Treatment of wastewaters by 3-F reactor

Son senelerde evsel ve endüstriyel atıksu arıtımı kapsamında yapılan uygulamalar incelendiğinde bu alanda biyolojik filtrelerin kullanımının giderek artmakta olduğu dikkat çekicidir. Biyolojik filtrelerin klasik arıtma süreçlerine kıyasla çok daha az alana ihtiyaç göstermesi, organik madde oksidasyonunun yanı sıra önemli oranda nutrient giderebilmesi, mevcut sistemlere kolaylıkla entegre olabilmesi gibi avantajları, giderek yoğunlaşan sıklıkta uygulama imkanı bulmalarına neden olmaktadır. Ayrıca bağlı büyüme neticesi reaktörde gelişen biyokütlenin miktarı nedeniyle sistem toksik ve şok yüklemelere karşı daha az duyarlı olmakta ve dolayısıyla çıkış suyu kalitesi bu durumdan olumsuz etkilenmemektedir. Farklı biyofilm teknolojileri arasında akışkan yataklı sistemler ve batık filtreler en fazla uygulama alanı bulan sistemler olmuştur. Aşağı ya da yukarı akışlı olarak işletilebilen bu sistemler ile atıksuda bulunan organik madde ve nütrientlerin, filtre malzemesi üzerinde büyüyüp gelişen biyokütle tarafından parçalanarak zararsız son ürünlere dönüştürülmesi mümkün olmaktadır. Bugüne değin olan uygulamalar incelendiğinde genellikle akışkan yatak reaktörlerin karbonlu madde ile birlikte NH4 ya da NH3'ün oksidasyonu amacı ile sistemin başlangıcında yer aldığı, bank/yada sabit filtrelerin de denitrifikasyon amacıyla da sonda kullanıldıkları görülmektedir. Bazı durumlarda ise ön-denitrifkasyon amacı ile başta yer alabilmektedir. Biyolojik filtreler bu şekilde art arda eklenebileceği gibi, mevcut sistemlerin sonuna ileri arıtma kademesi olarak ilave edilmektedir. Yapılan tüm bu uygulamaların sonucunda alıcı ortamlar için nütrient maddelerini kapsayan limitler kolaylıkla sağlanabilmektedir. Sunulan çalışmada sözü edilen arıtma süreçlerinin tek bir reaktörde gerçekleştirmesini sağlayan bir sistemin (3-F reaktör) tasarım ve işletme parametrelerinin araştırılması hedeflenmiştir. Bu amaçla reaktörün laboratuvar ölçeğinde bir modeli yapılmış, işletilmiş ve ilgili gözlemlerle birlikte deneysel çalışmalar yapılmıştır. Sistem öncelikle akışkan yatak işletme koşullarına göre yukarı akışlı olarak çalıştırılmış, bunu takiben yukarı akımlı sabit yataklı reaktör olarak işletilmiştir. Son aşamada, akım yönünün değiştirilmesi ile sistem aşağı akışlı olarak klasik filtre şeklinde çalıştırılmıştır. Akışkan yatak ve sabit yatak şartlarında karbonlu organik maddenin yanı sıra nütrient gideriminin sağlanması; filtrasyon işlemi ile de askıdaki maddelerin tutulması amaçlanmaktadır. Sistem yukarıda belirtilenlerden anlaşılacağı üzere geçerli olan mekanizmalardan hareketke 3-F reaktör olarak isimlendirilmiştir. Biyolojik filtre sistemlerinin çok amaçlı kullanımını sağlayacak olan sistemler daha önce de bazı uygulamalar ile denenmiştir ancak 3-F reaktör, üç işlemin tek bir reaktörde gerçekleştirildiği bir sistem olarak hiç uygulanmamış olup ilk kez denenmiştir. Sistem alıcı ortam deşarj limitlerini sağlamak üzere mevcut tesislerin sonuna ileri arıtma kademesi olarak ilave edilebilecek, endüstriler için ön arıtma tesisi olarak kullanılabilecek, nüfusu fazla olmayan yerleşimler için tek başına arıtma seçeneği olabilecek kompakt bir sistemdir. Yalan bir gelecekte yönetmeliklerde azot ve fosfor parametrelerini kapsayan deşarj standartlarının yer alacağı düzenlemelerin gündeme geleceği düşünülürse bu gibi sistemlere büyük ihtiyaç duyulacağı açıktır. Ayrıca turistik yerleşimler vb. nüfus hareketinin mevsimsel olarak önemli değişimler gösterdiği yerlerde belirtilen sistem daha güvenli olarak uygulanabilecektir.