atıksu yönetimi - rec türkiyepoli laktik asit (pla) ... pha 22 5-6 €/kg phb . 23 phb granules:...
TRANSCRIPT
Atıksu Yönetimi
Prof. Dr. H. Güçlü İNSEL
İstanbul Teknik Üniversitesi, Çevre Mühendisliği Bölümü
(E-Posta: [email protected] )
KONU BAŞLIĞI KONU BAŞLIĞI
İÇERİK
• Atıksu Üretimi ve Karakterizasyonu
• Konvansiyonel Arıtma Yaklaşımı
• Kaynak Geri Kazanım Yaklaşımı (Resource Recovery)
• Entegre arıtma/geri kazanım yaklaşımı
• Yaşam Döngüsü ve Sürdürülebilirlik
• Atıksudan Ürün/Hammadde
Atıksu Üretimi ve İçeriği
• Organik Madde (Karbon)
• Nutrient (Azot – Fosfor)
• Toksik Maddeler (Endüstriyel Kaynaklı vb.)
• Patojen Mikroorganizmalar
• Endokrin Sistemi Bozan Maddeler (İlaçlar)
Çekilen Toplam Su: 3,928 km³/yıl Üretilen Atıksu: 56% (2,212 km³) Kentsel ve Endüstriyel
AQUASTAT; Mateo-Sagasta vd. (2015); Shiklomanov (1999)
Konvansiyonel Arıtma Yaklaşımı
• «End of Pipe» yaklaşımı
• Organik Karbon
• Sera Gazı Emisyonu
Önçökeltme
Konvansiyonel Aktif Çamur
Son Çökeltme
N,P, Organik Madde
Atıksu (P, N)
Çamur
O2
N, P Giderimi
Deşarj
8 %
12 kWh/(N·y)
100 %
150 kWh/(N·y)
Solunum
38 %
57
kWh/(N·y)
Giriş Atıksu Arıtma Tesisi
Anarobik
Çürütme
gaz motoru (CHP)
Biyogaz
27%
41 kWh/(N·y)
Kayıp
18%
27 kWh/(N·y)
Elektrik
9%
14
kWh/(N·y)
Yakma
buhar türbini
Kayıp
25%
37 kWh/(N·y)
Elektrik
2%
3 kWh/(N·y)
Buhar
27%
40 kWh/(N·y)
Konvansiyonel Yaklaşım: Organik Madde Kullanımı ?
Ref: Prof. P. Cornel (2013)
ÇAMUR
N: Kişi Y: Yıl
Ülkemizde birim atıksu arıtma maliyetleri
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
10 100 1000 10000 100000 1000000
Atı
ksu
Ba
şın
a K
uu
lan
ıla
n E
ner
ji (
kW
h/m
3)
Günlük Ortalama Debi (m3/gün)
BNR BNR+anaerobik çürütme DF KAÇ SH UHAÇ
EVSEL/KENTSEL ARITMA ÇAMURLARININ YÖNETİMİ PROJESİ TÜBİTAK KAMAG (108G167)
DOĞRU TASARIM?
Yerel Koşullar: Yurtdışı Standartlarla Uyumsuzluk !!
7
Endüstriyel Katılım?
8
0
2
4
6
8
02468
101214161820
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Ça
mu
r Y
aşı
, A
TV
-13
1 (
20
00
)
Ge
rek
li Ç
am
ur
Ya
şı [
gü
n]
Proses Sıcaklığı (oC)
Mevcut Durum
ATV131 (2000)
NOT: 1. Her tesis için farklı sonuçlar elde edilebilir. 2. Arıtılabilirlik yapılması gereklidir. 3. Yer Sıkıntısı Teknoloji Değişikliği !! 4. Sanayi Atıkları ...?
TEORİ
GERÇEK
Geri Kazanım Yaklaşımı
• Su Geri Kazanımı
• Enerji Geri Kazanımı
• Hammadde Geri Kazanımı
• Arıt ve Deşarj Et (- 35 krş/m3)
Gri ve Siyah Su Ayrımı ?
10
%40 Gri Su %60 Siyah Su
150 Litre/kişi/gün
Kişi Başına Atıksu
Gri Su
Siyah Su
11
Su Geri Kazanımı
- Ön Arıtma Sistemleri !
- Hızlı Biyolojik Prosesler
- Yenilikçi Prosesler
- Anaerobik Sistemleri (Biyogaz)
- Etkin Ayırma Sistemleri
- Membran Prosesler
- Dezenfeksiyon Sistemleri
- Ölçüm/Otomasyon/Kontrol Sistemleri
....
MBR: Bodrum Konacık Belediyesi (İlk evsel tesis)
12
Suyun %40’ı ikincil amaçlı kullanılıdyor
13
Atıksu Geri Kazanımı (Endüstriyel)
14
PİŞİRİCİ CİHAZ ÜRETİMİNDE TESİS İÇİ SU GERİ KAZANIMI, MİNİMİZASYONU VE ENTEGRE SU YÖNETİMİ (TÜBİTAK – TEYDEB 5130059)
Üretimde su kullanımı %40 azaltıldı ......
Aktif karbon filtre Kontrol Panosu/UF
Dengeleme
Double Pass-RO
15
Alkaloid Atıksuları İleri Arıtma ve Entegre Geri Kazanım Tesisi,
Türk Patent Enstitüsü (TPE), PT2014-01281.
Örnek: TMO Afyon Alkaloidleri Fabrikası
16
Atıksudaki Endokrin Bozucular
17 Baggenstos, 2015
Örnek Çalışma: Türkiye
18 Sari vd., (2014), J Haz. Mat.
Atıksu Arıtma Tesislerinden Hammadde Eldesi
• Biyogaz (Çamur, co-digestion)
• Ek Yakıt (Çamur)
• Gübre (Sıvı Gübre, Granül Gübre vb.)
• Amonyak
• Fosfor
• Biyopolimer
• Biyodizel
Doğal Gübre Üretimi
20
5 milyon kişi eşdeğeri AAT : Fosfor Giderimi: 900,000 TL kimyasal Fosfor Geri Kazanım: 350,000 TL kimyasal
Atıksulardan Biyoplastik Eldesi (Yeni Jenerasyon)
21
Atıksudaki Organik Karbon Potansiyel Kaynak
GLOBAL Biyoplastik Ambalaj Piyasası:
AVRUPA Market Payı 45% (2015) Kuzey Amerika ve Pasifik Asya takip ediyor...
• 4.65 Milyar Dolar (2015) • Projected: 10.6 Milyar Dolar (2020)
Poli hidroksi Bütirat (PHB) Poli laktik Asit (PLA) ...
PHA
22
5-6 €/kg PHB
23
PHB granules: Accumulation of PHB in Alcaligenes latus.
PHB... (Biyolojik Arıtmada Bakteriyel Depolama)
Alg Üretimi (Biyodizel üretimi ve CO2 giderimi)
• CO2, Azot, Fosfor kullanıyor
• Oksijen ve Biyodizel
• %70 Yağ Depo Kapasitesi
• Kanola ve Soya’nın 50 katı
• Üretim: 100 $/varil
• 7-8 kat daha pahalı üretim
24
Yeni Jenerasyon
SONUÇLAR
• Arıtma Yaklaşımı -> Kaynak Geri Kazanımı Yaklaşımı
• Entegre Arıtma: Enerji & Su & Hammadde
• Enerjiyi Etkin Kullanan Hızlı Sistemler
• Yenilikçi Proseslerin Kullanımı Dünyada Yaygınlaşıyor
• Yerleşimler için Fizibilite ve Yaşam Döngüsü Analizi
• Düşük ilkyatırım, yüksek işletme maliyeti sürdürülebilir DEĞİL !
• Yerel koşullara uygun proses seçimi ve iyi mühendislik uygulamaları
• Kentsel Dönüşüm’deki yeri ?
TEŞEKKÜRLER