Atık su arıtımının enerji verimliliği açısından değerlendirilmesi

Abstract

Büyükşehirlerde hızla artan nüfusla orantılı olarak atıksu arıtma tesislerinin sayısı da artmaktadır. 2003 yılında atıksu arıtma tesisi ile hizmet edilen nüfusun belediye nüfusuna oranı %36 iken, 2017 yılında bu oran %85'e yükselmiştir. Ayrıca atıksu karakterini, tesisin bulunduğu coğrafi bölgenin özellikleri, arazi yapısı, sosyo-ekonomik durum ve sanayi bölgesine yakınlık durumu gibi faktörler etkilemektedir. Dolayısıyla atıksu karakterizasyonu ve atıksu arıtımının enerji maliyetleri değişiklik göstermektedir. Bu değişkenler dolayısıyla arıtma tesislerinin projelendirilmesi ve ekipman seçimlerinde optimum seçim yapılamamaktadır. Bu tez çalışmasında; Ankara ili, Pursaklar İlçesinin bir kısmı ile Akyurt İlçesi ve Esenboğa, Sarayköy bölgeleri ile birlikte bağlı mahalle ve yerleşim yerlerinin atıksularını arıtan, 42.000 m3/gün kapasiteli ileri biyolojik atıksu arıtma tesisinin mevcut ekipman ve arıtma prosesleri, enerji yönünden detaylı incelenmiştir. Tesiste kullanılan arıtma ekipmanlarının günlük enerji tüketimi 11809 kWh olarak belirlenmiş olup, 2016 yılı aylık ortalama elektrik tüketim maliyeti 75.454,60 TL dir. Enerji sarfiyatını optimum hale getirebilmek amacıyla yüksek enerji kullanımına sahip terfi pompası, basınçlı hava sağlayıcıları gibi ekipmanların alternatiflerinin bulunmasının yanı sıra mevcut tesise anaerobik çürütücü eklenmesi durumu incelenmiş, optimum koşulların sağlanması amaçlanmıştır. Bu çalışma sonucu ekipman alternatifleri ile proses önerilerinin değerlendirilerek mevcut tesiste günlük enerji tüketimindeki değişimler gözlemlenmiştir.Sonuç olarak, atıksu arıtma verimi gözetilerek alternatif ekipman ve proses önerileri ile tesisin aylık elektrik tüketim maliyetinin yaklaşık 48.000 TL ile 63.000 TL arasında değiştiği görülmektedir. Bu çalışma kapsamında, alternatif ekipmanlar kullanılarak işletilecek arıtma proseslerinin, tesiste enerji tüketimi yönünden yaklaşık %1 ile %48 arasında avantaj sağlayabileceği belirlenmiştir.

As increase of population in metropolises, the number of wastewater treatment plants increases. In 2003 raito of population served by the wastewater treatment plants to the population of the Municipality was 36%, in 2017 this ratio increased to 85. Furthermore the characterization of wastewater differentiate geographical region, land structure, socioeconomic status, and proximity of industrial facilities ect. Therefore characterization of wastewater and wastewater treatment energy costs differs from region to region. Because of these variables, optimization of equipment selection and design of wastewater treatment plants could not be done as required. In this thesis study; the processes and equipments used in this work were obtained from advanced biological wastewater treatment plant in the Ankara province, part of Pursaklar district and Akyurt, Esenboğa, Sarayköy districts Turkey, with an awerage flow rate 42.000 m3/day. The wastewater equipments daily energy consumption is 11809 kW per day in 2016 Monthly energy cost of the plant is 75.454,60 TL. In this research high energy consumed lift pumps, compressed air supplier equipments studied for alternatives and the addition of adding anaerobic digester for optimize the energy consumption. In this reasearch treatment simulation models done with alternative equipments and processes suggestions, and It has been observed which equipment and process will provide the most suitable model. As a result, it is seen that the monthly electricity consumption cost of the facility has changed between approximately 48.000 TL and 63.000 TL with alternative equipment and process proposal considering wastewater treatment efficiency. In this study, it has been determined that the treatment processes to be operated by using alternative equipments can provide an advantage of between 1% and 48% in terms of energy consumption of the system.