Tc. Bartin üNİversitesi MÜhendiSLİk faküLtesi

5. YAPAY SULAK ALANLARDA SU KALİTESİNİN İYİLEŞTİRİLMESİ

Yapay sulak alan su, substrat bitkiler (vescular ve algler) çöp (bitkiden ayrılan materyal) omurgasızlar (çoğunlukla böcek larva ve solucanlar) olan ve çeşitli mikroorganizmalardan (en önemlisi bakteri) oluşan kompleks/karmaşık bir sistemdir. Su kalitesini artıracak bir çok mekanizma bulunmakta olup bunlar birbirleriyle ilişkilidir(İnanç, 2001).

Bu mekanizmalar aşağıdakileri içerir:

• 
  Süspanse partiküllerin çöktürülmesi,
  
• 
  Suyun bitki atıkları ve diğer malzemelerle temasını sağlayarak kimyasal çöktürülmesi ve filtrasyonu,
  
• 
  Kimyasal dönüşüm,
  
• 
  Bitki atıkları ve sediment yüzeylerinde iyon değişimi ve adsorpsiyonu,
  
• 
  Kirletici maddelerin mikroorganizmalarla ve bitkilerle parçalanması ve dönüşümü,
  
• 
  Besin maddelerinin mikroorganizmalar ve bitkilerle dönüşü ve alımı,
  
• 
  Patojenlerin doğal olarak bölümü ve (predation),
  
• 
  Yapay sulak alanların en etkili olanları bu mekanizmaları en iyi uygulayanlarıdır.
  

5.1.Yapay Sulak Alanların Avantajları

Atık suların ve yüzey akış sularının arıtılmasında yapay sulak alanlar düşük maliyetli ve teknik olarak uygulanabilir yaklaşımlar sunar. Bunlar:

• 
  Yapay ıslak alanlar diğer ıslah seçeneklerine göre inşası daha az maliyetli olabilir.
  
• 
  İşletme ve bakım masrafları düşüktür.(enerji ve tedarik)
  
• 
  İşletme ve bakımı periyodik olup sürekli işçilikten çok sadece periyodik işgücü ister.
  
• 
  Yapay ıslak alanlar akıştaki değişikliği (alçalma yükselme) tolere edebilir.
  
• 
  Suyun yeniden kullanılabilir gelmesi ve kullanımını kolaylaştırır.
  
• 
  Birçok yapay sulak alan organizmalarına doğal ortam sağlar.
  
• 
  Peyzajda uygun olarak inşa edilebilirler.
  
• 
  Su kalitesi iyileştirmesi yanında doğal yaşam ortam ve ortak kamu alanlarının estetik zenginliğini artırır.
  
• 
  Kamu yararı açısından çevreye duyarlı yaklaşımlardır (İnanç, 2001).
  

Yapay Sulak Alanların Dezavantajları

Yapay ıslak alanların kullanımına bağlı olarak bazı sınırlamalar vardır. Bunlar:

• 
  Geleneksel atık su ıslah sistemlerinden daha geniş alanlar gerektirir.
  
• 
  Diğer seçeneklere göre bu sistem sadece arazinin müsait ve durumun elverişli olduğu yerlerde ekonomiktir.
  
• 
  Performans geleneksel sistemlerden daha az istikrarlı olabilir.
  
• 
  Islak alan ıslah etkinliği kavaklık ve yağışı da içererek çevresel şartlardaki değişikliklere bağlı olarak mevsimden mevsime değişebilir.
  
• 
  Bütün bir yıl için ortalama performans kabul edilebilir şayet atık sıvı kalitesi bütün zamanlarda uyulması zorunlu / katı tahliye standartlarını karşılaması gerekiyorsa ıslak alan ıslahına güvenilemez.
  
• 
  Biyolojik bileşenler amonyak ve pestisit gibi toksik kimyasallara duyarlıdır.
  
• 
  Kirleticilerin hücumu (flushas) veya su akışındaki dalgalanmalar ıslah etkinliğini geçici olarak azaltabilir.
  
• 
  Hayatta kalmak için en az miktarda suya ihtiyaç duyarlar. Islah alanlar geçici susuzluğu islere edebilir fakat tamamen kurumaya direnemezler(İnanç,2001).
  

5.2.Yapay Sulak Alanların Sınıflandırılması
Sulak alanların tüm özelliklerini belirlemede en önemli etkendir. Yapay sulak alanlar serbest yüzey akışlı ve yüzey altı akışlı olarak sınıflandırılır.
5.2.1 Serbest Yüzey Akışlı Yapay Sulak Alanlar
Tabanı az geçirimli, su derinliği 0.1-0.6m, su yüzeyi atmosfere açık bitkilerin yaşadığı sistemlerdir. Bitkilerin sap, gövde ve kökleri ile su akımı yavaş ve düzenlidir. Serbest yüzey akışlı sistemlere bataklıklar örnek verilebilir. Hidrolojik rejimi doğal sulak alanlara benzemektedir. Bu sulak alanlar içerisinde tüm bitki türleri yaşayabilmektedir. Genellikle ikincil ve ileri arıtım amaçlı inşa edilir. Bu alanlar doğal yaşama olanak sağladıkları gibi arıtma da yapabilirler. Bu tip sulak alanlarda yüzeye yakın bölgeler aerobik, sığ su ve dolgu malzemesi anaerobiktir (Dirim, 2006).

Şekil 5.1Serbest su yüzeyli yapay sulak alanlarda gerçekleşen etkin arıtım mekanizmaları (Dirim, 2006)


5.2.2. Yüzeyaltı Sulak Alanlar
Çakıl taşlı ve kumlu bir ortam ile kanallar ve havuzların mevcut olduğu bitkilerin büyümesini sağlayan sistemdir. Havuzun başlangıcında dağıtım kanalı ve çıkışında çıkış borusu bulunur. Bitkilerin sık oluşu sivrisinek kontrolünün önüne geçilememektedir. Başlıca tasarım kriterleri bekleme süresi, BOI ve derinliktir. Yüzey akışlı sistemlere benzer mekanizmaya sahiptir. Bu akış sisteminde kazanılan havuz zemini çakıl ile doldurulur. Su çakıl yüzeyinin alt kısmında bulunur. Yüzeyaltı akışlı sistemlerde atıksu yüzey altından aktığı için çakılı ile temas halindedir. Bu nedenle bakterilerin büyümesi yüksek yüzey alanı ve daha yüksek organik yük ile artış gösterir. Temel giderim mekanizmaları; filtrasyon, çökelme ve mikrobiyolojik ayrışım yüzey akışlılarla benzerdir.




Şekil 5.2Yüzeyaltı akışlı sistemler (Dirim, 2006).


.

Atıksuyun akışına göre yatay ve düşey akışlı olarak2’ ye ayrılmaktadır.

Şekil 5.3 (a)Yatay akışlı, (b)Düşey akışlı sistem (Yetik, 2008).
Yatay Akışlı Sistemlerin Avantajları:

• 
  Alıkonma süresi uzun olduğundan besin maddelerinin giderimi daha kolaydır.
  
• 
  Nitrifikasyon ve denitrifikasyon gerçekleşir.
  
• 
  N ve P uzaklaştırılmasında humik asit oluşur.
  
• 
  Yaşam döngüsü uzundur
  

Dezavantajları:

• 
  Alan ihtiyacı büyük olması
  
• 
  Oksijen gereksinimi açısından hidroliğin iyi belirlenmesi gerekir.
  

Düşey Akışlı Sulak Alan Sistemi

Klasik biyolojik filtrelere çok benzerdir. Tabana kadar düşey istikamette akan sistemlerdir. Hızlı drenaj ile atık su hacmine eşit miktarda hava verilerek çok iyi oksijenlendirme sağlanır. Böylece BOI ve amonyak (NH3) giderimini artırır.

Avantajları:

• 
  Kullanım alanı küçük olması,
  
• 
  İyi oksijen iletimine sahip olduğundan nitrifikasyonun gerçekleşmesi,
  
• 
  Hidroliğin kolay olması,
  
• 
  Arıtım performansın yüksek olmasıdır (Yetik, 2008).
  

1. 
   (b)
   

Şekil 5.4 Düşey akışlı sulak alan sistemi (a) akış yönü, (b) kesiti
Dezavantajı:

• 
  Akış yönü mesafesi kısa olması
  
• 
  Denitrifikasyonun gerçekleşmesinin düşük olması
  
• 
  Teknik açıdan maliyeti yüksek olması
  
• 
  Özellikle fosfor gideriminde arıtım verimi düşüktür.