15 Temmuz 2010 | TEKNİK MAKALE 1. Sayı (Mayıs - Haziran 2010)

Mehmet Kıncır / Aktif Çevre ve Yenilenebilir Enerji Teknolojileri Ltd. Şti. Gri su, siyah su (tuvalet suyu) haricindeki bir evden boşaltılan atık suların genel adıdır; yani duştan, küvetten, lavabodan, mutfaktan, bulaşık ve çamaşır makinesinden gelen sulardır..
Mehmet Kıncır / Aktif Çevre ve Yenilenebilir Enerji Teknolojileri Ltd. Şti.Gri su, siyah su (tuvalet suyu) haricindeki bir evden boşaltılan atık suların genel adıdır; yani duştan, küvetten, lavabodan, mutfaktan, bulaşık ve çamaşır makinesinden gelen sulardır. Gri su sabun, şampuan, diş macunu, yiyecek parçaları, pişirme yağı, deterjan ve saç gibi maddeleri içerir. Gri su evsel atık sular içinde en büyük orana sahip. Genellikle evsel atık suyun yüzde 50-80'i gri sudur.

Gri Suyun İçeriği, Özellikleri ve Bileşenleri

Gri su, evsel aktivitelerin bir yansımasıdır ve nitelikleri yaşam standardına, sosyal ve kültürel alışkanlıklara, evde yaşayan insan sayısına ve evde kullanılan kimyasallara bağlıdır. Banyodaki lavabo, duş ve küvetten gelen gri su en az kirlenmiş gri su kaynağıdır. Ortalama bir gri suyun toplam organik yüke (BOİ) yüzde 40-50 gibi bir katkısı vardır. Ayrıca gri su evsel atık suda bulunan toplam askıda katı maddelerin (AKM) dörtte biri ve toplam fosforun üçte ikisinden fazlasını içerir. Bulaşık ve çamaşır deterjanları gri sudaki fosforun ana kaynağıdır. Mutfak lavabosundan gelen, yiyecek parçaları içeren su ile çamaşır yıkamadan gelen su, duştan ve lavabodan gelen gri suya göre çok daha kirlidir. Bu yüzden bütün gri sular tam olarak gri su statüsünde değildir ve gri suyun özelliğine göre farklı temizleme metodu kullanmak gerekmektedir.

Gri Suyun Uygulama Aralığı ve Kullanım Suyu için Kalite Gereksinimleri

Gri suyun yeniden kullanım suyu olarak kullanılmasını sağlayan sistemler, ucuz fakat emek yoğun bir yapıdan pahalı ve kompleks, fakat kullanımı rahat ve kullanışlı bir yapıya doğru sıralanabilir. Arıtılmış gri suyun evlerde tuvalet rezervuarları ve çamaşır yıkamada tekrar kullanılabilmesi için mutlaka Membran Biyoreaktör (MBR) gibi gelişmiş arıtma teknolojileriyle arıtılması gerekmektedir. Aksi halde hijyenik olmayan koşulların oluşmasına sebep olunur.

Su kullanılan mekânların kendilerine özgü kalite gereksinimleri bulunmaktadır. Bu yüzden gri su geri kazanım sisteminden elde edilen suyun, kullanılacağı yerin standartlarına uygun olması gerekmektedir. Genel olarak işlemden geçmiş gri sudan elde edilmiş kullanım suyu, hijyenik ve mikrobiyolojik olarak güvenilir, renksiz ve bütünüyle katı atıklardan arındırılmış olmalıdır. Arıtılan gri suyun, saklanmaya başladıktan birkaç gün sonra dahi koku oluşturmayacak kalitede olması lazımdır. Mevcut bilimsel araştırmalara göre bu suların tuvalet rezervuarları, çamaşır yıkama, bahçe sulama, süs havuzlarında kullanımı ve yüzey sularına doğrudan deşarj etmenin uygun olduğu kanıtlanmıştır.

Tuvalet Rezervuarları

Tuvalet rezervuarlarında kullanılacak suyun kalitesiyle alakalı ülkemizde bir çalışma bulunmamaktadır. Fakat Almanya'da tuvalet rezervuarlarında kullanılacak suyun kalitesini belirleyen bazı şartlar bulunmaktadır. Örneğin Tablo 4'teki değerler Berlin Senato Ofisi tarafından açıklanmıştır. Tuvalet rezervuarları kullanım suyu kalite şartlarını göstermektedir. Tablodaki toplam koliform ve e-koli için istenen hijyen şartları AB standartlarındaki yıkanma suyu değerleri (76/160/EEC) doğrultusunda belirlenmiştir. Sınır değerleri sabit olduğunda, insanların bu suyla temaslarında ve hatta yuttukları varsayılsa bile herhangi bir sağlık riski ile karşı karşıya kalmazlar. Bu katı şartlar, sağlığı ilgilendiren Pseudomonas aeruginosa için de geçerlidir. Pseudomonas aeruginosa, bağışıklık yetersizliği olan hastalarda solunum ve idrar yollarının, yanıkların ve açık yaraların fırsatçı patojenidir. Aynı zamanda kanda da enfeksiyonlar yapabilir. BOİ7 ve oksijen doygunluğu da temizlenmiş suyun raf ömrü için kalite kriterleridir.

Çamaşır Yıkama Çamaşır yıkamak için tavsiye edilen kullanım suyu kalite şartları Tablo 2'deki verilerle aynıdır.

Tablo 2'deki değerlere sahip arıtılmış gri su ve şebeke suyu ile yıkanan çamaşırlar üzerinde yapılan bilimsel araştırmalar sonucunda, şebeke suyu ve arıtılmış gri su ile yıkanan çamaşırlar arasında kurutma işleminden sonra bile hijyenik açıdan hiçbir fark olmadığı ispatlanmıştır. Sonuç olarak çamaşır makinelerinde kullanım suyu olarak arıtılmış gri suyun kullanılmasında hiçbir sakınca yoktur.

Bahçe Sulama

Sulama suyu için gerekli olan su değerleri DIN 19650 standartları tarafından düzenlenmiştir. Bu kalite şartları tarım, bahçecilik, kırlık alanların yanı sıra parklar ve spor tesislerinde kullanılan suların hijyenik ve mikrobiyolojik yönleriyle ilgilidir.

DIN19650 esas alınarak belirlenmiş gereksinimlere göre birçok uygulama ve sulama amaçlı kullanılan suyun kalite gereksinimleri tuvalet için kullanılan sudan daha yüksektir. Gri suyun işlenebilmesi için uygun teknoloji gerekir. DIN 19650'e göre bu gereksinimler UV veya kimyasal eklenerek yapılan dezenfektasyonlarla elde edilemez.

Tesisat Bağlantısı

Duş ve lavabolardan gelen gri su tesisat boruları, pis su tesisat (kanalizasyon) borularından ayrı bir şekilde çekilerek sisteme bağlanmalıdır. Ayrıca şebeke ve kullanım suyu hatlarının hiçbir şekilde birbirine bağlantısı olmamalıdır. Hatta kullanım suyunun geçtiği boru hattı farklı bir renkte olmalıdır ki şebeke suyu hattı ile arasındaki fark kolayca anlaşılabilsin. Bahçe sulama ve temizlik işleri için bırakılan arıtılmış gri su muslukları, "içilmez" işareti ile etiketlenmelidir.

Gri su geri kazanım sisteminde kullanılan depolarda oluşabilecek kokuları önlemek için havalık hattı olmalıdır, eğer mümkünse havalık hattı evin drenaj hattı havalandırmasından ayrı bir şekilde çatıya kadar çıkarılmalıdır. Sistemin kurulacağı mekâna bağlı olarak, taşma çıkışı geri su akış seviyesi göz önünde bulundurularak dizayn edilmeli ve sisteme kanalizasyon suyunun girmesi önlenmelidir.

Arıtma Teknolojileri

Gri su arıtma sistemleri uygulamaların özelliğine bağlı olarak düşük maliyetli basit cihazlardan, yüksek maliyetli gelişmiş arıtma sistemlerine doğru sıralanabilir. Gri suyu arıtmak için en verimli sistemler fiziksel arıtma işlemleriyle birleştirilmiş biyolojik arıtma sistemlerdir. Bu sistemlerin başında MBR sistemleri gelmektedir.

Gri su geri kazanımı için teknoloji seçimi çeşitli faktörlere bağlıdır:

-     Planlanan mevki

-     Uygun alan

-     Kullanıcı ihtiyaçları

-     Yatırım ve bakım maliyetleri

Gri su geri kazanım sistemi arıtma aşamaları:

-     Birincil arıtma / dengeleme deposu

-     İkincil biyolojik arıtma / filtrasyon deposu

-     Kullanma suyu deposu

Önemli gri su geri kazanım sistemleri:

-     Yapay Sulak Alanlar (Wetlands)

-     Döner Biyolojik Reaktörler (Rotating Biological Contactors - RBC)

-     Ardışık Kesikli Reaktörler (Sequencing Batch Reactors - SBR)

-     Membran Biyoreaktörler (MBR)

Sistem Dizaynı

Gri su geri kazanım sistemleri, gri suyu toplayan, depolayan, organik madde miktarını düşüren ve hijyenik hale getirerek AB standartlarındaki kalite gereksinimlerini karşılayan ve sürekli olarak yüksek kalitede kullanım suyu sağlayan sistemlerdir. Bu konuda çeşitli üreticilerin üretmiş olduğu farklı sistemler mevcuttur. Arıtma teknolojisine bağlı olarak sistemin büyüklüğü değişir. Kurulacak sistemin kapasitesi hesaplanırken su ihtiyacı ve gri su miktarı (duştan, lavabodan, küvetten toplanan su) göz önünde bulundurularak yapılır. Bazı istisnai durumlarda çamaşır makinesi, mutfak lavabosu ve bulaşık makinesinden gelen su da sisteme dâhil edilir.

Depolama hacmi kullanıcının su tüketim alışkanlıklarına bağlı olduğu kadar kullanım suyu gereksinimlerine de bağlıdır. Genellikle kullanım suyu ihtiyacı ile gri su üretimi arasında bir tutarlılık vardır. Bundan dolayı, kirli ve kullanım suyu depolama kapasiteleri gün içinde kullanım suyu ihtiyacından çok olmamalıdır.

Gri su geri kazanım sistemleri, "merkezi" ve "bireysel" sistemler olmak üzere iki ana kategoriye ayrılır. Merkezi sistemler farklı evler veya binalardan gelen gri suyu ev/bina dışındaki bir bölgede toplayıp arıtırken, bireysel sistemlerde bir veya daha çok daireden gelen gri su bina içerisinde toplanıp arıtılır. Bireysel sistemlerin bir avantajı, depolama ve dağıtım boruları bina içerisinde sadece kısa mesafeler için bağlanır. Diğer bir taraftan merkezi sisteme kıyasla daha küçük hacimlerde olduğundan daha küçük mekânlara kurulabilir. Fakat bireysel gri su geri kazanım sistemleri genellikle daha yüksek yatırım ve bakım maliyetine sahiptir.

Depo hacimleri arıtma teknolojisine bağlı olarak farklılık gösterir. Membran Bioreaktör (MBR) sistemleri şu anda kullanılan en ideal gri su geri kazanım sistemi olarak dünyada kabul görmektedir. Bunun sebebi arıtılan suyun çok yüksek kalitede olması ve sistemin az yer kaplamasıdır. Şayet sistemin kurulacağı mekan çok küçükse membran filtre hacmini artırarak kirli su ve kullanım suyu depolarının hacmini büyük ölçüde küçültülür.

Membran Biyoreaktorler (MBR):

Membran biyoreaktörler gelişmiş aktif çamur yöntemleri olarak nitelendirilir. Membranlardaki mikro gözenekler sayesinde katı-sıvı ayrımı ileri seviyede yapıldığı için ikincil bir temizleme prosedürüne gerek duyulmamaktadır. Sistem, bir ön arıtma deposu ve MBR deposundan oluşmaktadır. Sistemin çalışma prensibi kısaca şöyledir: Ön arıtma deposuna alınan su biyolojik olarak arıtıldıktan sonra gri su bakterisiz atık su elde etmek için 0,10-0,15 bar basınç altında membran zarına doğru ilerler ve membran filtrelerden süzülerek partiküllerden, mikroplardan, bakterilerden ve virüslerden arındırılır. Membran biyoreaktör sisteminden elde edilen suyun kalitesi diğer sistemlere göre çok daha yüksektir. Ayrıca MBR sistemleri geleneksel arıtma sistemlerine göre daha kısa sürede arıtma işlemini gerçekleştirdiğinden, sistem için daha küçük yere ihtiyaç duyulmaktadır. MBR sistemleri de kendi içerisinde de hollow fibre ve plaka tipi olmak üzere çeşitli kategorilere ayrılır. Bu kategoriler arasında plaka tip membran sistemleri kimyasal gerektirmeden ve ters yıkama ile kendi kendini temizleme özelliğine sahip sistemlerdir. Özellikle Almanya'da ispatlanmış teknolojisi ile MicroClear filtreler gri su geri kazanım sistemlerinde öncelikli tercih edilen filtrelerdir.

Almanya'da Giessen Üniversitesi'nde yapılan araştırmalar sonucunda MicroClear membran filtreler ile yapılan testlerde alınan sonuçlar şu ana kadar elde edilmiş en iyi sonuçlar olarak gözlemlenmiştir.

LEED SERTİFİKASI SU PUANLARI HAKKINDA

LEED sertifika sisteminde binalar toplam 110 puan üzerinden değerlendiriliyor. Bunlardan 10 tanesi "Su Verimliliği-Water Efficiency" alt başlığında inceleniyor. Ayrıca aşağıda belirtildiği üzere inovasyon puanları alınabiliyor...  

WEp1 / WEc3-Water Efficiency (Önkoşul + 2-4 puan)

Bu kredinin alınabilmesi için binanın toplam su harcaması EPA ve IPC standartlarına göre kıyaslanıyor ve önkoşul olarak en az yüzde 20 daha verimli bir tasarım yapılması isteniyor. Puan alabilmek için ise yüzde 30 ile yüzde 40 arasında verimlilik talep ediliyor.  EPA ve IPC standartları su harcayan armatürler (lavabo bataryaları, klozetler, pisuvarlar, duşlar, vb.) için çeşitli standartlar belirlemiş. Bu standart değerler ve bina kullanıcı sayısı kullanılarak, standart bir binanın yıllık su harcaması bulunuyor. Buna "baz bina" su harcaması deniliyor. Daha sonra yapılması düşünülen binada kullanılacak su armatürlerinden hesaplanan değerlerle, baz bina kıyaslanıyor ve yüzde olarak verimlilik hesaplanıyor. Burada baz bina hesabında gri su sistemi yok; ancak gerçek binanın hesabına gri suyun geri dönüşümünde kazanılan su miktarı yıllık su harcamasından düşülerek ekstra verimlilik sağlanabiliyor.  

WEc1-Water Efficient Landscaping  (2-4 puan)

Bu krediden puan alınabilmesi için peyzaj için harcanılan şebeke suyu miktarı yüzde 50 (2 puan) ya da yüzde 100 (4 puan) oranında azaltılmalı. Gri suyun peyzaj sulaması için kullanılması ve kullanılacak bitkilerin az su isteyen bitkilerden seçilmesi durumunda hiç şebeke suyu kullanılmadan sulama yapmak mümkün oluyor.

WEc2-Innovative Wastewater Technologies  (2 puan)

Bu kredi ilk krediye benzemekle beraber sadece klozet ve pisuvarlarda harcanan suyu değerlendiriyor. Burada istenilen, klozet ve pisuvarlarda harcanan şebeke suyu miktarını en az yüzde 50 oranında azaltmak. Yapılan LEED hesaplarına göre tüm lavabo ve duşlardan toplanan su, gri olarak geri dönüştürüldüğü takdirde hemen hemen hiç şebeke suyu kullanmadan klozetlerin ve pisuvarların su ihtiyacı karşılanıyor.

Gri su kullanılması bu kredinin çok rahatlıkla alınmasını sağlıyor.  

İnovasyon Puanları

Aşağıdaki durumlarda 2 ekstra puan inovasyon puanı olarak alınabiliyor:

•     Water Efficiency: Verimlilik > %45

•     Innovative Wastewater Tech.: Pisuvar ve klozetlerin sifonlarında hiç şebeke suyu kullanmamak

BREEAM SERTİFİKASI SU PUANLARI HAKKINDA

BREEAM International Europe sertifika sisteminde binalar toplam yüzde 110 üzerinden değerlendiriliyor. Bu değerlendirmede suyun ağırlığı yüzde 6...  Gir su sistemleriyle alakalı olarak iki kredi var. Bu kredilerden alınacak puanlar yüzde 6 ile çarpılarak bu kategoriden alınan:  

Wat 1-Water Consumption (3 puan)

Eğer senelik toplam su harcaması  4.5 - 5.5m3 / kişi / yıl ise 1 puan, Eğer senelik toplam su harcaması 1.5 - 4.4m3 / kişi / yıl ise 2 puan, eğer senelik toplam su harcaması  <1.5 ise 3 puan alınabiliyor. Kişi başına yıllık su harcaması hesabı yapılırken sadece şebeke suyu harcaması hesaplanıyor. Dolayısıyla gri su sistemi olan binalar oldukça avantajlı.  

Wat 8-Sustainable on-site Water Treatment (2 puan)

Gri su veya atıksu sistemleri ile binanın şebeke suyu ihtiyacı yüzde 30 oranında azaltılması ile 2 puan alınabiliyor.