Biyolojik Arıtma
Biyolojik Arıtma
Biyolojik arıtma, atık suların içerisindeki organik maddelerin mikroorganizmalar aracılığıyla doğal yollarla parçalanması ve zararsız hale getirilmesi sürecidir. Bu yöntem, atık su arıtma teknolojileri arasında çevre dostu ve sürdürülebilir bir seçenek olarak öne çıkar. Özellikle, evsel ve endüstriyel atık suların arıtılmasında yaygın olarak kullanılmaktadır.
Su kaynaklarının korunması ve su döngüsünün devamlılığı için biyolojik arıtma yöntemleri büyük bir öneme sahiptir. Geleneksel kimyasal arıtma yöntemlerinden farklı olarak, bu süreçte doğal biyolojik süreçler kullanılır, bu da enerji tüketimini azaltır ve daha az atık üretir.
Biyokimyasal süreçler sonunda organik maddeler mikroorganizmalar tarafından CO2 ve H2O’ya dönüştürülür. Organik maddenin yanı sıra azot ve fosfor gibi besi maddeleri de biyolojik arıtımda giderilir.
Biyolojik arıtma yöntemleri, atık su arıtma sistemlerinde yaygın olarak kullanılır çünkü doğal bir süreçtir ve etkili bir şekilde organik maddelerin uzaklaştırılmasını sağlar. Bu yöntemler, çevresel etkileri minimize etmeye yardımcı olur ve temizlenmiş suyu tekrar kullanılabilir hale getirir.

Evsel nitelikli atıksuların arıtılması için tasarlanmış, biyolojik arıtmayı kendi içerisinde çözümleyebilen kompakt yapılardır. Belirli nüfusların atık su debisine göre standart hale getirilmiştir.
- Ön Çöktürme Haznesi
- Dengeleme Haznesi Ve Sistem Besleme Pompası
- Paket Ünite bölümlerinden oluşur
Havalandırma, çöktürme ve deşarj işlemlerinin aynı tank içerisinde gerçekleştirildiği kompakt bir biyolojik arıtma sistemidir. Paket arıtma sistemlerinde atık sular terfi pompası vasıtasıyla havalandırma bölümüne alınır. Bu işlemlerin gerçekleşmesini sağlamak için havalandırma bölümüne blower ile hava verilip difüzörler yardımı ile dağıtımı sağlanır. Havalandırma bölümünde, organik kirliliği giderilmiş atık suya, içerdiği bakteri yumaklarından ayrılması için çöktürme işlemi gerçekleştirilir. Sonrasında üst kısımda kalan arıtılmış su deşarj edilerek sistemden uzaklaştırılır.
Paket biyolojik arıtma sistemleri, özellikle yer sınırlamaları olan bölgelerde veya mobil arıtma ünitelerinde kullanımı yaygındır. Kompakt tasarımları ve yüksek arıtma verimliliği, bu sistemleri tercih edilen bir seçenek haline getirir. Aynı zamanda, paket biyolojik arıtma sistemleri, enerji tüketimi ve işletme maliyetlerinde de genellikle daha verimli bir seçenektir.
Membran biyoreaktör (MBR) tesisleri, biyolojik atık su arıtımını daldırma ultrafiltrasyon membran teknolojisi ile birleştirip suyun ileri seviyede biyolojik arıtımını sağlar. Tek başına membran uygulamasının yüksek maliyetli olması, konvansiyonel sistemler ile de düşük deşarj değerlerinin sağlanamaması, atıksu arıtımında geri kazanımın önem kazanması, MBR gelişimine basamak olmuş ve bu sayede arıtılması zor atık suların arıtımı, ileri seviyede atık su arıtımı ile geri kazanım uygulamaları gibi çalışmalar konvansiyonel tesislerin üçte biri kadar küçük alanlarda uygulanabilir.
MBR teknolojisi, mevcut atık su arıtma tesislerinin kapasitelerinin yükseltilmesi için de yeni inşaat gerektirmeyen en uygun çözümlerden biridir.MBR sistemi konvansiyonel biyolojik arıtım proseslerine kıyasla çok daha az yer kaplayan ve daha düşük biyolojik parçalanabilirliğe sahip olan atıksular için yüksek kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ) giderim verimliliğine sahip olan sistemlerdir. Az yer kaplaması sayesinde arazi maliyetlerinin yüksek olduğu bölgelerde en büyük tercih sebebi olmaktadır.
MBR’da işletme prosesinin çeşidine bakıldığında, aerobik veya anaerobik prosesin seçilmesine, atıksuyun karakterizasyonuna bakılıp karar verilmektedir. Kirletici yükü fazla olan gıda endüstrisi, şekerleme endüstrisi gibi endüstrilerin atıksularında anaerobik MBR seçilirken, daha düşük kirletici yükü içeren endüstrilerin atıksularında ve evsel atıksularda aerobik MBR seçilmektedir.
MBR sisteminde kullanılacak membran modülü atıksudan giderilmesi istenen partikül madde boyutuna dolayısıyla AKM değerine bağlıdır. MBR sistemleri sadece atıksuyu arıtıp deşarj etmeyi amaçlayan değil, atıksuyun geri kazanımını hedefleyen sistemlerdir. MBR ile atıksuyun geri kazanılacağı uygulama yerine göre (bahçe sulama, makine soğutma suyu, kazan-makine yıkama suyu vb.) membran çeşidine karar verilmekte ve mikrofiltrasyon ya da ultrafiltrasyon membranları seçilmektedir.
Betonarme biyolojik arıtma, atık su arıtma sürecinde kullanılan bir yöntemdir. Betonarme, yapısal bir malzeme olduğu için biyolojik arıtma sürecinin yapılandırılması için tercih edilebilir.
Biyolojik arıtma, organik atıkların doğal mikroorganizmalar tarafından parçalanması ve ayrıştırılmasıyla gerçekleşir. Bu süreçte mikroorganizmalar, atık su içerisinde bulunan organik maddeleri besin kaynağı olarak kullanır ve onları daha basit bileşenlere dönüştürür.
Betonarme biyolojik arıtma sistemleri genellikle büyük ölçekli arıtma tesislerinde kullanılır. Bununla birlikte, farklı boyutlarda ve kapasitelerde tasarımlar da mümkündür. Bu sistemler, evsel veya endüstriyel atık sulardan çeşitli kirleticilerin uzaklaştırılmasında etkili olabilir.
Özetlemek gerekirse, betonarme biyolojik arıtma sistemleri, atık suyun biyolojik yollarla arıtılmasını sağlayan dayanıklı yapılar olarak kullanılabilir. Bu yöntem, çevresel koruma ve sürdürülebilirlik açısından önemli bir rol oynar.
Hareketli yatak biyoreaktörü (Moving Bed Bioreactor – MBBR), atık su arıtma sürecinde Evsel ve endüstriyel sistemlerde kullanılabilen MBBR yeni bir tesis kurulumu olmadan kapasite artırımı amacıyla mevcut sistem ile uygulanabilen; arıtma tankı işine ilave edilen hareket halindeki binlerce polietilen biyofilm taşıyıcı çipler kullanılarak kurulan bir sistemdir. Bu sistem, biyolojik arıtma için hareketli bir yatak veya taşıyıcı malzeme kullanır.
MBBR, atık suyu içeren bir reaktör tankı içerir. Bu tankta, taşıyıcı malzeme adı verilen küçük plastik veya diğer malzemelerden yapılmış yüzeyli parçacıklar bulunur. Taşıyıcı malzemeler, biyofilm adı verilen mikroorganizmaların büyüdüğü ve atık suyu arıttığı bir ortam sağlar.Atık su, biyofilmde bulunan mikroorganizmalar tarafından parçalanır ve arıtılır. Hareketli yatak biyoreaktörü, taşıyıcı malzemelerin sürekli karışması ve havalandırılmasıyla etkili bir şekilde çalışır. Bu karıştırma ve havalandırma, mikroorganizmaların oksijene erişimini artırır ve biyolojik arıtma sürecini hızlandırır. MBBR’da, MBR’dan farklı olarak hareketli çipler kullanılır.
Ardışık kesikli biyoreaktör (Sequential Batch Reactor – SBR), atık su arıtma sürecinde kullanılan evsel atıksuların arıtılması için, biyolojik atıksu arıtma amacı ile kullanılan.bir sistemdir. Bu sistemde, atık su arıtma işlemi belirli adımlar halinde ardışık olarak gerçekleştirilir.
Ardışık Kesikli Reaktörler de (AKR), doldur- boşalt sistemine göre çalışan, havalandırma ve çöktürme işleminin aynı tankta gerçekleştiği bir aktif çamur modifikasyonudur.
SBR’lerde atık su, bir reaktör tankına pompalanır ve ardışık olarak farklı aşamaları geçer. Tipik olarak, bir SBR sistemi dört aşamadan oluşur: besleme, reaktif, çökeltme ve deşarj aşamaları.
Ardışık kesikli biyoreaktörler, evsel ve endüstriyel atık sulardan organik maddelerin, azot ve fosforun uzaklaştırılması gibi çeşitli kirleticilerin arıtılmasında yaygın olarak kullanılan bir teknolojidir
Sisteme eklenebilen ileri filtrasyon üniteleri ile sulama amaçlı yüksek kalitede arıtılmış su eldesi mümkündür.
Biyolojik arıtma, doğrudan mikroorganizmaların faaliyetlerine dayanır. Bu mikroorganizmalar, atık sudaki organik maddeleri enerji ve büyüme kaynağı olarak kullanır. Süreçte, organik kirlilik karbondioksit, su ve biyokütleye dönüştürülür. Mikroorganizmalar iki temel şekilde çalışır:
- Aerobik Mikroorganizmalar: Oksijenli ortamda yaşayan bu canlılar, organik maddeleri oksijen yardımıyla parçalar. Örneğin, aktif çamur sistemi bu prensibe dayanır.
- Anaerobik Mikroorganizmalar: Oksijensiz ortamda faaliyet gösterirler ve genellikle biyogaz üretimi için kullanılırlar.
Organik Maddelerin Parçalanma Süreçleri
Organik maddelerin biyolojik olarak parçalanması, karbon ve azot döngülerine katkıda bulunur. Bu süreç şu adımlarla gerçekleşir:
- Organik maddelerin hidrolizi: Büyük moleküllerin daha küçük ve çözünebilir hale gelmesi.
- Asidifikasyon: Çözünebilir moleküllerin uçucu yağ asitlerine dönüşmesi.
- Metanogenezi: Uçucu yağ asitlerinin metan ve karbondioksite dönüşmesi.
Aerobik ve Anaerobik Süreçlerin Karşılaştırılması
Her iki yöntemin farklı avantaj ve dezavantajları bulunmaktadır:
- Aerobik Süreçler: Daha hızlıdır, ancak sürekli oksijen gereksinimi nedeniyle enerji maliyeti yüksektir.
- Anaerobik Süreçler: Daha düşük enerji tüketimi sunar ve biyogaz üretimi ile enerji geri kazanımı sağlar, ancak daha yavaş bir süreçtir.