Yatay yüzey altı akışlı yapay sulak alan sistemlerinin kullanılarak stabilizasyon havuzu çıkışından alg giderilmesi ve çıkış suyu kalitesinin iyileştirilmesi / Algae removal from downstream of stabilization pond and improvement of effluent quality by using horizontal subsurface flow constructed wetland systems

Abstract

Atıksu artımında kullanılan stabilizasyon havuzları, biyokimyasal oksijen ihtiyacı ve koliform giderimi bakımından etkin bir arıtım sağlarken, çıkış suyu kalitesi açısından, yüksek alg ve askıda katı maddeye sahiptirler. Yılın bazı aylarında AKM konsantrasyonu 100 mg/L? yi geçer. Bu aşırı alg ve askıda katı maddenin alıcı ortamda kirlililik oluşturmamaları için giderilmesi gereklidir. Alg yoğunluğu yüksek olan stabilizasyon havuzu çıkış suları, bu suların tarımsal amaçlı kullanımına ihtiyaç duyulan bölgeler açısından çeşitli sorunlara neden olmaktadır. Su Kirliliği Kontrol Yönetmeliğine göre 24 saatlik Kompozit numune sınır değerler (Tablo 21.5. Evsel Nitelikli Atıksular* (Eşdeğer Nüfusun Ne Olduğuna Bakılmaksızın Doğal Arıtma (Yapay Sulak Alan) ve Stabilizasyon Havuzları Sistemiyle Biyolojik Arıtma Yapan Kentsel Atıksu Arıtma Tesisleri İçin)) KOİ ve AKM sırasıyla 120 mg/L ve 150 mg/L olarak belirlenmiştir. Güneydoğu Anadolu Bölgesi gibi stabilizasyon havuzlarının yaygın olarak kullanıldığı bölgeler için aynı sorunların yaşanmaması açsısından yapılan çalışmanın bir ışık tutması beklenmektedir. Yapılan bu çalışma ile özellikle Güneydoğu Anadolu Bölgesi gibi sıcak iklime sahip yerleşim yerlerinde sıkça kullanılan stabilizasyon havuzlarının çıkış suyu kalitesinin iyileştirilmesi amaçlanmıştır. Bilindiği üzere stabilizasyon havuzu çıkışında bulunan ve çökemeyen algler damla sulama sistemlerinde tıkanma problemlerine neden olmaktadır. Yüksek alg ve kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ) içeriği nedeniyle stabilizasyon havuzu çıkış sularının tarımsal sulamada kullanılamaması veya sadece bazı ürünlerin sulanmasına izin verilmesi bu sistemin iyileştirmesi gerekliliğini ortaya çıkarmıştır. Bu bağlamda inşa edilen Yatay Yüzeyaltı Akışlı Yapay Sulak Alan sistemi 320 gün süresince işletilmiş olup sistemin verimliliği denenmiştir. YYAYSA sistemin kurulum ve işletimi ucuz bir sistem olması, sistemin uygulanabilirliği açısından en önemli avantajıdır. Sisteminin en önemli dezavantajı ise tıkanma problemidir. Gerçekleştirilen bu çalışmada; YYAYSA sistemi bir yıl boyunca yüksek miktarda askıda katı madde içeren atıksu ile beslenmiştir. Çalışma neticesinde YYAYSA Sistemin yüksek miktarda alg içeren stabilizasyon havuzu çıkış suyu kalitesinin iyileştiği sonucuna varılmıştır. Ayrıca sistemin olası muhtemel tıkanma probleminin gözlemlenmemiş olması oldukça önemli bir noktadır. Sistemi işletmeye 40 L/m2.gün hidrolik yük ile başlanılmış olup, 100 L/m2.gün hidrolik yüke kadar çıkılarak sistem performansı değerlendirilmiştir. YYAYSA Sistemine giriş Toplam KOİ ve Çözünmüş KOİ sırasıyla ortalama 233±130 mg/L ve 116±78 mg/L olarak ölçülmekte iken, çıkışta sırasıyla 73±54 mg/L ve 62±51 mg/L olarak ölçülmüştür. Toplam azot miktarı ise giriş ve çıkışta sırasıyla 8.2±3 mg/L ve 3.4±1,8 mg/L olarak gözlemlenmiştir. Çalışmanın asıl amacını teşkil eden olan AKM ve UAKM analiz sonuçları ise sırasıyla giriş değerleri ortalama 100±68 ve 106±83 mg/L iken çıkış değerleri ise ortalama 9±5 ve 10±5 mg/L olarak tespit edilmiştir. Sonuç olarak, yapılan bu çalışma kuruluş amacına ulaşmış olup, Güneydoğu Anadolu Bölgesi gibi arıtılmış suyun tarımsal amaçlı kullanımına ihtiyaç duyulan bölgelerde uygulanabilirliği açıkça ortaya konmuştur. Pilot ölçekli gerçekleştirilen bu çalışmanın gerçek ölçekli uygulanabilmesine yönelik başarılı sonuçlar elde edilmiştir. ANAHTAR KELİMELER: Yapay Sulak Alan, Stabilizasyon Havuzu, Alg, AKM, KOİ While stabilization ponds used in the wastewater environment provide an effective medium in terms of biochemical oxygen demand and removal of coliform, from the point of effluent quality, they have high amount of algae and suspended solid (SS). In some months of year, SS concentrations exceeds 100 mg/L These excessive algae and suspended solids should be removed so that they do not create a pollution in receiving environment. Stabilization pond effluents whose algae densities are high, cause a variety of problems in terms of areas, where these waters are needed to be used as agricultural purposed. According to Water Pollution Regulation, composite sample limit values for 24 hours of chemical oxygen demand (COD), and SS (Table 21.5 Domestic Quality Wastewaters* ( for the plants making biological treatment with natural treatment (constructed wetland) and stabilization pond system without regarding to what equivalent population is.)) were determined as 120 mg/L and 150 mg/L, respectively. For the regions, like Southeast Anatolia, where stabilization ponds are widely used, in terms of not experiencing the same problems, the study carried out is expected to shed light on this matter. With this study carried out, it is aimed to improve the water quality of stabilization ponds which are often used in some settlements, especially such as Southeast Anatolia Region with warm climate, As known, the algae, which are present at the effluent of stabilization and cannot precipitate, cause a plugging problem in drip irrigation systems. Due to the content of high algae and chemical oxygen demand (COD), the fact that the effluents of stabilization ponds cannot be used in agricultural irrigation or that only some products are allowed to be used released that this system should be improved. Horizontal subsurface flow constructed wetland system (HSFCWS) built in this context was operated for 320 days and efficiency of system was tested. That installing and operating HSFCWS system is cheap and easy is a major advantage in terms of applicability of the system. The most important disadvantage of system is plugging problem. In this study realized, HSFCWS system was fed with wastewater containing high amount of suspended solid during one year. As a result of the study, it was concluded that, in HSFCWS system, effluent quality of stabilization pond containing high amount of algae improved. In addition, possible plugging problem of the system becomes unsolved is a highly important point. Operating of the system was started with a hydraulic load of 40 L/m2.day and raising it to 100 L/m2.day, system performance was assessed. While total COD and dissolved COD in the inlet to HSFCWS system was measured as average 233 ± 130 mg/L and 116 ± 78 mg/L, respectively, these values were measured as 73 ± 54 mg/L and 62 ± 51 mg/L at the outlet, respectively. Total amount of nitrogen were observed as 8.2±3 mg/L and 3.4±1,8 mg/L at the inlet and outlet, respectively. For the result of SS and VSS (Volatile Suspended Solid) analyses, while the inlet values were average 100 ± 68 mg/L and 106 ± 83 mg/L, respectively, the outlet values were identified as average 9 ± 5 mg/L and 10 ± 5 mg/L, respectively. As a conclusion, this study carried out reached its foundation aim and its applicability in the regions, like Southeast Anatolia, where treated water is needed to use for agricultural purpose, was clearly introduced. In this study, realized as pilot scaled, successful results were obtained toward being able to apply in real scale. KEYWORDS: Constructed Wetland, Stabilization Pond, Algae, SS, COD