İleri arıtma uygulanan kentsel atık suların gri su ayak izi
Grey water footprint of urban wastewaters subjected to advanced treatment
Yazar: ASLIGÜL YILMAZ
Danışman: PROF. DR. GÖKŞEN ÇAPAR
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Entegre Su Yönetimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Kentsel atık sular, şehirlerdeki evsel ve endüstriyel faaliyetlerde su kullanımı sonucunda oluşmaktadır. İçerdikleri organik ve inorganik maddeler, mikroorganizmalar, azot ve fosfor gibi besi maddelerinin kısmen arıtılması ve alıcı ortama deşarj edilmesi, su ekosistemlerinde kirliliğe yol açarak su kaynaklarında kalite problemlerine ve çevresel kirliliğe neden olmaktadır. 
Atık su arıtma tesisleri (AAT), çevresel kirliliği azaltma ve kontrol altına alma konusunda oldukça önemlidir. Geleneksel olarak uygulanan biyolojik arıtma yöntemleri ile temel olarak karbon bazlı kirlilik giderilebilmektedir. Azot ve fosfor gibi maddelerin giderilmesi için ise ileri arıtma yöntemlerinin uygulanması gerekmektedir. Dolayısıyla, pek çok durumda kentsel atık sular yeterince arıtılmadan alıcı ortamlara deşarj edilmektedir. 
Gri su ayak izi; noktasal veya yayılı kirlilik kaynaklarından alıcı ortamlara karışan kirleticilerin asimile edilebilmesi için gerekli olan tatlı su miktarını ifade etmektedir. Gri su ayak izi kavramı, su kaynaklarının daha sürdürülebilir bir şekilde kullanılması ve noktasal kirlilik kaynağı olan atık suların çevresel etkilerinin azaltılmasına katkıda bulunmak amacıyla bir araç olarak kullanılabilmektedir.  
Bu tez çalışmasında iki AAT örneği ile ileri arıtmanın gri su ayak izine etkisi incelenmiştir. Ankara Polatlı AAT giriş ve çıkış verileri ve Gülveren Deresi'nin bağlandığı Sakarya Nehri üzerinden alınmış debi değerleri kullanılmış, Prof. Arjen Hoekstra'nın geliştirmiş olduğu gri su ayak izi formülüyle hesaplama yapılarak değerlendirilmiştir. Gri su ayak izi kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ) için  0,01 Mm3/gün, toplam azot için 0,02 Mm3/gün ve toplam fosfor için 0,23 Mm3/gün olarak hesaplanmıştır. Kastamonu AAT giriş ve çıkış verileri ve Karaçomak Deresi üzerinden alınmış debi değerleri kullanılarak yapılan hesaplamalara göre ise gri su ayak izi KOİ için 0,02 Mm3/gün, toplam azot için 0,03 Mm3/gün, toplam fosfor için 0,22 Mm3/gün ve amonyum için 0,04 Mm3/gün olarak bulunmuştur. Gri su ayak izi değerlerinin, alıcı ortam debisi ile kıyaslanması sonucunda, Polatlı AAT verilerine göre kirleticilerin asimilasyon değerlerini aşmadığı, Kastamonu AAT'de ise toplam fosforun alıcı ortamın asimilasyon kapasitesini aştığı görülmüştür. Bu sonuçlar, Kastamonu AAT'de fosfor gideriminin iyileştirilmesi ile gri su ayak izinin ve dolayısıyla kirliliğin azalacağını göstermiştir.

Abstract:
Urban wastewater is generated as a result of water use in domestic and industrial activities in cities. Discharging partially treated wastewaters containing organic and inorganic substances, microorganisms, and nutrients such as nitrogen and phosphorus into the receiving water bodies leads to pollution in aquatic ecosystems, reduces water quality and causes environmental problems.
Wastewater treatment plants (WWPTs) play a crucial role in reducing and controlling environmental pollution. The conventional biological treatment methods primarily remove carbon-based pollutants. Substances like nitrogen and phosphorus are often discharged into the receiving environments without adequate treatment.
The grey water footprint represents the volume of fresh water required to dilute the pollutants from point and diffuse pollution sources. Grey water footprint concept can be used as a tool to contribute to sustainable use of water resources and reduce the environmental impacts of wastewaters, which are point sources of pollution.
In this thesis, the impact of advanced treatment on  grey water footprint is examined focusing on two different wastewater treatment plants. The inlet and outlet data of the Polatlı WWTP and the flowrates taken from Sakarya River, to which Gülveren Stream is connected, were utilized. The grey water footprint was calculated and evaluated using the method developed by Prof. Arjen Hoekstra. The grey water footprint was found as 0.01 Mm³/day for chemical oxygen demand (COD), 0.02 Mm³/day for total nitrogen and 0.22 Mm³/day for total phosphorus. Similarly, Kastamonu WWTP inlet and outlet data and the flowrate of the Karaçomak Stream were used. The grey water footprint was found as 0.03 Mm³/day for COD, 0.10 Mm³/day for total nitrogen, 0.60 Mm³/day for total phosphorus, and 0.20 Mm³/day for ammonium. As a result, it was observed that the pollutants in the Polatlı WWTP did not exceed the assimilation capacity of the receiving water body, namely Sakarya River, while in the Kastamonu WWTP, total phosphorus exceeded the assimilation capacity of Karaçomak Stream. Therefore, it is concluded that improving phosphorus removal efficiency can help reduce the grey water footprint of urban wastewaters coming from Kastamonu city.