Türkiye'de kurulabilecek tuz gideren membran teknolojisi sistemleri için bilimsel esaslı tasarıma dayalı maliyet analizlerinin yapılması

Günümüzde membran teknolojisi sistemleri çözünmüş madde konsantrasyonu ile partikül boyutu geniş bir aralıkta değişen deniz, nehir, kuyu ve göl sularından endüstri tipine göre özel üretilen atıksulara kadar çok farklı alanlarda kullanılmaktadır. Bugün özellikle tatlı su kaynaklarının dünya üzerinde az miktarda bulunması ve mevcut olanların da kirlenmesi nedeniyle tuzlu sulardan içme ve kullanma suyu temininde membran teknolojisi sistemlerine başvurmak her geçen gün daha artan oranlarda tercih edilmektedir. Membran teknolojilerinin en önemli özelliklerinden biri sürekli geliştirilebilir olmasıdır. Bu kapsamda 1980 yılından günümüze bir membrandan elde edilen süzüntü suyu miktarı 3 misli artmıştır. Aynı zaman diliminde, bir membranın üretim maliyeti ise % 10'nuna düşmüştür. Bu verilerle beraber, 1980 yılında kurulan bir ters osmoz tesisinin yatırım maliyeti ile bugün 30 kat daha fazla süzüntü suyu elde edilebilen tesis kurmak mümkün olabilmektedir. Diğer yönden dünyada kullanım alanları büyük bir hızla artan ve teknolojisi sürekli geliştirilebilen membran teknolojisi sistemleri hakkında Türkiye'de mevcut ve gelecekteki kullanım alanları, uygulanabilirliği, yatırım ve işletme maliyetleri gibi ana başlıklar altında toplanmış herhangi bir araştırma -başvuru kitabı/çalışması bulunmamaktadır. Ayrıca Türkçe literatürde yapılan çalışmalar incelendiğinde ise çoğunlukla farklı tip sular için denenmiş pilot veya büyük ölçekli uygulama çalışmalarının sonuçları olduğu ve Türkiye için konuya kuşbakışı yaklaşan araştırma eksikliği de tespit edilmiştir. Bu sebeple Türkiye'de membran teknolojilerinin yatırım stratejilerinin belirlenmesi konusunda yol gösterici olacak, konvansiyonel ve yeni nesil sistemler konusunda ülkemizde uygulanabilirliğini inceleyecek nüfusu 500 ile 2.000. 000 arasında değişen 20 farklı büyüklükte yerleşim bölgesinin içme ve kullanma suyu ihtiyacını karşılayacak membran teknolojisi sistemlerinin tasarım esasları ortaya konmuştur. Söz konusu proseslerin suyun içerdiği TÇM ve partikül boyutuna göre tasarımda büyük değişiklik göstermesi nedeniyle deniz ve nehir sularının kullanılması durumuna göre yatırım ve işletme maliyetleri hesaplanmıştır. Tüm tesislerde ekipman, inşaat, proje, elektrik gibi tüm ana bileşenler belirlenerek bunların yatırım maliyetlerine etkisi farklı büyüklükteki tesisler için irdelenmiştir. Günümüzde farklı su kaynaklarının belediyelerce yap-işlet yöntemi ile ihaleleştirilip tüketicilere içme ve kullanma suyu olarak ulaştırılmasının kabul edilebilir bir tercih olmaya başlaması nedeniyle bu çalışmada tasarlanan tüm tesislerin 20 yıl işletilmeleri durumunda birim m3 su üretmeleri için maliyetleri hesaplanarak tesislerin yatırım bedellerinin 5 yıl geri ödemeli olarak kredilendirildiği durumda kar amacı olmaksızın ve mevduat faizinin karşılanması olmak üzere 2 alternatifli tarife bedelleri tespit edilmiştir. Bu çalışmadan elde edilen sonuçlara göre membran teknolojisi sistemlerinin içme ve kullanma suyu üretme maksatlı uygulamalarında yüksek miktarda tuzluluk içermesi nedeniyle deniz suyu arıtma amaçlı kurulacak olanların kuyu, göl, nehir sularının arıtılması için kurulacak tesislere göre yatırım+işletme maliyeti daha yüksek sistemlerdir. Bu kapsamda Türkiye'de membran teknolojisi sistemlerinin içme ve kullanma suyu üretme maksatlı kurulmasında aynı bölgede farklı su kaynaklarının bulunması durumunda birim m3 yatırım+işletme maliyetinde % 60'a varan avantaj sağlaması nedeniyle tuzluluk değeri en düşük olan kuyu, nehir veya göl sularının kullanılması önerilmiştir. İçme ve kullanma suyu üretme maksatlı kurulacak deniz ve kuyu suyu membran teknolojisi sistemlerinin 1 m3 üretilen su için yatırım ve işletme maliyetleri tesis kapasitesi arttıkça düşmektedir. Bu kapsamda Türkiye'de içme ve kullanma suyu üretiminde kurulacak membran teknolojisi sistemleri hakkında merkezi ve yerel idareler tarafından yatırım stratejilerinin belirlenmesi durumunda nüfusu 15 .000'den büyük; tesis çıkış kapasite eşdeğeri olarak yaklaşık 2000 m3/gün'den yüksek tesislerin kurulması yönünde planlamaların yapılması önerilmiştir. Diğer yönden membran teknolojisi sistemlerinin ön arıtma ünitelerinde konvansiyonel filtrasyon üniteleri yerine ultrafiltrasyon sistemleri tercih edildiği durumda ilk yatırım maliyetlerinin % 10-20 daha yüksek olduğu görülmüştür. Ayrıca söz konusu sistemlerin işletilmesinde enerji maliyetinin yaklaşık % 65-69 ile en önemli rolü oynadığı tespit edilmiştir. Deniz suyuna uygun tasarlanmış membran teknolojisi sistemlerinin 20 yıl işletme süresiyle bir (1) m3 üretilen su için toplam yatırım maliyetlerinde, elektrik tarifesinde % 20 artışta % 6-9; % 40 artışta % 11 -17; % 60 artışta % 16-23 yükselme olacağı bulunmuştur. İçme ve kullanma suyu üretme maksatlı kurulacak deniz ve kuyu suyu membran teknolojisi sistemlerinin 1 m3 üretilen su için yatırım ve işletme maliyetleri tesis kapasitesi arttıkça düşmekte; nüfusu 500 olan bir yerleşim bölgesi için kurulacak deniz suyu membran teknolojisi sisteminin toplam yatırım ve işletme maliyeti 2,24 ?/m3 iken, nüfusu 15.000 olan yerleşim bölgesi için 0,60 ?/m3 değerine düşmektedir. Diğer yönden nüfusu 500 olan bir yerleşim bölgesi için kurulacak nehir suyu membran teknolojisi sisteminin toplam yatırım ve işletme maliyeti 1,26 ?/m3 iken, nüfusu 15.000 olan yerleşim bölgesi için 0,26 ?/m3 değerine indiği tespit edilmiştir. Yapılan çalışmada Akdeniz suyu membran teknolojisi sistemleri tesisin ilk yatırımı için banka kredisi çekildiğinde abonelere uygulanacak tarife bedelleri nüfusu 500-1. 000 arasında yerleşim bölgelerinde 1,4 ?'dan yüksek iken nüfusu 15 .000'den büyük yerleşim bölgelerinde 0,55-0, 60 ? değerlerinde sabitlendiği görülmüştür. Nehirsuyu membran teknolojisi sistemleri için banka kredisi çekildiğinde ise abonelere uygulanacak tarife bedelleri nüfusu 500-1. 000 arasında yerleşim bölgelerinde 0,85 ?'dan yüksek iken nüfusu 15 .000'den büyük yerleşim bölgelerinde 0,25-0, 28 ? değerlerinde tespit edilmiştir. Akdeniz, Marmara ve Karadeniz sularına uygun tasarlanan membran teknolojisi sistemlerinin bir (1) m3 üretilen içme ve kullanma suyu için ilk yatırım maliyetlerinin tuzluluk değeri farklı olmasına karşın geri kazanım değerinin aynı olması (%43) nedeniyle birbirlerine yakın olduğu tespit edilmiştir.