etkiler. Çok nadir durumda sanayii atıksuları, hiçbir ön işlem görmeden evsel atıksularla birlikte arıtılabilirler. Genelde mutlaka bir ön işlem görmesi gerekmektedir.

Sanayii atıksuları organik veya anorganik kirlilik içermektedir. Demir-çelik, maden işleyen sanayii, anorganik kirlilik üretirken; gıda sanayii, v.b. organik kirliliğe neden olmaktadır.

Tekstil, seluloz, ve ağaç işleyen tesisler ise çok kirli sular üretmektedirler. Organik madde azalması halinde evsel atıksuların ilavesi yerinde olmaktadır.

Suyun içinde bulunan anorganik maddeler, bazı istisnalar dışında, biyolojik işlemler için hiç uygun değildir. Ya kendileri doğrudan biyolojik olarak değerlendirilemezler, ya da bulundukları ortamda doğal biyolojik ayrışma proseslerini engellerler. Bu nedenle de tesislerde birinci kademe arıtmaya ihtiyaç vardır.

Mekanik arıtma
Mekanik arıtma sırasında kum , kömür tozu, ve diğer mineraller türü atıklar çöktürülürler. Bu anılan maddeler kanallardaki akış hızı < 0,5 m/s olması halinde şebekede birikebilirler. Bunun üzerine tutunan organik maddeler çürümeye başlar ve kokuşmalar meydana gelir. Bu nedenle de bir çok atıksu üretim kaynağında (işletme ve sanayii ) atıksu ön işleme tabi tutulduktan sonra, kanalizasyon şebekesine verilir.

Mezbaha, tabakhane, ve deri fabrikaları çok konsantre organik kirlilik maddeleri içeren atıksuya sahiptirler. Süt işleyen tesisler ve malt–bira fabrikaları, şeker ve nişasta fabrikaları sürekli olarak organik atık üretmektedirler. Atıksuların arıtılmasında aktif görev üstlenen mikroorganizmaların işlevleri daha kanalizasyon şebekesinde başlamaktadır. Bu nedenle de atıksuların arıtma tesislerine taze atıksu olarak ulaşmaları mutlaka sağlanmalıdır.

Atıksuyun içinde çözülmemiş veya çözülemeyen bileşikler de bulunur. Biyolojik olarak parçalanması olanaksız olan bu maddeler, aynı zaman da biyolojik proseslere de zarar vermektedir. Bu nedenle de bunların suyun içinden mutlaka uzaklaştırılması gerekmektedir.


Not: Bu yazının hazırlanmasında Ertuğrul Erdin Hoca'nın Mikroorganizmalar ve Atıksu Teknolojisine Genel Bir Bakış adlı ders notları ve Frank R. Spellman'ın Microbiology for Water/Wastewater Operators isimli kitabından yararlanılmıştır.