Büyük ölçekli su arıtma tesisinin yaşam döngüsü değerlendirmesi

Yaşamsal kaynağımız olan suyun korunması ve her bir bireye içilebilir şekilde sunulması çok önemlidir. Nüfus artışı ve kaynakların korunmaması ile suya olan ihtiyaç her geçen gün daha hissedilecek ve böylece su arıtma tesislerinin önemi ve sürdürülebilirliği önem kazanacaktır. İstanbul, Türkiye'nin nüfusu en kalabalık şehri olup sunun insanlara ulaştırılması ve bunu yaparken de çevresel etkilerinin en aza indirilmesi gereklidir. Bu çalışmanın amacı, İstanbul'daki büyük ölçekli bir su arıtma tesisinin yaşam döngüsü değerlendirmesi yaklaşımıyla çevresel etkilerini ortaya koymaktır. Bu çalışmada, Kağıthane Su Arıtma Tesisi sürdürülebilirliği Yaşam Döngüsü Yaklaşımıyla değerlendirilmiştir. KSAT, ham su kaynağı olan Terkos Gölü ve Alibey Barajı'ndan aldığı suyu arıtarak İstanbul Avrupa Yakası'nın önemli su sağlayıcısı durumundadır. Kağıthane Su Arıtma Tesisi ortak ve ayrılmış ünitelerden oluşan farklı yıllarda yapılmış iki adet su arıtma tesisini içermektedir. Kağıthane Yıldırım Bayezid Su Arıtma Tesisi işletmedeyken artan su ihtiyacı ile Çelebi Mehmet Su Arıtma Tesisi işletmeye alınmıştır. Bu çalışmada işlevsel birime karar verip tesisi işletme aşamasında iken tesiste bir yıl süresince envanter analizi yapılmıştır. Tesisin ana üniteleri, ızgaralar, giriş ve çıkış suyu pompaları, havalandırma ünitesi, ozon ünitesi, enerji kırma orifisleri, dağılım havuzu, hızlı ve yavaş karıştırma ünitesi, dekantörler, çöktürme havuzu, filtreler, temiz su hazneleri, çamur ünitesi, ve dezenfeksiyon ünitesidir. Tesisin ara üniteleri ise kimyasal madde üniteleri, geri yıkama suyu tankı, hava körükleri, çamur pompaları ve duru su pompalarıdır. Sistem sınırları gölden suyun alınıp tesisteki suyun arıtımı ve şebekeye pompalanması olarak belirlenmiş olup tesiste bir yıl süre ile envanter analizi yapılmıştır. Tesiste kullanılan maddeler, maddelerin tesise nakliyatı, oluşan çamurun İSTAÇ'a nakliyatı ve bertarafı, tesisin giriş ve çıkış suyu debileri ve her bir ünitenin elektrik tüketimi gibi bilgileri toplanmıştır. Envanterler, 1 m3 arıtılan su için her bir üniteye girdi olarak standantdartlaştırılmış ve çıktılar için de aynı standart uygulanmıştır. Yaşam döngüsü değerlendirmesi yapmak için GaBi 7.3 yazılımı kullanılmış ve sistem sınırları içinde tesisin akım şeması çizilerek her bir ünitenin girdi ve çıktıları yazılıma girilip bilgiler normalize edilmiş ve dengelenmiştir. Çevresel etkileri değerlendirebilmek için Leiden Üniversitesi'nin Çevre Çalışmaları Merkezi'nin geliştirdiği CML 2001 metodu kullanılmıştır ve elde edilen sonuçlar, bu metot vasıtasıyla yorumlanmıştır. GaBi 7.3 yazılımı sayesinde değerlendiren çevre etki kategorileri sırasıyla Küresel Isınma Potansiyeli, Asitleşme Potansiyeli, Ötrofikasyon Potansiyeli, Ozon Tabakası Tükenme Potansiyeli, Abiyotik Element Tükenme Potansiyeli, Abiyotik Fosil Tükenme Potansiyeli, Tatlı Su Ekotoktisisite Potansiyeli, İnsan Toksisitesi Potansiyeli, Deniz Suyu Ekotoksisitesi Potansiyeli, Fotokimyasal Ozon Oluşum Potansiyeli, Karasal Ekotoksisite Potansiyeli 'dir. İncelenen su arıtma tesisinin çevresel etkileri literatür değerlerine uygundur. KIP, ÖP, ATP Fosil, İTP, DSEP ve KEP'ye en yüksek katkı, çıkış suyu pompaları ve giriş suyu pompalarından gelmektedir. AP, TSEP ve FOOP'ye ana katkılar ise çıkış suyu pompaları, enerji kırma orifisleri, dağılım havuzu ve giriş suyu pompalarından kaynaklanmaktadır. Dağılım havuzu, enerji kırma orifisleri ve klorlama aşamaları OTP'ye ana katkıyı oluşturmaktadır. ATP Element giriş suyu pompaları, çıkış suyu pompaları ve klorlama kaynaklıdır. Bu çalışmada, KÇMSAT, KYBSAT ve KSAT'nin üç ayrı çevre etki değerlendirmesi yapılmıştır ve bu üç tesisin çevre etki değerlendirme sonuçları karşılaştırılmıştır. KÇMSAT ve KYBSAT çevre etki değerlendirme sonuçları, farklı etki kategorilerinde, benzer ve farklı sonuçlar vermiştir. Sonuçların benzer olması tesislerin ortak ünitelerinin yüksek çevre etki değerine sahip olmasından; sonuçların farklı olması ise tesislerde ayrılmış ünitelerin 1 m3 arıtılan su için elektrik ve kimyasal madde tüketiminin farklı olmasından kaynaklanmaktadır. Elde edilen çevresel etki sonuçları, İstanbul'un önemli su arıtma tesislerinden biriden elde edilen sonuçlar ve literatür sonuçları ile karşılaştırılmış ve benzerlik ve farklılıkların sebepleri yorumlanmıştır. Sonuçlar, elektrik kullanımının çevresel etkilerin başlıca kaynağı olduğunu göstermektedir. Kağıthane Su Arıtma Tesisi, elektrik etki kaynağı olarak Türkiye enerji üretimi ortalaması ve Avrupa enerji üretimi ortalaması kullanıldığında oluşabilecek çevre etki değerleri sonuçları karşılaştırılmıştır. KIP'a Türkiye enerji üretimi ortalaması daha yüksek katkı yaparken diğer tüm etki kategorilerinde Avrupa enerji üretimi ortalaması yüksek katkı yapmıştır.