Characterization and analysis of weak urban grey water

Birleşmiş Milletler Kalkınma Programı projeksiyonlarına göre bugün yaklaşık olarak 7,5 milyar olan dünya nüfusuna, 40 sene içinde bu nüfusun yaklaşık %31'i daha eklenecek ve dünya nüfusu 10 milyar kişiye yaklaşacaktır. Nüfustaki bu artış göz önünde bulundurulduğunda, dünyanın karşı karşıya olduğu en temel sorunlardan başlıcaları doğal kaynakların yetersizliği ve artan nüfusun ihtiyaçlarını karşılamaktaki zorluklardır. Su, bu ihtiyaçların en başında gelmesine ragmen günümüzde bile 1,1 milyar insan sağlıklı içme suyu kaynaklarına ulaşamamaktadır. Sonuç olarak varolan kaynakların daha uzun süreler boyunca daha fazla insan tarafından kullanılabilmesi için kaynakların sürdürülebilir bir yaklaşımla kullanımı gün geçtikçe daha çok önem kazanmaktadır. Günümüzün en popüler su kaynaklarından biri konvansiyonel evsel atıksular olarak görülmektedir. Diğer yandan, evsel atıksuların daha verimli bir şekilde yeniden kullanılmasını öngören atıksu yönetim alternatifleri üretilmektedir. Bunlardan biri evsel atıksularda akım ayırımı uygulamasıdır. Akım ayımı genellikle gri su/siyah su olmak üzere iki ya da EcoSan akımları olarak da bilinen gri su/sarı su/kahverengi su olmak üzere üç akım oluşturulacak şekilde iki farklı yöntemle yapılabilmektedir. Bu akımlardan gri su, evsel atıksuların tuvalet atıksuları dışında kalan duş/banyo, lavabo, çamaşır makinesi, eviye ve bulaşık makinesinden gelen suların tümünün beraber ya da farklı kombinasyonlar ile toplanması ile oluşmaktadır. Her iki akım ayırımı uygulamasında da oluşan gri su miktar ve kalitesi benzer olmaktadır. Gri su, konvansiyonel evsel atıksu hacminin %75'ini oluşturmaktadır. Bunun yanında evsel atıksuya kıyasla daha az kirlilik yüküne sahip olması sebebi ile gri su değerli bir yenilenebilir su kaynağı olarak görülmektedir. Günümüzde gri su genellikle sulama amaçlı ve sifon suyu olarak kullanılmaktadır. Ancak bu değerli kaynağın ihtiyaçlar doğrultusunda arıtıldıktan sonra su çevriminin hemen hemen her noktasına döndürülmesi mümkün olarak görülmektedir. Bu da gri suyu daha da önemli bir kaynak haline getirmektedir. Gri su kendi içinde de zayıf gri su ve kuvvetli gri su olmak üzere iki farklı fraksiyona ayrılabilmektedir. Zayıf gri su duş/banyo ve lavabolardan gelen gri suların beraber toplanması ile oluşan gri sui ken, kuvvetli gri su çamaşır makinesi, eviye ve bulaşık makinesinden kaynaklanan gri suları temsil etmektedir. Zayıf nitelikli gri su kuvvetli gri suya göre daha düşük kirlilik potansiyeline sahip olup yine kuvvetli gri suya göre daha kolay arıtılabilmektedir. Bu çalışmada bir kent otelinden kaynaklanan gri suyun karakteristiklerinin, bir yıl süren devamlı ve sistematik bir izleme ile belirlenmesi hedeflenmiştir. Bunun yanı sıra mümkün oldukça, üniversite öğrencilerine hizmet vermekte olan bir yurt binasından kaynaklanan gri suyun numuneleme ve analizleri de yapılmıştır. İki çalışma alanında da gri su, duş/banyo ve lavabolardan toplanmaktadır. Bu binalarda gri su arıtımı için membrane biyoreaktörler (MBR) kullanılmakta olup, MBR çıkışındaki arıtılmış gri su kalitesi de ham gri su kalitesine paralel olacak şekilde takip edilmiştir. Takip esnasında organik madde, askıda katı madde, azot ve fosfor konsantrasyonları ölçülmüştür. Otelde, gri su döngüsündeki mikrobiyolojik kalite değişimini gözlemlemek üzere mikrobiyolojik analizler yapılmıştır. Bunun yanı sıra rezervuarı arıtılmış gri su ile doldurulan odalardan birinin sifonundan alınan numunelerle mikrobiyolojik aktivite oluşup oluşmadığı takip edilmiştir. Yurt binasında da mikrobiyolojik analizler, hem ham gri su kalitesi, hem de arıtılmış gri su kalitesinin ortaya konması için arıtma giriş ve çıkışında takip edilmiştir. Mikrobiyolojik analizler Toplam Koliform, Fekal Koliform, Escherichia Koli ve Enterokok indikatörleri ile yapılmıştır. Bunların yanı sıra, çalışma esnasında üretilen veriler, gri su arıtımında fizikokimyasal proseslerin de başarılı olabaileceği çıkarımı yapılmıştır. Bu çıkarım doğrultusunda kum filtresi ve membran filtrasyon ön çalışmaları tamamlanmıştır. Gri suyun sulama suyu olarak kullanılmasının yaygın olmasından yola çıkılarak, arıtılmış gri suyun biber fideleri üzerinde sulama suyu olarak kullanıldığı ön bitki deneyleri tamamlanmıştır. Çalışma sonucunda, toplanan gri su fraksiyonları aynı olsa da, otel ve yurt binalarındaki gri su karakteristiklerinin birbirinden farklı olduğu gözlenmiştir. Otelden toplanan gri su, üniversite öğrencileri tarafından kullanılmakta olan yurttan elde edilen gri suya göre daha az kirlilik yüküne sahiptir. Diğer yandan, takip edilen iki gri su kaynağının durumunun da zayıf nitelikli evsel atıksu kalitesinden daha iyi olduğu saptanmıştır. Otelde sene boyunca izlenen gri su kalitesinin mevsimler içindeki değişimi incelendiğinde, mevsim koşullarına bağlı olduğu gözlenen bir durumun ortaya çıkmadığı tespit edilmiştir. Bunun dışında, ham gri suyun haftanın hangi gününde daha fazla kirlilik yüküne sahip olduğuna dair bir çıkarım yapılamamıştır. İzlenen fiziksel ve kimyasal parametrelerin yanısıra, ham gri sudaki mikrobiyolojik indicator konsantrasyonları yüksek olarak bulunmuştur. Bu konsantrasyonlar zayıf ve orta kuvvetli konvansiyonel evsel atıksu kalitesi ile benzerlik gösterdiğinden gri su yönetiminde mikrobiyolojik indikatörlerin takip edilmesinin önemli olduğu sonucuna varılmıştır. Ayrıca gri suda mikrobiyolojik indikatörlerin takibinin de en az organik madde kadar önemli olduğu sonucuna varılmış ve gri su geri kazanımında mikrobiyolojik indikatörlerin birincil parametre olarak izlenmesi gerektiği gözlenmiştir. İzleme yapılan iki binada gri su arıtımı amacı ile kullanılan MBRların çıkış suyu kalitelerinin ortalama değerleri, dünya çapında su geri kazanımı için yayınlanmış olan su kalite standart ve kılavuzlarına uygunluk göstermektedir. Ham gri sudaki yüksek mikrobiyolojik indikatör konsantrasyonlarına rağmen, otel ve yurtta takip edilen MBR çıkışlarındaki arıtılmış gri su örneklerinde mikrobiyolojik indikatörlerden hiçbirine rastlanmamıştır. Buna göre arıtılmış gri suyun, düzgün şekilde arıtıldığı taktirde çok önemli bir su kaynağı olduğu bilgisi doğrulanmış, dünyada yayınlanmış standart ve yönergelere göre gereken hemen her alanda kullanımının uygun olduğu sonucuna varılmıştır. Gri suyun fiziksel yollarla arıtılması konusunda yapılan ön çalışmalara göre, denenen arıtma sistemlerinin performanslarının ham gri su kalitesine bağlı olarak değiştiği saptanmıştır. Kum filtresi ve membran filtrasyonda elde edilen organik madde giderim verimleri, organik maddenin hangi formda olduğunu gösteren çKOİ/KOİ ve çBOİ5/BOİ5 oranlarının düşmesi ile yükselmiştir. Bunun sebebi denenen fiziksel arıtma sistemlerinin partiküler madde tutma konusunda başarılı olması ve çKOİ/KOİ ve çBOİ5/BOİ5 oranlarındaki düşüşün organik maddenin çoğunlukla partiküler olduğunu göstermesidir. Biber fideleri üzerinde yapılan ön bitki deneylerinden elde edilen sonuçlara göre, sulama suyu olarak arıtılmış gri su kullanılmasının, en az günümüzde sulama suyu olarak kullanılmakta olan musluk suyu kadar başarılı sonuç verdiği ön bilgisine ulaşılmıştır.