Düşük enerji tüketimi ve hassas düzenleme için optimize edilmiş havalandırma

Atık su arıtma, dünyanın toplam enerji harcamalarının büyük bir kısmından sorumludur ve enerji değerli ve kıt bir kaynak olduğundan, bu arıtma süreçlerini optimize etmek öncelikli bir alandır. Bunun
eski ekipmanları yeni ve daha enerji tasarruflu çözümlerle değiştirmekten atıksudan bir enerji kaynağı olarak yararlanmaya kadar birçok yolu var. Biyolojik arıtma sırasında çıkarılan organik bileşikler, arıtma süreçlerinin optimizasyonu için kullanılabilecek önemli miktarda kimyasal enerji içerir. Aslında şu anda mevcut teknoloji ve bilgi birikimi ile enerji nötr ve hatta enerji üreten tesisler kurabilirsiniz.

Havalandırma atıksu arıtmanın önemli bir parçasıdır ve arıtma tesisinde en çok enerji tüketen süreçtir. Bu nedenle bu sürecin optimizasyonu, enerji üreten bir tesise giden yolda önemli bir adımdır.

Havalandırma nedir?

Havalandırma bir sıvı veya bir maddeye hava ekleme işlemidir. Su havalandırma da suya oksijen eklemek veya oksijen doygunluğunu artırmak anlamına gelir, ve bunu yapmanın birçok farklı yolu vardır.

Su havalandırmasının en yaygın yöntemi su düşürmeli havalandırma ve hava difüzyon yöntemleridir. Su düşürmeli havalandırıcılar suyu sprey nozullları ile daha küçük parçalara bölmekte ve temas yüzeyini artırarak  bu şekilde oksijen emme yeteneğini geliştirmektedir. Hava difüzyon havalandırıcıları ise suya hava pompalamaktadır. Bu, suyun içinden geçen küçük hava kabarcıkları oluşturur ve bu şekilde suyun havaya maruz kalan yüzey alanını artırır [1].

Biyolojik bozunma

Atıksu arıtma tesislerinde fosfor, azot ve organik bileşikler gibi kirletici maddelerin giderilmesi işlemi genellikle mekanik, biyolojik ve kimyasal arıtma adımlarını içerir. Biyolojik atıksu arıtma sistemlerinin çoğu sürecin bir parçası olarak havalandırmayı içerir.

Biyolojik arıtma atık sudaki kirletici maddelerin bozunmasını sağlamak için doğal olarak oluşan mikroorganizmalar kullanır ve organik maddelerin aerobik biyolojik olarak bozunması için suya hava ekleyerek oksijen sağlanır. Biyolojik bozunma oksijen seviyesinin yeterli olmaması durumunda son derece yavaş bir süreç olacaktır. Öte yandan, aşırı oksijen seviyesi N2O salınımına yol açabilir – bu CO2’den çok daha güçlü ve çevreye çok daha fazla zararlı bir gazdır. Bu nedenle, havalandırmanın hassas bir şekilde düzenlenmesi ile önemlidir [2].

İnorganik bileşiklerin uzaklaştırılması

Buna ek olarak, atıksu arıtma da havalandırma genellikle karbondioksit, amonyak ve hidrojen sülfür düzeyini azaltmak ve oksidasyon ile demir ve manganezi ayrıştırmak için kullanılır. Kükürt bileşikleri mutlaka zararlı olmasa da, kötü kokusu ve suya verdiği tat dolayısıyla suyun bu bileşiklerden arındırılması tercih edilmektedir. Sudaki oksijen ve azot yoğunluğu atmosferdeki oranlarla dengeye yaklaştıkça karbondioksit, hidrojen, sülfür ve amonyak neredeyse tamamen ayrıştırılır. Ve kimyasal bir dezenfektan olan klora alternatif olarak, havalandırma daha küçük miktardaki kükürt bileşiklerini verimli bir şekilde temizleyebilir. Bununla birlikte demir ve hidrojen sülfürü oksitleyerek ferroz demirini ferrik demire dönüştürmek ve hidrojen sülfürünü atomik sülfüre düşürmek için de etkilidir. Bu bileşikler daha sonra fiziksel olarak sudan süzülebilir [1].

Hassas ayarlama önemlidir

Havalandırma, bir atık su arıtma tesisinde en fazla enerji tüketen faaliyettir ve bu süreç genellikle tesisteki toplam enerji tüketiminin %50'si kadardır [3].

Yüksek enerji tüketimi nedeniyle havalandırma, atık su arıtmanın en kritik adımlarından biri olarak görülür ve iyi tasarlanmış bir havalandırma sistemi hem etkinliği hem de ekonomiyi doğrudan etkiler. Havalandırma işleminin kontrol edilmesi sadece atık su arıtmada kullanılan enerjiyi azaltmakla kalmayıp, aynı zamanda CO2 salınımını da azaltabilir. Ancak, daha önce de belirtildiği gibi, süreç doğru kontrol edilmezse enerji tasarrufu eylemleri N2O salınımını artırabilir. Bu nedenle, hassas ayarlama sadece ekonomik açıdan değil, aynı zamanda çevre için de önemlidir.