Atıksu Koku Kontrol ve Giderimi

Günümüzde kirlilik kaynaklı çevresel zararlara karşı çok çeşitli alanlarda düzenleyici önleyici ve tedavi edici birçok faaliyet aktif olarak uygulanmakta ve neticeleri takip edilmektedir. Yapılan bu aktiviteler görsel oranda rahatsız ediciliği ile ön plana çıkmakta ve öncelik değeri almaktadır. Ancak koku kirliliği olarak tanımladığımız problem, gözle görülemeyen uçucu maddelerin atmosfere karışarak insanlara ulaşması ve rahatsızlıklara sebep olması nedeniyle hak ettikleri önceliği alamamaktadır. Atıksu çözümleri arasında koku giderimi göz ardı edilmemelidir. 

Gerçekte koku kirliliği; birçok kentsel alt yapı faaliyetinden başlayarak içinde gıda endüstrisini de bulunduran sayısız endüstriyel faaliyetlerin sonucu bahsettiğimiz uçucu maddelerin atmosfere karışmasından oluşur.

Normal şartlarda maruz kalındığında orta ve sert tepkilere neden olan bu kirlilik, kişinin ortamı terk etmesi ile kolaylıkla savuşturulabildiği için çoğu zaman üzerinde durulmamış ve rafa kaldırılmış bir durumdadır. Ancak bu tip kirlilik uzun vadede insan sağlığına zarar verecek boyutlara ulaşabilme potansiyeli ile kalmayıp çevrede de kalıcı hasarlara neden olabilecek özelliklerde olabilmektedir.

Genel olarak bakıldığında insan burnu ile ayırt edilebilen koku verici kimyasal maddeler NH3, H2S, VOC, Merkaptanlar, Benzen, Toluen ve daha birçok farklı maddelerdirler. Koku giderimi veya kontrolü olarak tanımlanan işlemler bu tür maddelerin atmosfere salınmaması veya salınmadan önce çeşitli yollarla daha zararsız veya etkisiz moleküllere dönüştürülmesidir

Koku kontrol veya giderim alanı çok değişik cevaplar çözümler bulmakla beraber küresel olarak diğer arıtma sektörlerinden daha bakir durumdadır. Bu sebeple standartlaşmış bir koku birimi henüz geliştirilememiş ve uygulamaların neticeleri net olarak takip edilememiştir. Hali hazırda kabul edilen kriterler koku verici maddelerim m3 hava hacmindeki miktarları olarak tanımlanmakta ve örneklerden ölçüm yapılarak takip edilmeye çalışılmaktadır.

Çevremizi saran hava çok büyük miktarlardadır ve hapsedilmesi imkânsız bir akışkandır. Bu sebeple koku ile mücadelede ilk prensip olarak koku verici maddelerin oluşmasının kaynağında engellenmesi önde gelmektedir. Ancak bu maddelerin oluştuğu tüm sektörlerde bilinen üretim şekilleri ve birçok işlem atmosfere açıktır ve bu sebeple bu maddelerin açık havaya karışmasını engellemeye çalışmak hemen hemen imkânsızdır.

Arıtma sektörü, kötü ve veya zararlı gazların açık havaya karışmasının çok güç olmasından kaynaklı olarak alternatif olabilecek çözümler üretmeye yönelmiş ve başlangıç olarak kaynağa en yakın noktalardan gazların emilerek çeşitli ünitelere gönderilmesi başlangıç noktası olmuştur. Her ne kadar kaynağa ve çıkan gaz çeşitliliğine ve değişimlerine bağlı olsa da, giderim sistemleri birkaç ana grupta toplanmıştır. Kimyasal giderim, Biyolojik giderim, Kuru sistemler ve Reçineler.

Kimyasal Gaz Yıkama (Chemical Scrubbing)

Bu tip sistemler koku verici gazların ortam havasına karışmasından sonra başvurulabilen işlemler başında gelir. Her ne kadar yakın geçmişte yaygın olarak kullanılmış olsalar da eş değer biyolojik sistemlerin son 15 yıl içerisinde geliştirilmeleri ile popülerliklerini yitirmeye başlamışlardır. 

Kimyasal yıkama işlemleri tanımından da anlaşılacağı gibi koku kaynaklarının yakınından fan ve menfez ağı yardımı ile yakalanan havanın tasarlanmış kolonlardan geçirilmesi ve bu esnada üzerine kimyasal maddeler püskürtülmek yoluyla koku verici maddelerin farklı moleküllere dönüştürülmesi prensibi ile vazife görürler.

Kolonlar silindirik veya prizmatik şekillerde tasarlanabilmekte olup yapı /malzeme olarak işlemlerde kullanılacak olan maddelere karşı dayanımlı olmalıdırlar. Sistemde oluşması istenen kimyasal reaksiyon hızlarına bağlı olmak kaydıyla genelde hızlı netice veren ancak dozlanan kimyasal stoklarına göre hassas verim sağlayan süreçlerdir. Kolonlar içeri alınan hava içeriğindeki koku maddelerinin derişimlerine ve çeşitlerine göre tek gözlü veya çok gözlü olabilmektedirler. Net sonuçlar verebilmelerine ve verimli çıktılar üretebilmelerine karşın Operasyonel maliyetleri kayda değer derecede yüksek olabilmektedir. Arıtılması gereken hava miktarı sistemin hidrolik açıdan ölçülerine hükmetmesi nedeniyle toplanacak hava hacmi sistemlerin ilk yatırım ve işletme maliyetlerine etki eden önemli parametrelerdendir.

Biyolojik Gaz Yıkama (Biologic Scrubber)

Bu sistemler koku verici gazların ortam havasına karışmasından sonra başvurulabilen diğer bir metottur. Her ne kadar gaz yıkama olarak anılsalar da bu işlem temel prensip olarak mikroorganizma faaliyeti ile hava içindeki koku veren safsızlıkların metabolize edilerek CO2 gibi gazlara ve veya çeşitli diğer formlara dönüştürülerek havadan ayrılmasıdır.

Esasen koku kontrolünde uygulanan eski bir metot olmakla birlikte yıllar içinde evrilmesi ile değişik formlara girerek kimyasal yıkamaya rakip olabilecek kapasitelere erişmişlerdir. Biyolojik proseslerin ilk kullanılan şekilleri ekseriya tarım sektörlerinde (Canlı hayvan yetiştiriciliği) uygulanmış olduğu görülür.

Bu tip tasarımlar biofiltre olarak adlandırılmış ve çoğunlukla doğal malzemelerin kullanımı ile işletilmişlerdir. Prensiben ahırlardan veya koku yaratan tarımsal faaliyet noktalarından fanlarla toplanan kontamine havanın ufak daneli parçalanmış çeşitli organik yataklardan geçirilmesidir. Havanın geçirildiği yataklar esasen mikroorganizma kültürlerinin tutunarak çoğalmasını sağlayacak ortamlardır. Arıtılması istenen birim hava başına yüklü miktarda alan kaplamaktadırlar. Çiftlik ortamları için uygun olsalar da sanayi bölgeleri ve veya nüfusun yoğun olduğu ve arazinin kıymetli olduğu bölgelere uygun olamamaktadırlar. İlaveten kimyasal yıkamalara kıyasla düşük Operasyonel maliyetleri vardır ancak iklim şartlarına ve zamana karşı bir takım işletme zorluklarını da beraberinde getiriler. Organik malzemenin zaman içinde erozyona uğraması veya yatak içi kanallaşmalar hava akışının homojen ve istikrarlı tutulamaması işletme koşullarını zorlamaktadır. Nemli tutulmaları gereği emdirilen su nedeniyle birim ağırlıkları yüksek oldukları için dikey olarak kuruluma uygun değillerdir.

Koku kontrolü ve giderimi konusunda Biyolojik giderim işlemlerinden bir diğeri ise Biyolojik yıkama olarak tanımlanan metottur. Kimyasal yıkama metoduna benzer yapılar ile tasarlanan bir sistem olup genel olarak koku verici maddelerin gaz fazdan su faza transferi neticesinde sistemde geri devir edilen suyun aktif çamur/havalandırma ünitesinden geçirilerek koku kaynağı maddelerin biokütle tarafından asimilasyonu prensibiyle çalışmaktadır. Bu tip sistemler kimyasal yıkamadan daha az işletme maliyetine sahip olmakla birlikte Nütrient verilmesi ve fazla çamur gibi dezavantajlara sahiptirler. İlaveten yıkama kolonları içinde inert malzeme ile tesis edilen mikrobiyolojik yatakların katkısı ile çoklu kademede farklı kirletici giderimi yapabilme şansına sahiptirler. 

Ancak kimyasal yıkamaya ile karşılaştırıldığında, işletme şartları biyolojik temellere dayandığı için operasyonları göre bir nebze daha özen gerektirir.

Damlatmalı Biyolojik Yıkama sistemleri son yıllarda geliştirilen ve verim ve Operasyonel açıdan ve de alan ihtiyacı açısından Kimyasal Yıkama sistemlerine rakip gösterilen sistemlerdir. Bir bakış açısına göre bu süreç esasen kimyasal ve Biyolojik yıkama süreçlerinin karması gibi görünebilmektedir. Ancak sistemin kurgusal özelliği olarak her iki sürecin avantajlı kısımlarını içerir. Daha önce gözden geçirilen sistemlerde olduğu gibi fan ve menfezler ile toplanan havanın kolondan geçirilmesi prensibi ile giderim sağlarken biokütle den faydalanır ancak aktif çamur ünitesi içermeyerek kolon içindeki gözenekli yapay yatak kullanır.

Kimyasal yıkayıcılara oranla çok daha az miktarda Nütrient dozlanarak çok düşük Operasyonel maliyetlerde ve az miktar dolaşım suyu ile işlevini sağlar. Uygun medya geometrisi ve özellikli medya yüzeyi seçimi ile temas süreleri 3-6 saniyelere çekilebildiği için alan ihtiyacı da göreceli olarak küçük kalabilmektedir. Bu özellikleri ve yatak malzemesinin yüksek dayanımlı olması nedeniyle klasik ilk kuşak bio-filtrelerden çok daha üstündür.

Kullanılan ünitelerin geometrik benzerlikleri ve malzeme dayanımındaki yakınlıkları nedeniyle bazı mevcut tesislerde kimyasal yıkama ünitelerinin damlatmalı biyo yıkama ünitelerine dönüştürüldükleri de gözlemlenmektedir.

Aktif Karbon Filtre

Son 20 yılda üzerine çok çalışılan bir ürün olan aktifleştirişmiş karbon filtreleme özellikleri açısından çok farklı endüstrilerde kullanım alanı bulmaktadır. Aktif karbon filtreler gaz fazında hava karışımında bulunan safsızlıkların gideriminde de kullanıma girmiş ve birçok sektörde yerleşmiştir. Ancak koku gideriminde yüksek hacimlerde kullanımında doygunluk ve rejeneratif özellikleri açısından işletme maliyetlerinde sınırlı kalabilmektedirler. 

İlaveten filtrelenen havanın nem sıcaklık vb. faktörleri de bu filtrelerin verim ve hizmet sürelerini etkilediğinden özenli çalışma ve seçimler yapılması gerekebilmektedir.

Kirletici konsantrasyonlarının yüksek olduğu durumlarda filtre malzemesinin hızlıca doygunluğa ulaşması nedeniyle sık değişimler gerektirebilmekte ya da filtre hacimlerinin büyütülmesini gerektirebilmektedir. Doğal olarak sık değişim veya büyük filtrelerin kullanımı hizmet ömrü biten malzemenin bertarafı gibi artçı konuları da gündeme taşımaktadır ki bu da sistem tercihinde farklı yorumlara yol açabilmektedir.