Su ve Çevre Teknolojileri Dergisi 158. Sayı (Eylül 2021)

44 Su ve Çevre Teknolojileri / Eylül 2021 suvecevre.com TEKNİK ATIKSULARIN ARITILMASINDA DAF SİSTEMLERİNİNÖNEMİ VE ENERJİ VERİMLİLİĞİ MURAT AYHAN Arbiogaz Çevre Yüksek Mühendisi Uzman Proses Mühendisi parçacık gideriminde, serbest yağ gideriminde, emulsifiye yağın kırılması işlemi sonrasında yağın yüzdürülerek giderilmesinde, parçacığa bağlı organik kirliliğin azaltılmasında, biyolojik arıt- manın organik yükünün hafifletilmesinde, biyolojik arıtma son- rasında parlatma (polishing) amaçlı kirlilik gideriminde ve hatta çamurların yoğunlaştırılması gibi birçok alanda yaygın bir biçimde kullanılmaktadır. Sektörel olarak bakıldığında ise DAF sistemleri, özellikle tavukçuluk işletmelerinin ve mezbaha atıksularının, süt ve süt ürünleri işletmelerinin atıksularının, kağıt üretim fabrikalarının atıksularının, petro-kimya sektöründe oluşan atıksuların, metal işleme ve kaplama atölyelerinin atıksularının, gıda ve içecek fab- rikalarının atıksularının, boya ve tekstil atıksularının arıtılmasında ve daha birçok yağlı ve katı parçacık içerikli atıksu oluşturan sektörlerin arıtma tesislerinde yaygın bir şekilde tercih edilmek- tedir. Bu nedenle DAF sistemleri, geçmişten günümüze kadar teknolojik gelişimini sürdürerek belirtilen kirlilik parametreleri için yüksek giderim verimli sistemler haline getirilmiştir. Ancak yüksek giderim verimlerine sahip DAF sistemlerinin hem doğru tasarlanmış olması gerekmekte hem de tasarımda dikkate alınan önemli parametrelere işletme aşamasında da dikkat edilmesi gerekmektedir. Önemli tasarım parametrelerini, hidrolik yükleme hızı, katı madde yüklemesi, hava/katı oranı, yüzey alanı, geri devir oranı, geri devir basıncı olarak sıralayabiliriz. Bu tasarım unsurlarının içinde hava/katı oranı, havanın nasıl tedarik edildiği, nasıl basınçlandırıldığı ve sisteme enjeksiyonunun nasıl yapıldığı oldukça kritik hususlardır. Bu nedenle geçmişten günümüze kadar yaşanan teknolojik gelişimlerin ve sistem üzerinde yapılan iyileştirmelerin, mekanik iyileştirmelerin yanı sıra bir önceki cüm- lede bahsi geçen kritik tasarım hususları üzerinde odaklandığını görüyoruz. Şayet sistemleri, hava tedarikleri ve hava beslemeleri açısından geleneksel ve yenilikçi olarak ayırt ederek inceleyecek olursak enerji verimliliği üzerindeki etkilerini de daha iyi tahlil etmiş oluruz. Geleneksel DAF sistemlerinde hava kabarcıkları, bir hava kompresörü yardımıyla elde edilen havanın nozüller ile tanka tabandan dağıtılması ile sağlanmaktadır. Bu sistemlerde genel olarak 100-150 mikron çapına sahip olan hava kabarcıkları, katı parçacık ya da serbest yağ gibi kirleticileri yüzeye doğru taşıyarak sistemden uzaklaştırılmasını amaçlar. Bu sistemlerde gereksinimi duyulan hava kabarcıkları, yüksek elektrik tüketimi gerçekleştiren kompresörler tarafından sağlanmaktadır. Dolayısıyla DAF sis- temleri tasarımında parametresi hava/katı oranı işletme dönemi açısından büyük önem kazanmaktadır. Şayet atıksuyun içeri- G ünümüzdeki farklı mühendislik disiplinlerine ait çeşitli uygulamalara baktığımızda en önemli ortak konu baş- lıkları arasında “enerji verimliliği” konusunun sıklıkla yer aldığına şahit oluyoruz. Enerji verimliliği ifadesini basitçe; mevcut bir ekipmandan veyahut sistematik bir işleyişten bir takım teknik iyileştirmeler neticesinde daha iyi sonuçlar elde edilmesi şeklinde açıklayabiliriz. Bilindiği üzere ülkemizde birçok endüstriyel atıksu arıtma tesisi, Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği doğrultusunda yapılmış ancak zamanla maalesef birçoğu enerji kullanımı açısından verim- siz işletilen tesisler haline dönüşmüştür. Tesislerin gerektiğinden daha fazla enerji tüketmesinin sebebini ise sadece ekipman motorlarının enerji sınıfları ile ilişkilendirmek, konuyu bütünüyle ele almamak anlamına gelecektir. Verimli işletilebilen tesislere, yüksek verimli elektrik motorlarına sahip ekipmanların kullanımı- nın yanı sıra sistemin de doğru tasarlanması ve bu tasarımlarda iyi seviyede geliştirilmiş çözüm teknolojilerine de yer vererek sahip olabiliriz. Bu doğrultuda yazımızın ana konusu olarak DAF (dissolved air flotation: çözünmüş hava flotasyonu) sistemlerinin tasarımını ve yeni trend DAF sistemlerini ele alacağız. Endüstriyel atıksu arıtma tesislerinde yağ-fenol içerikli kirle- ticilerin, askıda katı partiküllerin ve bu partiküllere bağlı organik kirleticilerin gideriminde DAF (çözünmüş hava flotasyonu) sis- temlerinin tasarımları ön plana çıkmaktadır. Özellikle endüstriyel atıksuların biyolojik arıtımı öncesinde yoğun kirliliklerin azaltılması amacıyla DAF sistemleri sıklıkla tercih edilmektedir. Bu sistem- lerin yüksek olmayan atıksu debilerinde aynı zamanda kimyasal arıtma ünitesi olarak kullanılabilir olması, DAF sistemlerini oldukça avantajlı kılmaktadır. DAF sistemleri, koagülasyon (pıhtılaştırma) ve flokülasyon (yumaklaştırma) proseslerini takiben ya da doğrudan yüzdürme sayesinde seperasyon (ayırma) işlemlerinde ve ürün geri kaza- nımında sıklıkla tercih edilmektedir. Bu sistemler, atıksudan katı