ileri arıtma çözümleri
Transkript
ileri arıtma çözümleri
TEKNİK DEBİ Mühendislik İnşaat ve Ticaret Limited Şirketi İLERİ ARITMA ÇÖZÜMLERİ www.teknikdebi.com 2014 İLERİ ARITMA ÇÖZÜMLERİ www.teknikdebi.com 2014 1 İÇİNDEKİLER 1. TEKNİK DEBİ ................................................................................................. 3 2. MBR TEKNOLOJİLERİ .................................................................................... 6 3. MBBR TEKNOLOJİLERİ ................................................................................ 10 4. MBR/MBBR PROSESLERİNİN ANA EKİPMANLARINDAN MEMBRAN TEKNOLOJİLERİ ........................................................................................... 14 5. SERAMİK DÜZ MEMBRANLAR (CFM®) ....................................................... 20 6. PAKET ARITMA SİSTEMLERİ ........................................................................ 33 7. PROJELENDİRME VE UYGULAMA ÖRNEKLERİ ............................................. 38 2 Teknik Debi Mühendislik İnşaat & Ticaret Limited Şti. İLERİ ARITMA ÇÖZÜMLERİ 1. TEKNİK DEBİ KISACA TEKNİK DEBİ “Teknik Debi” 2011 yılında Müşterilerine ve Paydaşlarına, yerel ve uluslararası projelerde çözüm ortağı olmak için, Çevre Teknolojileri sahasında faaliyet göstermek üzere, EMEA ülkelerinin geçiş noktasında stratejik olarak konumlanmış İstanbul’da kurulmuştur. Uygulama deneyim ve birikimi ile fizibilite çalışmalarından anahtar teslim proje çözümlerine kadar uluslararası standartlarda hizmetler sağlamaktadır. “Teknik Debi” kalite ve bütünlük ile Müşteri ve Paydaşlarına değer katan sürdürülebilir çözümler sağlamayı hedeflemiş ve küresel piyasadaki ilerleme ve en son gelişmelerden sürekli olarak haberdar olma prensibini benimsemiştir. Kurucularının su, atık su arıtma ve çevre teknolojileri sahasında geçmişte Sistem Yapı’da oluşturduğu birikim ve tecrübeleri, hem ekonomik değer yaratmak hem de toplumsal gelişime katkı sunmak adına, “Teknik Debi” adı altında toparlaması ile, faaliyetlerini ileri arıtım teknolojileri üzerine yoğunlaştırmış ve günümüzde çok değerli olan ve önemi giderek artacak olan suyun geri kazanımı ve tekrar kullanımı odaklı MBR ve MBBR proses çözümleri ile ileri arıtma teknolojileri konusunda projelendirme, uygulama, işletme, anahtar teslim çözümler geliştirmektedir. Bu doğrultuda ileri arıtma MBR ve MBBR teknolojilerinin temel ekipmanı seramik düz membran üreticisi Ar-Ge tabanlı Alman ItN Nanovation A.G, Water Filtration ile işbirliği anlaşması imzalamıştır. Proje Yönetim firması olarak yola çıkan “Teknik Debi”, 2013 yılında yeni bir yapılanmaya giderek yerel ve uluslar arası projelerde çözüm ortağı olarak yapılanmaya gitmiş ve aynı yıl içersinde Çevre Arıtma Sistemleri 3 konularında proje geliştirme, uygulama ve işletme sahasında ISO 9001 ve 14001’in yanı sıra OHSAS 18001 sertifikasyonunu tamamlamıştır. FAALİYET ALANLARI Dizayn ve Yapım Çözümleri İleri Arıtma Teknolojileri ile Özel Çözümler - Membran Bio-Reaktör Arıtma Tesisleri - MBR, MBBR prosesleri ve Alman “ItN Nanovation A.G” işbirliği ile Seramik Membran Uygulamaları Anahtar Teslim – “EPC” – Çevre ve Altyapı İşleri Evsel Atık Su Arıtma Tesisleri İçme suyu Arıtma Tesisleri Endüstriyel Atık Su Arıtma Tesisleri Elektro-Mekanik Temin ve Montaj MBR ve MBBR Prosesleri ile Paket Atık Su Arıtma Tesisleri İçme Suyu Paket Arıtma Tesisleri Devreye alma ve İşletme hizmetleri Düzenli Depolama, Enerji Geri Kazanım, Geri Dönüşüm Teknolojileri Proje “Life Cycle” Danışmanlık Hizmetleri Teklif Öncesi / İhale Aşaması - Teklif Öncesi Sözleşme Dokümanları Analizi - Risk Belirleme - Sözleşme Müzakereleri 4 Yapım / Uygulama Aşaması - Sözleşme Danışmanlığı ve Strateji - Sözleşme İdaresi ve Yönetimi - Ticari Yönetim (Commercial Management) - Proje Yönetimi - Talep ve Değişim Yönetimi (Claims and Variation Management) Uyuşmazlıkların Çözümü - Uyuşmazlıkları Çözüm Kurulu önünde Tarafların Temsili - Yazılı Görüş / Taleplerin Hazırlanması ve Sunumu - Uyuşmazlık Heyeti ataması / hakemlik - Sulh Yolu ile Çözüm Müzakereleri - Sözleşme Davaları & Tahkim Danışmanlığı - Taraf Bilirkişiliği 5 2. MBR TEKNOLOJİLERİ Evsel ve endüstriyel atık su arıtma tesislerinde geleneksel havalandırmalı sistemlere alternatif olarak MBR olarak bilinen Membran Bio-Reaktör dizaynları ve membran havalandırmalı tesislerin uygulamaları kamu sağlığı ve geri kulanım ihtiyacı kaynaklı doğan ihtiyaçlar doğrultusunda artarak devam etmektedir. Klasik ve geleneksel havalandırma prosesi genel olarak ön-arıtma – havalandırma – çökeltme aşamalarını içerir. Çökelme safhasında aktif çamur sıvı fazdan çökelme işlemi sonucu ayrı bir ünitede ayrışır. Sıcaklık, rüzgâr ve aynı zamanda değişken giriş karakteristiği gibi çevresel etkilerden dolayı genellikle biokütle tamamen giderilemez ve zaman zaman çıkış suyuna karışır. Virüs, bakteri ve tıbbı artık/kalıntı gibi patojenik mikroplar çıkış suyu ile birlikte yüzey sularına karışır. MBR prosesinde ise su molekülleri membran gözeneklerinden geçirilerek kirleticiler membranlar da tutulur ve konsantre bir atık çözeltisi olarak tahliye edilir. Askıdaki biokütle arıtılmış sudan mikro veya ultra filtrasyon sayesinde ayrışır. Sıvı/biokütle ayrımı akışlı membran filtrasyonu ile ayrı bir ünitede harici olarak gerçekleşebildiği gibi ayrı bir üniteye gerek kalmadan batık membran ile biyolojik üniteye entegre şekilde dahili olarak da gerçekleşebilmektedir. Klasik sistemdeki çökeltme işlemi sınırlı biokütle konsantrasyonların da gerçekleşebildiği için, MBR sistemi gibi çökeltmenin elimine edilebileceği sistemlerde çok daha yüksek konsantrasyonlara sorunsuz çıkılabilmektedir. Aktif çamur tankındaki, çıkılabilen yüksek konsantrasyon, arıtma veriminin artmasına neden olmaktadır. Klasik arıtma sistemlerine göre aktif çamur tanklarının hacmi %75’e varan ölçülerde azaltılabilmekte ve MBR sistemleri sağladığı kompak çözümlerle daha az arazi gereksinimi imkânını sağlamaktadır. 6 Klasik aktif çamur atık su arıtma prosesi MBR uygulaması için ihtiyaç olmayan ünitelerin çıkarılması 7 HARİCİ MBR SİSTEMİ Ön Arıtma (mekanik) Izgara İkincil Arıtma (biyolojik) Membran Kum Tutucu Havalandırma Tankı Harici MBR konfigürasyonun da, biyolojik kısım, membranların ayrı olarak temizlenip bakımlarının yapılması için filtrasyon kısmından ayrılmıştır. Ancak çamur yoğunlaşmasını önlemek için aktif çamur sürekli olarak geri devir yapılmak durumundadır. DAHİLİ MBR SİSTEMİ Ön Arıtma (mekanik) Izgara İkincil Arıtma (biyolojik) Kum Tutucu Havalandırma Tankı Dahili MBR konfigürasyonu Membran Bio-Reaktör’ler için en kompakt yapım yöntemini içerir. Ancak membran yüzeyindeki tıkanıkları engellemek için membran modüllerinin doğrudan ham atık su ile temasları önlenmelidir. 8 MBR dizaynları ile sadece çıkış suyu kalitesini arttırmakla kalınmamakta aynı zamanda arıtım için gerekli ünite ve kaplanılan alan açısından önemli tasarruflara gidilmektedir. Arıtma prosesinin kontrolü ve işletilmesi açısından da önemli avantaj ve kolaylıklar sağlamaktadır. Klasik sistemlere göre MBR sistemlerinin ana avantajları aşağıdaki gibi özetlenebilir: %100 askıda katı madde tutumu o KOİ ve BOİ5 parametreleri bakımında çıkış suyu kalitesinin arttırılması o Son çökeltme ve kum filtresi ve diğer dezenfeksiyon yöntemlerine ihtiyacı gerektirmeyen ileri şekilde durulaştırılmış yüksek çıkış suyu kalitesi o Çamur yüzmesi, çamur şişmesi ve köpük oluşumu durumunda bile çıkış suyu kalitesinde iyileşme, artma Artan biokütle konsantrasyonu sayesinde daha küçük tank hacimleri Tesisin tamamı için daha az yer ve arazi gereksinimi MBR sistemine geçiş için mevcut tesis bileşenlerinin kullanılabilme imkânı Modüler yapısı gereği mevcut tesisin yenilenip iyileştirilmesine imkân tanıması 9 3. MBBR TEKNOLOJİLERİ MBBR (Moving Bed Bio-Reaktör / Akışkan (Harektli) Yataklı Bio-Reaktör) prosesi askıda serbest olarak dolaşan taşıyıcı malzeme aracılığı ile biyolojik arıtımın gerçekleştirilmesini içerir. Genel anlamda arıtma prensibi, “taşıtıcı malzeme/ortam” üzerinde büyüyen mikro organizmaların atık suya püskürtülmesi veya batırılmasını takiben oksijen ile karıştırmasını kapsayan damlatmalı filtre teknolojisine dayanır. Atık su ve bileşenlerine bağlı olarak uyarlanmış kültürler “taşıyıcı malzeme/ortam” üzerinde güçlü ve kalıcı bio-film oluşumuna sebep olur. İlave olarak sisteme entegre edilen membran filtrasyon ile askıda katı maddesiz yüksek çıkış suyu kalitesi elde edilir. MBBR SİSTEMİ Atık Su Membran Arıtılmış Su Akışkan Yataklı Biyoloji 10 Ön Arıtma (mekanik) Izgara İkincil Arıtma (biyolojik) Kum Tutucu Havalandırma Tankı Atık su arıtmada atık suyun içindeki bileşenlerin çözünmesi/bozunmasında bio-filmler kullanılır. Bu amaçla bakteri tutunumu sağlayan bio-film üzerinde daha fazla muhafaza imkanı veren “taşıyıcı malzemeler/ortam” kullanılır. Çeşitli mikro organizmaların pek çok maddeye dönüşümünü sağlayarak, çoğalarak kolonileşmesi için “taşıyıcı malzemeler/ortam” bio-filmler için en uygun ortamı sağlar. 11 Mikro organizmaların kolonileşmesi baskın çevre şartlarına ve mevcut besin miktarına bağlıdır. Çözünme/bozunmayı etkileyen faktörlerden bazıları, mevcut oksijen miktarı, pH değeri, toksik yükler ve debidir. Diğer önemli etken ise geometri, malzeme ve yüzey alanına göre değişen “taşıyıcı malzeme/ortam” dir. MBBR proseslerinde kullanılan “taşıyıcı malzemeler/ortam” biyolojik arıtma sistemi içinde askıda kalabilmeleri için yaklaşık 1.0 kg/l yoğunluğa sahip olmalıdır. Bu sebeple polietilen (PE) ve polipropilen (PP) malzemeden çeşitli geometrilerde olabilmektedirler. Köpük “Taşıyıcı Malzemeler/Ortam” Plastik “Taşıyıcı Malzemeler/Ortam” 12 MBR arıtma proseslerinde membranların doğrudan biyolojik haznelere yerleştirilerek, biokütle konsantrasyonlarını 2-3 g/l ‘den 12-15 g/l ‘ye arttırarak biyolojik kısmın hacimlerin azaltılabildiğini biliyoruz. MBBR sistemlerinde ise biyolojik arıtma sistemdeki katı madde içeriği yaklaşık 1 g/l ‘dir. Bio-kütle konsantrasyonunu arttırmak yerine, efektif aktif biohacim, biyolojik aktif “taşıyıcı malzemeler/ortam” yardımı ile arttırılır. Bu sebeple gerekli biyolojik hacim MBR sistemlerinde olduğu gibi gene düşük olur. Biyolojik arıtım sistemin hacminin azaltılması prosesin küçük paket tesislerde kullanılmasını sağlamaktadır. “Taşıyıcı malzeme/ortam” (bio-medya), konvansyonel sisteme göre inşaai hacimleri %60 ‘ın üzerinde azaltmaktadır. Klasik sistemlere göre MBBR sistemlerinin ana avantajları aşağıdaki gibi özetlenebilir: Giriş yüklerindeki dalgalanma veya ani yüklemelere karşı dayanıklı bir işletme imkanı sağlar Özellikle küçük ölçekli tesisler için güvenilir/sağlam bir tesis kontrolü sağlar Bağışıklık kazanmış mikro organizmalar sayesinde biyolojik uyum sağlanır. Membran filtrasyonu sayesinde %100 katı madde tutumu sağlanır o KOİ ve BOİ5 parametreleri bakımında çıkış suyu kalitesinin arttırılması o Son çökeltme ve kum filtresi ve diğer dezenfeksiyon yöntemlerine ihtiyacı gerektirmeyen ileri şekilde durulaştırılmış yüksek çıkış suyu kalitesi Modüler yapısı gereği mevcut tesisin yenilenip iyileştirilmesine imkân tanıması Daha düşük enerji tüketimi ile yüksek ekonomik verim. 13 4. MBR/MBBR PROSESLERİNİN ANA EKİPMANLARINDAN MEMBRAN TEKNOLOJİLERİ MEMBRAN ÇALIŞMA PRENSİBİ Filtrede tutulan 14 MEMBRAN PROSESLERİNİN SINIFLANDIRILMASI Membran prosesi Ayrışma safhası İtici Güç Amaç Mikrofiltrasyon (MF) sıvı / katı Basınç farkı 0.1 – 0.3 bar Askıdaki katıların tutunumu Ultrafiltrasyon (UF) sıvı / sıvı Basınç farkı 0.5 – 10 bar Nanofiltrasyon (NF) sıvı / sıvı Basınç farkı 2 – 40 bar Ters osmoz (RO) sıvı / sıvı Basınç farkı 5 – 70 bar 15 Makromoleküler veya çözülmüş kollodial malzemelerin tutunumu, dezenfeksiyon Çözülmüş organik moleküllerin ve multivalent inorganik iyonların tutunumu Tüm molekül ve iyonların tutunumu MEMBRAN YAPISI ve MALZEMELERİ Memran yapıları simetrik veya asimetrik olabilmektedir. Simetrik membranların yapısı kalınlıkları boyunca homojen iken, asimetrik membranlar bir veya daha fazla katmandan oluşur. Besleme tarafındaki aktif yüzey ayrıştırma verimini belirlerken, gözenekli destek katmanı bir taşıyıcı (destek) görevi görür. Su ve atık suyun bileşenlerine ve işletme şartlarına bağlı olarak çeşitli membran malzemeleri kullanılmaktadır. Selüloz asetat (CA), poliamid (PA), Polivinilidendiflorid (PVDF) veya polieter sulfon (PES) gibi organik malzemeler ile seramik, paslanmaz çelik veya fiber takviyeli karbon membranlar gibi inorganik malzemeler temel farklılıkları oluşturmaktadır. Su ve atık su uygulamalarında polymer esaslı çeşitli membranlar kullanılmasına rağmen, tercihen seramik membranların arıtmada kullanımı gittikçe yaygınlaşmaktadır. Polymer Membranlar Malzeme Hidrofil poliether sulfon ve Alüminyum oksit, titanyum polisulfon, vs … dioksit, zirkonyum (di)oksit Düşük başınç ve gerilme dayanımı, Özellikler Seramik Membranlar kısıtlı pH direnci, kısıtlı sıcaklık dayanımı Yüksek basınç ve gerilme dayanımı, aşınma direnci, pH ve kimyasal etkilere dayanım, sıcaklık ve UV dayanımı Yüksek derece kimyasal, sıcaklık Avantajlar Daha düşük üretim maliyeti, yüksek paketleme hacimleri ve aşınma dayanımı, düşük işletme ve membran değişim masrafları, yüksek akı değerleri, düşük kontrol ihtiyacı Dezavantajlar pH, sıcaklık ve aşınmaya hassasiyet 16 Yüksek ağırlık, daha yüksek üretim maliyetleri MEMBRANLARDA KİRLENME-TIKANMA (FOULING) Kirlenme (Fouling) = koloidal kirlenme (colloidal fouling) • Membran yüzeyinde ince bir film oluşturan çözülmüş koloidal malzeme birikimi Besleme suyunda bulunan besinler ile bakteri artımı sonucu oluşur. Kireçlenme (Scaling) • Membran üzerindeki ve içindeki inorganik çökelmeden kaynaklı tuz oluşumu Genellikle yüksek konsatrasyon, pH değişiklikleri, sıcaklık değişikliklerinden kaynaklı çözünürlük ürünlerinin aşılması durumda membranlarda gözlenir. Bio-kirlenme (Biofouling) • Membran yüzeyine mikro organizmaların çökelmesi ile sümüksü/balçıklı biofilm oluşumu • Bu tarz kirlenme steril şartlar dışında çalışan tüm sistemlerde oluşur. 17 Atık su organik ve inorganik malzemeler içerir ve membran yüzeyinde oluşan tabaka yüzeyi kaplayarak kirlenme/tıkanmaya sebep olur (fouling) ve filtrasyon performansını düşürür. MEMBRAN KİRLENME/TIKANMA TİPLERİ membran tıkanması membrane fouling yenilenebilir, geri dönüşümsüz reversible, irreversible makro-kirlenme mikro-kirlenme macrofouling sludge çamur birikmesi accummulation microfouling kirlenme fouling kireçlenme scaling organik organic Katı parçaçık particulate and vecolloidal kolodial components bileşenler bio-kirlenme biofouling inorganik inorganic çözünmüş dissolved bileşenler components aktif çamur activated sludge 18 mikromicroorganizmalar organism Anti fouling / Kirlenme Önleme Stratejileri – Geri Yıkama 19 5. SERAMİK DÜZ MEMBRANLAR (CFM®) MEMBRAN YAPISI Membran Yüzeyi Asimetrik Membran Yapısı Aktif Filtre Katmanı Membran Yüzeyi Membranın Gövdesi Seramik Düz Membran (CFM®) Plakaları 20 MEMBRANLARIN İŞLETME ARALIĞI Seramik Düz Membran (CFM Sistemleri®) 21 MEMBRAN SINIFLANDIRMASI ayrılma membran sentetik sıvı biyolojik katı malzeme organik gözenekniz morfolojik yapı asimetrik komposit inorganik gözenekli simetrik asimetrik fazı ters çevirme üretim ItN’s CFM® Seramik Membran CFM Sistemleri® (Seramik Düz Membran), asimetrik inorganik filtreler ile su altı (batık) düz membran filtrasyonunun avantajlarını birleştirmektedir. Geliştirilen bu tasarımla, farklı uygulama alanlarında teknik ve ekonomik açıdan bugüne kadar görülmemiş düzeyde su arıtımı sağlanmaktadır. • Olağanüstü sağlam filtrasyon malzemesi yüksek sıcaklık ve kimyasallara karşı dirençlidir. • Filtre edilen suyun kalitesi yüksektir. Nano kaplamalı aktif filtre katmanıyla su içerisindeki katı parçacıkların ve diğer bileşenlerin hedeflere uygun şekilde arıtılması sağlanır. • Dışyüzde yer alan aktif filtre katmanlı asimetrik membran tasarımı en yüksek düzeyde akış hızları ve kolay temizleme seçenekleri sunar. CFM Sistemleri®, bir filtrasyon tankına daldırılır ve bir emme/vakum pompasına bağlanır. Filtrasyon prosesi sırasında, besleme suyu (ham su) membranı dışardan içeriye doğru geçer. Suyun içerisindeki katı parçacıklar ve diğer bileşenler, membranın dışında toplanır ve süzülen su, membran gövdesinden geçerek süzülmüş su kanallarına ulaşır. 22 ItN Nanovation şirketinin geliştirdiği nano kaplamalı katman teknolojisiyle, yapışkan özelliğe sahip kek katmanları dahi, kolayca temizlenebiliyor. Nano kaplamalı membran ile kek katmanı arasında birkaç saniye süreyle ince bir su katmanı oluşturulur ve bu ters akış sırasında, kek katmanı membrandan aşağıya doğru kayar. ItN Nanovation şirketinin seramik membran teknolojisi ve prosese ilişkin know how'ı müşteri taleplerine uygun özel işlem gerektiren ve özel temizleme hedefleri olan çok geniş kapsamlı bir filtrasyon uygulamaları yelpazesini kapsamaktadır. CFM Sistemleri®, atık suyun yanı sıra çok sayıda içme suyu ve pis su arıtma uygulamasını başarıyla gerçekleştirmiştir. İçme suyu kullanımına yönelik arıtma işlemlerinde CFM Sistem® filtrasyon teknolojisi, özellikle demir, mangan ile radyum benzeri kanserojen bileşenlerin temizlenmesi için kimyasal ön arıtma prosesleriyle kombine edilmektedir. Kurak bölgelerin tek ve sınırlı su kaynağı olan yer altı sularını arıtmak için en uygun çözümdür. Proses kombinasyonu, büyük ölçekli tesislerde 2010 yılından bu yana başarıyla kullanılmaktadır. CFM® Seramik Düz Membran Uygulamaları 23 CFM® SERAMİK MEMBRANLARIN KULLANIM ALANLARI Evsel Atık Su Arıtma Tesisleri Endüstriyel Atık Su Arıtma Uygulamaları Çöp Süzüntü Suyu Arıtma Tesisleri İçme Suyu Arıtma Tesisleri MBR / MBBR Paket Arıtma Sistemleri CFM® SERAMİK MEMBRANLARIN AKI DEĞERLERİ En yüksek akı performans değerleri: Evsel Atıksu (MBR tesisleri) > 30 – 35 L / m² / saat Yüzey Suları > 50 L / m² / saate kadar Sıcak Derin yer altısuyu (Aquifer) > 400 L / m² / saate kadar Düşük spesifik enerji tüketimi: > yaklaşık. 0,2 KWh / m³ çıkış suyu 24 CFM® - SERAMİK DÜZ MEMBRANLARIN AVANTAJLARI Farkı seramik yaratır ! Son derece dayanıklı filtrasyon malzemesi Yüksek çıkış suyu kalitesi – askıda katı madde tam giderimi Mekanik ve termal etkilere karşı dayanım / yüksek sıcaklıklara dayanım Kimyasal ve aşındırıcı ortamlara yüksek dayanım Basınç gibi besleme koşullarının değişime karşı yüzey yapısını muhafaza 8 YIL GARANTİ! Dışardan içeri filtrasyon ile kolay temizleme Mutlak filtrasyon yüzeyi anlamına gelen, membran yüzeyi nano malzeme ile kaplanmıştır. Bu kaplanmış yüzey sayesinde işletme sırasında kolay temizleme. Gerek geri yıkamada gerekse kimyasal yıkamada operasyonu durdurmayı gerektirmeyen çalışma koşulu. Temizleme için daha az kimyasal tüketimi İçme Suyu arıtma uygulamalarında hiçbir Polymer Membranın gideremediği Demir ve Mangan’ın içme suyundan ayrışımı prosesinde CFM Membranları sorunsuz kullanılabilmektedir. CFM® membranlar bakteri, virüs ve tıbbı kalıntı/artıklara karşı bir bariyer görevi görüp arıtılmış atık suyun hijenizasyonunu sağlamaktadır. Herhangi bir ilave dezenfeksyona gerek kalmadan atıksuyun sulama, vs. gibi amaçlar için tekrar geri kullanımı imkanını sağlar MBR ve MBBR proseslerinin getirdiği avantajlar ile birlikte kolay işletme Düşük işletme maliyeti 25 CFM® SERAMİK MEMBRAN PLAKA TEKNİK VERİLER Seramik Düz Membran (CFM®) Plakaları 26 CFM® SERAMİK MEMBRAN FİLTRASYON MODÜLÜ TEKNİK VERİLER Seramik Düz Membran (CFM®) Filtrasyon Modülü 27 CFM® SERAMİK MEMBRAN FİLTRASYON ÜNİTESİ TEKNİK VERİLER Seramik Düz Membran (CFM®) Filtrasyon Ünitesi / Kulesi 28 CFM® SERAMİK MEMBRAN FİLTRASYON ÇERÇEVESİ TEKNİK VERİLER Seramik Düz Membran (CFM®) Filtrasyon Çerçevesi 29 CFM® SERAMİK MEMBRAN FİLTRASYON BİRLEŞTİRİLMİŞ ÜNİTE TEKNİK VERİLER Seramik Düz Membran (CFM®) Filtrasyon Birleştirilmiş Ünite 30 MEMBRANLARIN AKI KIYASLAMASI Nisan 2010 yılında sonuçları yayınlanan Avusturya Federal Tarım, Orman, Çevre ve Su Yönetimi Bakanlığı’nın yaptığı bir çalışmaya göre 3 değişik membranın uzun dönem performanslarına yönelik bir çalışma yapılmıştır. Çalışmanın amacı sıhhî parametrelere göre MBR tesislerin uzun dönem temizleme kapasitelerinin analizi ve değişik membran filtrasyon modüllerinin kıyaslaması şeklinde belirlenmiştir. Ultra L1 (MIRCODYN NADIR) ve Micro L2 (ItN NANOVATION) 11 aylık işletme denemesi sonucunda prosesdeki yüksek MLSS içeriği ve çapraz akış (cross-flow) için yetersiz hava miktarından dolayı UF modülünün yoğun olarak bloke olması ve bunun sonucu olarak, membran yüzeyinde pullanma ve kaplanma, plakalarda deformasyon ve çıkış suyunun mikrobiyolojik olarak kirlenmesi gözlemlenmiştir. Seramik membran da ise sadece bölgesel kaplanmalar oluşmuş, işletme ve çıkış suyu parametreleri mikrobiyolojik sonuçlarda dahil olmak üzere her hangi bir bozulma gözlemlenmemiştir. 31 Üretici Ad Gözenek Boyutu [nm] Yüzey *m²+ Max. TMP (trans membran basıncı) [bar] Akı *L/m²h+ MICORDYN NADIR Ultra L1 40 10 -0,4 12 - 20 KUBOTA Micro L1 400 4,8 -0,2 20 ItN NANOVATION Micro L2 200 4 -0,7 15 - 40 30 (sabit) Micro L2 (ItN NANOVATION) 30 L/ m²h sabit çalışma koşulları ile 20 L/m²h ulaşan Micro L1 (KUBOTA) ve Ultra L1 (MICRODYN NADIR) ile karşılaştırıldığında en yüksek akı değerini vermiştir. 16 Aylık Performans ve Akı Değerleri 32 6. PAKET ARITMA SİSTEMLERİ MBBR – PAKET ATIK SU ARITMA TESİSLERİ 33 34 Küçük yerleşimler için merkezi çözümler ile yerel paket sistemlerin karşılaştırılması: 100 – 5000 kişi arası nüfusa sahip yerleşim yerleri, kamplar, oteller, coğrafi olarak kısıtlı bölgeler için atık su arıtma tesisi Seramik membran ile MBBR prosesisin kombinasyonu ile çıkış suyunu doğrudan geri kullanım imkanı Koy ve çalıştır tasarımlı kompakt yapı 35 PAKET İÇME SUYU ARITMA TESİSLERİ Performans ve Teknik Veriler Giriş değerleri: Çıkış değerleri: Sıcaklık: +5°C - +35°C TDS: 500 – 6,000 mg/l Bulanıklık: 3.0 NTU’ya kadar Fe: 8 ppm’e kadar Mn: 3 ppm’e kadar Debi: 360 mᶟ/gün’e kadar Pel: 15 kVA (max.) Kimyasallar – haftada birkez Seramik – Ters Ozmos – Su Tesisi Diğer teknik veriler: Dezenfekte edilmiş içme suyu TDS: 50 – 500 mg/l Bulanıklık: 0.2 NTU Fe: < 0.02 ppm Mn: < 0.02 ppm Debi: 300 mᶟ/gün ile sınırlı Atık: max. 60 mᶟ/gün Ağırlık: 10 ton (boş) – 20 ton (çalışma halinde) Deniz taşımacılığına uyumlu CE uyumlu Her iki tarafta çift kapılı 20 feet çelik muhafaza Uzaktan izleme ile tam otomatik sistem ve çalışma By-pass hattı TDS ayarlaması ön-işleme TDS’in TSS’e dönüşümü: TSS’in sudan ayrışımı: Havalandırma ve kimyasallarla oksidasyon Absorpsiyon ters ozmos ön-filtrasyon durultma çökelme ultra filtrasyon Sudaki TDS’in azaltılması: 36 Ters Ozmos Filtrasyon dezenfeksiyon Biyolojik zararlı organizmaların yok edilmesi: Agresif etkili oksidasyon CRO – SERAMİK RO PAKET İÇME SUYU SİSTEMİ 1,000 NE için paket sistem Uzakta erişim ile tam otomatik sistem Vasıflı uzman personel olmadan işletme Radyum giderimi de dâhil yüksek su kalitesinin izlenmesi Köy ve kasabalar için modüler çözüm Güven, dayanıklılık, kalite ve düşük enerji tüketimi CRO Konteyner 37 7. PROJELENDİRME VE UYGULAMA ÖRNEKLERİ CFM® SERAMİK MEMBRAN İLE MBR UYGULAMASI: PETERBERG ATIK SU ARITMA TESİSİ Thaleischweiler-Froeschen, Almaya 1400 Nüfus Eşdeğeri Kapasite: Kuru hava (min. debi) : 150 m³/gün Ortalama debi : 500 m³/gün Yağışlı hava : 1.344 m³/gün Sağnak durumu : 1000 m³/sa Dizayn ve uygulamada amaçlananlar: giriş debisindeki değişim ile baş edebilmek, enerji tüketimlerini minimize etmek ve işletme için insan kaynağını azaltmak. Temizleme / Yıkama Membran Besleme / Giriş Suyu Emiş / Deşarj Nitrifikasyon Denitri fikasyon Geri Devir / Sirkülasyon Mikser Havalandırma Fazla Çamur Havalandırma 38 Petersberg AAT MBR Dizaynı Havuz Uzunluk Genişlik Derinlik Hacim sayısı Biyolojik dizayn O2-Konst. m m m m³ mg/l Nitrifikasyon 1 5,8 3,3 5,5 105,27 1,5 Denitrifikasyon 1 5,8 1,6 5,5 51,04 0,05 Havalandırılmış Membran Hattı 4 6,25 1,225 3,2 98 6 Plan Makine Dairesi Plan Kesit 39 GİRİŞ ÇIKIŞ min max Ort. LİMİT Ort. Giderim 419 2,9 24,1 15 80 %95,7 550 260 0 0 0 20 %100,0 4,6 74 29 0,01 0,19 0,05 - %99,7 N-Inorganik mg/l 6,18 75,4 30 3,6 18 13 20 %55,0 P-Toplam 2,7 14 7 1 3 2 2 %67,8 Birim min max Ort. Kapasite m³/gün 100 1344 500 KOİ mg/l 130 816 BOİ5 mg/l 70 NH4-N mg/l mg/l Parametre Birim Ham Su (max. değer) Filtrelenmiş Su (ortalama değer) Max. yasal değer Kapasite m³/gün 1,344 KOİ ppm 816 15 80 BOİ ppm 550 <2 20 NH4-N ppm 74 0.05 N-İnorganik ppm 75 13 20 P-Toplam ppm 14 2 2 Toplam Bakteri sayımı CFU/ml Hassas kara sularına deşarj için AB yıkanma suyu normlarına (EU bathing water regulation) uygun değerlerinin altında Enerji Tüketimi kWsa/m³ 0.6 (pik yağışlı hava durumu) 1.0 (kuru hava durum) 40 CFM® SERAMİK MEMBRAN İLE MBBR PILOT UYGULAMASI: ATAKÖY ATIK SU ARITMA TESİSİ İSKİ (İstanbul Su ve Kanalizasyon İdaresi) – Ataköy İleri Biyolojik Atık Su Arıtma Tesisi Kapasite : 45 m³/gün Ünite : MBBR Seramik Membran Paket Arıtma Pilot çalışmada amaçlananlar: değişken giriş yüklerine dayanım, çıkış suyu kalitesinin geri kullanım seviyesinde arıtılması, seramik membran işletilmesinin denenmesi. 41 Ataköy Pilot Uygulama Biyolojik Giderimler 100% 90% 80% Giderim % 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% TSS AKM COD KOİ BOD5 BOİ5 TN T-N NH4-N NH4-N 19.12.2013-26.02.2014 Verileri Giriş Suyu Filtelenmiş çıkış suyu Max. (ortalama) (ortalama) yasal limit m /gün 45 - - KOİ mg/l 650 37 125 BOİ mg/l 394 3.9 25 NH4-N mg/l 45 9.74 - AKM mg/l 412 4.6 35 Parametre Birim Kapasite ³ ÇIKIS SUYU NUMUNESİ 42 CFM® SERAMİK MEMBRAN İLE MBBR UYGULAMASI: KIZIL DENİZ Red Sea Gate Jeddah, Suudi Arabistan CFM® seramik membran sistemleri ile donatılmış MBBR uygulaması Kapasite : 150 m³/gün (1. faz) : 300 m³/gün (2. faz) Dizayn ve uygulamada amaçlananlar: evsel atık suyun biyolojik arıtımı, seramik filtrelerle suyun filtrasyonu, ve arıtılan suyun Kızıl Deniz’de liman bölgesine deşarjı Birinci faz kapasite 2011 yılında devreye alındı ve şu ana kadar seramik membranlara her hangi bir bakım veya değişim gerektirmeden düzenli olarak işletilebilmektedir. Parametre Birim Ham Su CFM Sistemleri® KOİ ppm 500 < 50 BOİ ppm 250 < 10 AKM ppm 200 yaklaşık. 0.0 CIP Kimyasal Temizleme 1 yıl sonra NaOCl and citrik asit ile temizleme Membran Değişimi Devreye alındığından beri SIFIR değişim 43 İÇME SUYU UYGULAMASINDA KUM FİLTELERİNİN SERAMİK MEMBRAN İLE DEĞİŞİMİ Riyad, Suudi Arabistan Kapasite: 20.000 m³/gün (bir kum filtresinin uyarlanıp, değişimi) 122.400 m³/gün (tüm kum filtrelerinin uyarlanıp, değişimi) Dizayn ve uygulamada amaçlananlar: demir ve mikro organizmaların giderimi, filtrelenmiş su kalitesinin arttırılması, geri kazanım oranın geliştirilmesi, mevcut kum filtrelerin inşaai yapılarının kullanılarak tesis kapasitesinin arttırılması Mevcut tesis dizaynı tesisin yumuşatma ünitesi ile birlikte veya yumuşatma ünitesiz çalışmasına imkan tanımaktadır. Yüksek yumuşatıcı tüketimlerinden dolayı, İşletme yumuşatıcı basamağını elimine etmiş ve ciddi OPEX tasarrufuna gitmiştir. Diğer taraftan Fe (demir) konsantrasyonunun yumuşatıcı basamağında ön giderim yapılmadan doğrudan kum filtrelerinde filtrelenmesi durumu oluşmuştur. Azalan hidrolik debi ve daha sık ve daha uzun olmaya başlayan geri yıkama ihtiyacı, tesisin kapasitesini ve geri kazanım oranını ciddi oranda düşürmüştür. Yumuşatıcı çalıştırılmadan kum filtrelerinden alınan çıkış suyun kalitesi beklentileri karşılamamaktadır. Demir konsantrasyonunun yoğun olduğu dönemlerde kum filtrelerinden çıkan değerler RO sisteminin ihtiyaçlarını karşılamamakta ve demir tıkanıklıklarına ve sık kimyasal yıkamaya sebep olmaktadır. Azalan tesis kapasitesi ve artan su kayıpları, İşletmeyi yeni teknoloji ve uygulamalar arayışına itmiştir. ItN Nanovation CFM® Sistemleri seramik membran uygulamaları ile yapılan 6 aylık denemenin sonunda RO öncesi su kalitesi mükemmel seviyelere gelerek, geri kazanım oranları da maksimize edilmiştir. Yapılan dizayn değişiklikleri sonrası, kum filtrelerinin 44 mevcut hazneler, inşaai yapılar kullanılarak seramik membranlarla değiştirilmesi ile tesis kapasitesi 400 m³/saat ‘ten 850 m³/saat‘lere çıkarılmıştır. Ham Su Yumuşatıcı & Kum Filtreleri (dizayn edilen) Yumuşatıcısız Kum Filtreleri (mevcut çalıştırılan) CFM Sistemleri® (pilot uygulama sonuçlarına göre) 100 70 212 Parametre Birim Kapasite % Demir ppm 1.3 < 0.02 0.04–0.15 0.011 (ort.) Toplam Bakteri Sayımı CFU/ml Değer üstü NA NA 20 (NSF test ortalaması Log-Giderim - 4.3) Bulanıklık NTU 3.1–7.1 < 0.20 0.2–0.4 0.12 (ort.) SDI <2 2–4 0.37 (ort.) Geri Kazanım Değeri % 96 (geri yıkama atık geri kazanım sistemi dahil) 94 (geri yıkama atık geri kazanım sistemi dahil) 99.6 (geri yıkama atık geri kazanım sistemi dahil) kWhr/m³ 0.040 0.060 0.106 USD/m³ 0.0030 0.0040 0.0073 Enerji Tüketimi Komple ÖnArıtma USD/m³ Kimyasal Tüketim 0.0840 0.0020 0.0125 (CFM (membran) CIP kimyasal yıkama dahil) USD/m³ 0.0870 0.0060 0.0198 % 100.0 6.9 22.8 Verimli ön-arıtma ile uygun RO beslemesi öngörülüp dizayn edilmiştir. Sınırlı Fe giderimi tıkanmalara ve sık kimyasal yıkamalara sebep olmaktadır ve verimi ciddi olarak düşürmektedir. Modifiye edilen önarıtma uygun RO besleme kalitesi vermiş ve min. yıkama ihtiyacı ile istikrarlı işletme Toplam OPEX RO İşletmesi 45 Seramik Membran Uygulaması Öncesi Ön-Arıtma İçme suyu arıtma tesisinde Ters Ozmos (RO) öncesi ön arıtım işleminde kum filtreleri kullanılmakta idi. Yaşanan sıkıntılar ve yüksek işletme maliyetlerinden dolayı, ItN tarafından, mevcut kum filtrelerinin inşaii yapısı kullanılarak kum filtreleri CFM® seramik membranlar ile değiştirilmiş ve hem RO sisteminin verim artışı, çıkış suyu kalitesinin iyileştirilmesi ve işletme maliyetlerinde tasarrufa gidilmiştir. Seramik Membran Uygulaması Sonrası Ön-Arıtma 46 YERALTI SUYU İÇME SUYU UYGULAMASINDA POLYMER MEMBRANLARIN CFM® SERAMİK MEMBRAN İLE DEĞİŞİMİ Buraydah, Qassim – Suudi Arabistan Kapasite: Toplam 42.000 m³/gün 14.000 m³/gün (ilk hattın değişimi) 28.000 m³/gün (ilave 2 hattın daha mevcut polymer mebranların seramik ile değişimi) Dizayn ve uygulamada amaçlananlar: demir, mangan ve radyum, filtrelenmiş su kalitesinin arttırılması, geri kazanım oranın geliştirilmesi Mevcut tesiste RO öncesi ön-filtrasyonda polymer membranlar kullanılmaktaydı. Polymer membranlarda sürekli yaşanan tıkanmalar, bakım için aksaklığa uğrayan işletme koşulları ve sık oluşan membran değişim maliyetlerinden sonra, yapılan test denemeleri sonucu polymer membranların CFM® düz seramik membranlar ile değiştirilmesine karar verilmiştir. Bu değişim sonrası CFM seramik düz membran Sistemleri® sayesinde tüm takip eden prosesler, kartuş filtreler ve ters ozmos membranları sorunsuz olarak çalışmaya başlamıştır. Parça değişim ve kimyasal yıkama aralıkları açılmış ve önemli ilave işletme giderleri tasarrufu sağlamıştır. “Blending” sonrası toplam radyum konsantrasyonu 5.0 pCi/L’nin altına daimi olarak düşmüştür. Ayrıca, CFM Sistemlerinin® geri kazanım oranı sayesinde yıllık 800.000 m³ su tasarrufu sağlanmıştır. Mevcut geri yıkama sistemi devre dışına alınarak tesisin işletmesi basitleştirilip kolaylaştırılmıştır. 47 PERFORMANS SONUÇLARI Parametere Birim Ham Mevcut Polymer UltaSu filtrasyon Demir ppm 1.4– 4.0 0.02–0.05 < 0.02 Mangan + HMO Mangan ppm 0.3– 2.9 0.03–0.05 < 0.02 Toplam Radyum pCi/L 70.0 Bulanıklık NTU 2.15 CFM Seramik Membran Sistemleri 49.0 < 10.0 (HMO dozajındaki (hedeflenen HMO limitasyonlardan dozlamasına istinaden %86’ya sadece %30 giderim) kadar) 0.2–0.3 0.15 (ort.) 2–3 0.28 (ort.) % 85–88 99 Membran değişimi USD/m³ 0.125 (6–9 ay sonra) 0.000 Devreye almadan itibaren SIFIR değişim Enerji Tüketimi kWhr/m³ 0.120 0.106 USD/m³ 0.0083 0.0073 Temizleme için Kimyasal Tüketimi USD/m³ 0.0030 0.0001 Toplam OPEX USD/m³ 0.1363 0.0074 USD/year 2.089 Mio 0.113 Mio % 100.0 5.4 SDI Geri Kazanım Değeri 48 Polymer Membranların CFM® Seramik Düz Membranlar ile Değişimi 49 NOTLAR: ________________________________________________________ ________________________________________________________ ________________________________________________________ ________________________________________________________ ________________________________________________________ ________________________________________________________ ________________________________________________________ ________________________________________________________ ________________________________________________________ ________________________________________________________ ________________________________________________________ ________________________________________________________ ________________________________________________________ ________________________________________________________ ________________________________________________________ ________________________________________________________ ________________________________________________________ ________________________________________________________ ________________________________________________________ ________________________________________________________ ________________________________________________________ ________________________________________________________ ________________________________________________________ ________________________________________________________ ________________________________________________________ 50 TEKNİK DEBİ MÜHENDİSLİK İNŞAAT VE TİCARET LİMİTED ŞİRKETİ NİSPETİYE MAH. PEKER SOKAK, TUĞ APT. NO:9/3 LEVENT, BEŞİKTAŞ, 34340 İSTANBUL TEL: +90 212-284-4900 / FAX: +90 212-284-4902 www.teknikdebi.com / info@teknikdebi.com