Çamur Arıtma Teknolojisi Paylaşımı: Yoğunlaştırma ve Susuzlaştırma

Çamur yoğunlaştırma, yerçekimi veya mekanik yollarla suyun bir kısmını çamurdan uzaklaştırarak hacmini azaltır. Çamur susuzlaştırma, çamurdaki ara suyun bir kısmını mekanik yollarla uzaklaştırır ve hacmini daha da azaltır. Yoğunlaştırılmış çamurun nem içeriği genellikle %94-96 iken, susuzlaştırılmış çamurun nem içeriği genellikle %80 civarındadır.

Çamur yoğunlaştırma ve susuzlaştırma prosesleri, benimsenen atık su arıtma prosesi, çamur özellikleri, sonraki arıtma ve bertaraf yöntemleri, çevresel gereksinimler, saha alanı, yatırım ve işletme maliyetleri gibi faktörlere dayalı olarak kapsamlı bir şekilde belirlenmelidir.

3.1 Yoğunlaştırma Proseslerinin Ana Tipleri ve Özellikleri

Çamur yoğunlaştırma yöntemleri esas olarak yerçekimiyle yoğunlaştırma, mekanik yoğunlaştırma ve yüzdürme yoğunlaştırma olarak ikiye ayrılır. Günümüzde yerçekimiyle kalınlaştırma ve mekanik yoğunlaştırma sıklıkla kullanılmaktadır.

Yerçekimiyle yoğunlaştırma daha az elektrik tüketir ve güçlü bir tamponlama kapasitesine sahiptir, ancak daha geniş bir alan gerektirir, fosfor salınımına yatkındır ve güçlü bir koku üreterek ek koku giderme tesisleri gerektirir. Birincil çökeltme tankı çamuru yerçekimi ile yoğunlaştırılır ve tipik olarak nem içeriği %97-%98'den %95'in altına düşürülür. Fazla çamur genellikle tek başına yerçekimiyle yoğunlaştırmaya uygun değildir. Birincil çökeltme çamurunun fazla aktif çamurla karıştırılması ve ardından yerçekimiyle yoğunlaştırılması, nem içeriğini %96-%98,5'ten %95'in altına düşürebilir.

Mekanik yoğunlaştırma temel olarak santrifüj yoğunlaştırmayı, bant kalınlaştırmayı, döner tamburlu yoğunlaştırmayı ve vidalı pres yoğunlaştırmayı içerir; bunlar, düşük alan gereksinimi ve fosfor salınımının önlenmesi ile karakterize edilir. Yerçekimiyle kalınlaştırmayla karşılaştırıldığında daha fazla elektrik tüketir ve polimerik pıhtılaştırıcıların eklenmesini gerektirir. Mekanik yoğunlaştırma genellikle fazla çamurun nem içeriğini %99,2-%99,5'ten %94-%96'ya azaltabilir.

3.2 Susuzlaştırma Proseslerinin Ana Tipleri ve Özellikleri

Mekanik susuzlaştırma esas olarak bant filtre pres susuzlaştırmayı, santrifüjlü susuzlaştırmayı ve plaka ve çerçeve filtre pres susuzlaştırmayı içerir.

Bant filtre pres susuzlaştırmanın gürültüsü ve güç tüketimi düşüktür, ancak daha büyük bir ayak izi ve daha fazla yıkama suyu gerektirir, bu da daha kötü bir atölye ortamına neden olur. Bant susuzlaştırma tipik olarak giriş çamuru nem içeriğinin %97,5'in altında olmasını ve çıkış çamuru nem içeriğinin tipik olarak %82'nin altında olmasını gerektirir.

Santrifüjlü susuzlaştırma daha az zemin alanı gerektirir, yıkama suyu gerektirmez ve daha iyi bir atölye ortamına sahiptir, ancak daha fazla elektrik tüketir, daha yüksek kimyasal dozajı gerektirir ve daha fazla gürültü üretir. Santrifüjlü susuzlaştırma tipik olarak giriş çamurunun nem içeriğinin %95-%99,5 olmasını gerektirir ve çıkış çamurunun nem içeriğinin tipik olarak %75-%80'e ulaşması gerekir.

Plaka ve çerçeve filtre pres susuzlaştırma, düşük nem içeriğine sahip kekler üretir, ancak daha fazla zemin alanı ve yıkama suyu gerektirir, bu da daha kötü bir atölye ortamına neden olur. Plaka ve çerçeveli filtre pres susuzlaştırma, tipik olarak giriş çamurunun nem içeriğinin %97'nin altında olmasını gerektirir ve çıkış çamuru nem içeriğinin tipik olarak %65-75'e ulaşması gerekir.

Vidalı pres susuzlaştırma ve silindirli pres susuzlaştırma, daha az zemin alanı gerektirir, daha az yıkama suyu gerektirir, daha az gürültü üretir ve daha iyi bir atölye ortamına sahiptir, ancak tekli-birim kapasiteleri daha küçüktür, üstte yüzen katı madde içeriği daha yüksektir ve bunların Çin'deki uygulama örnekleri hâlâ sınırlıdır. Vidalı presle susuzlaştırma için çamurun gerekli nem içeriği genellikle %95-%99,5'tir ve çıkış çamurunun nem içeriği genellikle %75-%80'e ulaşabilir.

Derin susuzlaştırma, susuzlaştırma sonrasında nem içeriği %55-65 olan çamuru ifade eder ve özel koşullar altında nem içeriği daha da düşük olabilir. Şu anda ülkemdeki kentsel atık su arıtma tesislerinin çoğunda birincil çökeltme tankları bulunmuyor ve anaerobik çürütme işleminden geçmiyor; bu nedenle susuzlaştırılmış çamurun nem içeriği çoğunlukla %78 ile %85 arasındadır. Bu yüksek nem içeriği daha sonraki çamur arıtma, taşıma ve bertaraf aşamalarında önemli zorluklara neden olur. Bu nedenle şartların uygun olduğu bölgelerde çamurun derin susuzlaştırılması yapılabilir.

Derin susuzlaştırmadan önce çamurun etkili bir şekilde şartlandırılması gerekir. Şartlandırma mekanizması temel olarak çamur parçacıklarının yüzeyindeki organik maddenin değiştirilmesini veya çamurun hücresel ve kolloidal yapısının bozulmasıyla çamurun su-bağlama kapasitesinin azaltılmasını; aynı zamanda çamurun sıkışabilirliğini azaltarak yüksek-kuru susuzlaştırma proseslerinin gereksinimlerini karşılamasını sağlar.

Çamur şartlandırma yöntemlerinin üç ana türü vardır: kimyasal şartlandırma, fiziksel şartlandırma ve termal şartlandırma.

Kimyasal şartlandırma esas olarak inorganik metal tuzlarının, organik polimerlerin ve çeşitli çamur değiştiricilerin eklenmesini içerir.

Fiziksel şartlandırma, çamurun sıkıştırılabilirliğini azaltmak veya geliştirmek için çamura kimyasal reaksiyon oluşturmayan maddelerin eklenmesini içerir. Bu maddeler esas olarak baca gazı külü, diyatomlu toprak, yakılmış çamur külü ve uçucu külü içerir.

Termal koşullandırma, dondurma, orta-sıcaklık ve yüksek-sıcaklıkta ısıtmayı içerir; yüksek-sıcaklıkta termal koşullandırma en yaygın olanıdır. Yüksek-sıcaklıkta termal koşullandırma iki türe ayrılabilir: sıcak hidroliz ve ıslak oksidasyon. Yüksek-sıcaklıktaki termal koşullandırma, derin susuzlaştırma sağlarken aynı zamanda hacmi de belirli bir düzeye kadar azaltır.

Çamur yoğunlaştırma ve susuzlaştırma işlemi, öncelikle çamur depolama tanklarından, yoğunlaştırma tanklarından, çamur susuzlaştırma makine odalarından ve çamur depolama hangarlarından veya silolarından büyük miktarda kokulu gaz üretir. Susuzlaştırma odası, çamur yoğunlaştırma ve susuzlaştırma prosesi sırasında koku kontrolü için önemli bir alandır çünkü kokulu gazların dağıtılması zordur.

Koku kontrolü önlemleri çevresel etki değerlendirmesinin gerekliliklerine göre uygulanmalıdır. Yeni atık su arıtma tesisleri, yoğunlaştırma tankları, çamur depolama tankları, susuzlaştırma odaları ve çamur depolama ve taşıma alanları için kapalı önlemler uygulamalı, sisteme hava çekmek için egzoz havalandırmasını kullanmalı ve emisyon standartlarına uygunluğu sağlamak için bunu koku kontrolü için arıtmalıdır. Koku kontrolü gerektiren yenileme projelerinde yapıların durumuna göre örtülmeli veya kapatılmalı, ek egzoz kanalları ve koku kontrol sistemleri kurulmalıdır. Genellikle biyolojik koku giderme yöntemleri kullanılmakla birlikte gerekli durumlarda kimyasal koku giderme yöntemleri de kullanılabilmektedir.