Akademik Atık Yönetimi Sürdürülebilirlik

Evsel Atıksu Yönetimi İçin Sürdürülebilir Bir Yaklaşım: Akım Ayırımı

Evsel atıksuların yönetimi çevre kirliliğinin en can alıcı konularının başında yer almaktadır. Evsel , insan yaşamının var olduğu her ortamda insanoğlunun metabolik faaliyetleri ve kişisel gereksinimlerinin sonucu zorunlu olarak üretildiğinden ve her zaman ve mekanda üretilmesi kaçınılmaz olduğundan, evsel konusundaki çalışmalar ve arayışlar sürekli şekilde gündemde kalmaktadır.

Günümüzde de yaygın olarak yapıldığı gibi, 2000’li yılların başına kadar evsel atıksular özellikle kentsel alanlarda merkezi olarak toplanmakta, daha sonra arıtmadan geçirilerek bir alıcı ortama verilmek sureti ile uzaklaştırılmakta idi. Merkezi yönetim uygulamasının alternatifi olarak evsel atıksular tekil arıtma tesisleri, örneğin paket arıtma sistemleri ya da foseptik kullanımı ile arıtılmakta ve arıtılmış ya da kısmen arıtılmış atıksu yine bir alıcı ortama verilmekte idi. Bu uygulamaların hepsinin ortak yönü, evsel kullanıma tahsis edilmiş içme suyu kalitesindeki suyun, içme, yemek hazırlama, çamaşır ve bulaşık yıkama, temizlik, kişisel bakım amaçlı yıkanmalar, tuvalet sifonları gibi çeşitli faaliyetler sonucunda evsel atıksuya dönüştürülmeleri ve her bir faaliyet sonucu evin farklı noktalarında oluşan, aslında farklı karakterdeki atıksuların, karışık olarak ve tek bir boruda toplanarak arıtılmasıdır.

2000’li yıllarda bahse konu geleneksel yaklaşıma alternatif olarak akım ayırımı yaklaşımı önerilmekte olup, bu çerçevede evsel atıksular oluştukları ilk noktada birbirlerinden ayrılarak ayrık akımlar halinde toplanmakta, ayrı olarak depolanmakta ve her bir akım kendi özellik ve içeriğine uygun olarak değerlendirilerek tekrar kullanılmaktadır. Akım ayırımının ana ilkeleri kaynakta titiz bir kontrol, farklı akımların birbiriyle karışmasının önlenmesi, madde döngülerinin kapatılması ve atıksuların değerlendirilerek yeniden kullanılmasıdır. Bu yolla bir yandan su kirliliği önlenirken, diğer yandan olarak görülen bir akım olan evsel atıksuyun bir kaynağa dönüştürülme imkanı doğmaktadır.

Bu bağlamda günümüzde şekilde görüldüğü gibi, evsel atıksular kaynaklarında iki ya da üç akıma ayrılarak toplanmaktadır. İkili ayırımda siyah su olarak adlandırılan tuvalet suları diğer akımlardan ayrılmakta, tuvalet sularının haricinde kalan kısma ise gri su adı verilmektedir.

resim1-evsel-atiksu-yonetimi-icin-surdurulebilir-bir-yaklasim-akim-ayirimi-bilsen-hoca resim2-evsel-atiksu-yonetimi-icin-surdurulebilir-bir-yaklasim-akim-ayirimi-bilsen-hoca

Üçlü ayırım aynı zamanda ECOSAN (ECOlogical SANitation) akımları olarak da anılmakta ve bu durumda gri suyun yanı sıra, ayrı toplanmış insan idrarı sarı su, ayrı toplanmış insan dışkısı ise kahverengi su olarak akım ayırımı yapılmaktadır.

Akım ayırımı yaklaşımının öncelikli temalarından biri her bir akımın değerlendirilerek yeniden kullanılmasıdır. Bunun gerçekleşebilmesi ise, akımların kaynaklandığı ilk noktada her akımın ayrı toplanmasını, ayrı depolanmasını ve ayrı işlenmesini gerektirmekte ve kaynakta kontrole dayanmaktadır. Ayırımın yapılabilmesi için ikili toplamada halen kullanılan tuvaletlerden farklı bir tuvalete gerek olmamasına karşın, üçlü ayırım için bir örneği aşağıda görülen idrar ayıran tuvaletlere (Urine Divering Toilets- UDT) ihtiyaç bulunmaktadır. İdrar ayıran tuvaletler akım ayırımı için özel imal edilmiş olup iki bölmeli olarak hazırlanmışlar, ön bölmeden idrar, arka bölmeden ise dışkı, sifon suyu ve tuvalet kağıdı toplamaya elverişli olacak şekilde yapılmışlardır.

resim3-evsel-atiksu-yonetimi-icin-surdurulebilir-bir-yaklasim-akim-ayirimi-bilsen-hoca

Akımların ayrı olarak toplanıp depolanması için ayrıca akım adedi kadar borulama sistemine ve toplama tankına ihtiyaç bulunmaktadır. İlk yatırımları özellikle idrar ayıran tuvalet ve borulama sistemleri nedeni ile konvansiyonel sistemlerden daha pahalı, işletme giderleri benzer seviyelerde olan akım ayırımı sistemlerinin büyük avantajı ise üretilen son üründen elde edilecek katma değer / gelirlerdir. Akım ayırımı yolu ile konvansiyonel olarak arıtılarak uzaklaştırılan evsel atıksu, alternatif bir su, gübre, toprak şartlandırıcısı ve enerji kaynağı haline dönüştürülerek değerlendirilmekte ve ekonomik bir değer haline dönüştürülebilmektedir.

Bu bağlamda, konvansiyonel evsel atıksuyun hacimsel olarak dörtte üçünü oluşturan ve esasen organik maddenin %40 kadarını bünyesinde barındıran gri su bu kirletici yönünden arıtılıp patojenik güvenilirliği de sağlandıktan sonra çok önemli bir alternatif su kaynağı sunmakta ve su çevriminin hemen hemen her noktasına geri döndürülebilmektedir. Günümüzde geri kazanılmış gri su için en yaygın kullanımların tuvaletlerde sifon suyu ve sulama amaçlı olduğu görülmekte, ayrıca otomobil yıkama, süs havuzu, yangın, yer altı suyu besleme vb gibi uygulamalar olduğu da bilinmektedir. Bu yolla su döngüsü tamamlanmaktadır.

Nütrientler açısından çok zengin olan sarı su, doğrudan ya da dolaylı uygulanmak suretiyle gübre olarak kullanılabilmekte, elde edilen sonuçlar bu yolla elde edilen gübrenin en az sentetik gübre kadar etkin olduğunu göstermektedir. Böylelikle nütrient döngüleri kapatılmış olmaktadır.

Son olarak kahverengi su ve siyah sudan anaerobik  yöntemlerle biyogaz elde edilebilmekte böylece evsel atıksuyun bir akımından enerji elde etmek mümkün olmaktadır. Organik madde içeriği yüksek olan kahverengi sudan ayrıca kompost üretimi yoluyla tarım ve peyzaj alanlarında toprak şartlandırıcısı olarak da yararlanılabilmektedir.

Sonuç olarak, evsel atıksu yönetiminde bir devrim olarak adlandırılabilecek akım ayırımı yaklaşımı ile, karışık toplandığında çözülmesi gereken bir problem olarak duran evsel atıksu, su çevrimi yanında nütrient ve dolayısı ile besin çevrimini besleyen, enerji konusunda da azımsanmayacak bir potansiyel sunan bir kaynak olarak insanoğlunun karşısında beklemektedir. Bu potansiyelin özellikle gerek çevre sorunlarının çözümü gerekse atığın kaynağa dönüştürülerek değerlendirilmesi ve doğal kaynakların kontrollü kullanımı yönüyle açısından önemi açık olup, akım ayırımı yaklaşımı gerek uygulama gerekse araştırma yönünden çevre mühendislerinin ve ilgili diğer disiplinlerin önünde keşfedilmesi gereken anlamlı bir konu olarak yerini almıştır.

YAZAR:

Prof. Dr. Bilsen BELER BAYKAL

İTÜ Çevre Mühendisliği Bölümü

Kaynaklar:

Beler Baykal, B. (2015) Stream segregation in household use:  A review of grey water as an alternative source of water and  yellow water as an alternative source of fertilizers,  Water Quality, Exposure and Health 7(1), 27-37 (WQEH-D-13-00070R1)

Beler Baykal, B., Allar, A. D. (2007)

ECOSAN: Ekolojik evsel atıksu yönetimi, İTÜ Dergisi/e, 17(3) Kasım 2007, 3-12.

 

Yazar hakkında

Prof. Dr. Bilsen Beler Baykal

İlk öğretimini Şişli Terakki, Orta ve Lise öğretimini Üsküdar Amerikan Kız Lisesinde (şimdiki Üsküdar Amerikan Lisesi) yapmıştır. Boğaziçi Üniversitesi Kimya Mühendisliği Bölümünden 1979 yılında Lisans (BS), 1981 yılında Yüksek Lisans (MS) derecelerini almasını takiben Horace H. Rackham Fellowship bursu ile The University of Michigan, Ann Arbor. ABD’ye gitti. 1982-1985 yılları arasında bulunduğu bu üniversiteye Kimya Mühendisliği ve Çevre Mühendisliği Bölümlerine Dual Degree Student olarak kabul edilmiştir. 1985 yılında Çevre Mühendisliği Bölümünde Yüksek Lisans (MSE) derecesini almıştır. Aynı yıl, eş durumu nedeni ile, yurda dönerek yatay geçişle ABD’de başlamış olduğu doktora çalışmalarını İstanbul Teknik Üniversitesi Çevre Mühendisliği Bölümünde 1988 yılında tamamlamıştır.

Boğaziçi Üniversitesinde 1979-1982 yılları arasında Asistan ve Araştırmacı, The University of Michigan, Ann Ardor’da 1982-1985 yılları arasında Öğretim ve Araştırma Asistanı, İstanbul Teknik Üniversitesinde 1986 dan bu yana Araştırma Görevlisi, Y. Doçent (1989), Doçent (1990), Profesör (1998), Bölüm Başkan Yardımcısı, Bölüm Başkanı, Program Koordinatörü olarak görev yapmış,1993-1994 ve 1998-2000 yılları arasında üç yıl Almanya’da Technische Universitaet Hamburg-Harburg’da misafir profesör olarak bulunmuştur.

Araştırma Alanları:
1. Su ve Atıksu Arıtımı
• Adsorpsiyon / İyon Değişimi
• Doğal Zeolitlerin Çevre Mühendisliğinde Kullanımı
• Nütrient Geri Kazanımı
• Arıtma Sistemlerinin İyileştirilmesi (Upgrading)
2. ECOSAN (Ecological Sanitation), Ayrık Akımların Yönetimi, Ürün Geri Kazanımı
3. Gemi Kaynaklı Deniz Kirlenmesi
4. Su Kalite Yönetimi / Bütünleşik Havza Yönetimi
• Su ve Atıksuların Bütüncül Yönetimi
• Kalite ve Kantitenin Doğru Amaçlı Kullanımı
5. Çevre ile Uyumlu Kentleşme ve Bölge Planlama

2 yorum