Çevre, kirliliği ile mücadele etmek ve toplumların hayat kalitesini iyileştirmek amacıyla pahalı teknikler ve prosesler yerine, doğadaki mevcut biyolojik sistemlerin kullanılabileceği düşüncesi son yıllarda yaygınlaşmaya başlamıştır. Dolayısıyla, bugüne kadar faydasız ya da zararlı olarak nitelendirilen bazı bitkisel ve hayvansal canlı sistemlerle yeni kullanım alanları oluşturulmuştur. Bu canlı biyolojik sistemlerin organik maddeleri büyük bir hızla absorblayıp, nitrat, fosfat ve ağır metalleri uzaklaştırabilme yeteneklerinin olduğu anlaşılmıştır. Bu canlı biyolojik sistemlerin yanı sıra, biyolojik materyallerden elde edilen bazı organik maddelerin de atık suların arıtılmasında göz ardı edilemeyecek bir etkinliğe sahip oldukları saptanmıştır.
Atık suların biyolojik arındırılmasında, geliştirilmiş farklı teknolojik işlemlerin belirli aşamalarda mikroorganizmalar yaygın olarak kullanılmaktadır. Incelendiklerinde, bu tür biyolojik sistemlerin, ülkelerin kendilerine özgü ihtiyaçlarına uygun, yan etkilerden uzak bir teknolojik potansiyel vaat ettikleri açıkça görülebilir.
Bitkisel Biyosistemlere Örnekler
Umut verici potansiyele sahip biyosistemler arasında en çok dikkat çeken bitki, su sümbülüdür (Eichornia crassipes). Ilıman ve suptropikal iklimlerde doğal olarak yaşayan bu bitkiye; çok güzel görünüşüne rağmen, hızla büyüyüp vejetatif çoğalma ile yayılması ve sonuçta su kanallarını tıkaması nedeniyle 70`li yıllara kadar zararlı bir su otu gözü ile bakılmaktaydı. NASA tarafından Missisippi`de yapılan ön laboratuar denemeleri, bitkinin evsel atık sulardan organik maddeleri büyük bir hızla absorplayıp metabolize edebildiğini göstermiştir. Bitki, bu atık organik maddeleri, hücre materyali sentezinde kullanır. Durgun suların yüzeyinde yaşayan, gövdesinden çıkarttığı vejetatif uzantılar ve tomurcuklar ile çok büyük bir hızla çoğalan ve tüm su yüzeyini kısa bir süre içinde kaplayabilen bu bitki, toplandığında günde hektar başına 20-40 ton yaş biyolojik materyal verebilir.
Wolverton ve McDonald, Florida gibi iklimi daha uygun olan bölgelerde bu büyüme hızının, günde bitki yüzey alanının % 15`ine kadar çıkabileceğini göstermiştir. Hesaplamalar, evsel atıklar içeren bir gölü temizleyebilmek için gölün toplam alanının % 30`u kadar bir su sümbülü ekim alanının yeterli olacağını ortaya çıkarmıştır. Florida`daki bu çalışmaların sonuçlarına göre, günde hektar başına 2,2 milyon litre atık su havuza ve-rildiğinde, içerdiği azotlu bileşiklerin % 80 `i ve fosforlu bileşiklerin % 40`ı iki gün içinde bu bitki tarafından atık sudan uzaklaştırabilmektedir. Su sümbülleri ile yapılan bu çalışmaların ışığında, California`da 6500 nüfuslu bir yerleşme merkezinde doğal biyolojik sistemlerin kullanıldığı bir arıtma tesisi kurulmuştur. 1981 yılından beri kentin tüm atık suları bu yolla arıtılmaktadır. Söz konusu doğal su arıtma sistemi, en büyüğü0,450 hektar yüzey alanına sahip, üç göletten oluşmaktadır. Göletlerin yüzeyi su sümbülleri ve ona benzer başka bir bitki olan su mercimeği (Lemna sp.) ile kaplı bulunmaktadır. Su mercimeği, hava sıcaklığı optimum değerin altına düştüğünde yoğunluğu azalan su sümbülünün filtrasyon görevini üstlenerek sistemi destekler ve ancak su sümbüllerinin büyüme hızı yavaşladığında kendini gösterir; hava sıcaklığı normale dönünce su mercimeği yerini yine su sümbüllerine bırakır. Bu bitkinin zararlı maddeleri süzme yeteneği diğerinden, farklı olsa da, sisteme bir bütünlük kazandırıp, yıl boyunca kesintisiz çalışmasını sağladığından katkısı büyüktür. Söz konusu tesiste göletlerin üzeri, ısı kaybını önleyen, sera tipi iki tabakalı bir örtü ile kapatılır. Altı günlük bir bekleme süresi sonunda elde edilen arıtılmış su, içilebilecek niteliktedir.
Bu bitkilerin yanı sıra, sulak-bataklık arazide yetişen, halk arasında hasır sazı diye bilinen Typha bitkisi de benzer özelliklere sahiptir. Dayanıklı, çok değişik ortamlarda yaşayabilen ve sürgünlerle çok hızlı çoğalabilen bu bitki, yapay bataklıklar için ideal bir türdür. Yılda oluşan biyo-kütle miktarı ve kök yapısı, bakteriyel faaliyet için geniş bir bitkisel yüzey alan oluşturur. Ayrıca, benzer ortamlarda yaşayan diğer bitkilere oranla, daha yüksek bir azot ve fosfor uzaklaştırma potansiyeli sergiler. Doğal bataklıkların atık su kaynaklarına göre coğrafi konumları ve kullanımlarında ortaya çıkan çevre ve mülkiyet sorunları, atık suların üçüncül arıtılmasında yapay bataklıkların tercih edilmelerine neden olmuştur. Kanada`da Çevre Bakanlığı`nın denetimi altında tasarlanan dört yapay bataklık farklı kaynaklı atık suların arıtılmasında denenmektedir. Farklı yükleme kapasiteleri, derinlik, bekleme süreleri, ön işlem gereksinimleri, sıvı sirkülasyon düzeni ve alanın geometrisi, yapay bataklıkların tarsım değişkenleridir. Birçok değişkenin elde edilen arıtma veri-minden sorumlu olduğu saptanmıştır. Bekleme süresi yazın buharlaşmadan, kışın ise donmadan etkilenmektedir. Yazın derinlik az, akım hızlı; kışın ise derinlik fazla, akım yavaş tutulmaktadır. Yapay göletler ile karşılaştırıldıklarında, 20.000 kişilik bir yerleşme merkezinin atık sularını arıtmak için 40 hektarlık bir yapay gölet gerekirken, 24 hektarlık bir yapay bataklığın yeterli olduğu görülür. Ayrıca, kışın da arıtma veriminde bir düşme olmadan çalışmaları ve benzer boyuttaki yapay göletlerin maliyetinden iki ya da üç kat daha düşük maliyete sahip olmaları üstünlükleri arasında sayılabilir. Kanada, ListowelÂ?daki yapay bataklıktan elde edilen arıtma derecesi (BOI: 9 mg/1, AKM: 7 mg/1, NH3: 0,07 mg/1) göletlerden elde edilenlerle aynı mertebededir ve yapılan ön işlemlerle yakından ilgilidir. Ã?amur oluşumunu önleyip, oksijen ihtiyacını azaltmak için atık suyun BOI (Biyolojik Oksijen Ihtiyacı) ve AKM (Askıdaki Katı Madde) bakımından bir ön işlemden geçmesi daha olumlu sonuçlar vermektedir. Bu ön işlem kademesi içinde, fosfor da kimyasal yolla indirgenmelidir.
Bu tür endüstriyel çaptaki su arıtma proseslerinde karşılaşılan en büyük sorun, atık sulardaki besin maddelerini kullanarak çoğalan bitkilerin ne şekilde değerlendirileceğidir. Sistemin ekonomik olabilmesi için değerlendirilmeden elde edilecek kârın, toplama ve işleme dahil tüm masrafları karşılayabilecek miktarda olması gerekmektedir.
Su sümbülleri kurutulup öğütülerek, mineraller ve protein yönünden zengin bir hayvan yemi elde edilir. Hayvanlarda elde edilen sonuçlar, bu yemin besin değerinin pamuk tohumu veya soya fasulyesine eş değer olduğunu göstermektedir. Fakat, kurumuş materyalin besin değeri ve yem olarak kullanılıp kullanılamayacağı, hem atık suların organik madde ve mineral içeriğine, hem de bitkinin hasadının yapıldığı gelişim evresine bağlı olarak değişir. Genellikle, endüstriyel atık sularda yetiştirilen bitkiler, yüksek metal iyonu içerdikleri için gübre veya hayvan yemi olarak kullanılamazlar. Buna karşılık su sümbüllerinden havasız ortamda fermantasyon yolu ile biyogaz elde edilmesi mümkündür. Hatta son yıllarda yapılan çalışmalar, çok az miktarlarda nikel ve kadmiyum içeren bitkilerden elde edilen biyogazın daha yüksek oranlarda metan gazı içerdiğini göstermiştir.
Metal iyonu içeriği çok yüksek olmamak koşulu ile biyogaz tesisinden elde edilen atık madde ise çok iyi organik gübredir. Ayrıca su sümbülü kompostlaştırılıp gübre olarak kullanıldığında, killi ve kumlu toprakların tarımsal değerini fark edilir derecede arttırır. Bu seçeneklerin yanı sıra, yapraklardaki protein ekstrakte edilirse, gıda katkı maddesi olarak kullanılabilir. Bitki doğrudan doğruya yakılabildiği gibi, kâğıt sanayi ham maddesi olarak da değerlendirilebilir.
Benzer şekilde yapay bataklıklarda üretilen hasır otlarının toplanarak biyokütlelerinin enerji üretimi için değerlendirilmesi çalışmaları da sürdürülmektedir.
Atık Zeytinyağı Karasuyu ile Pleuro ostreatus Türü Mantar Yetiştirilmesi
Türkiye 95 milyon zeytin ağacı ve 73 bin ton/yıl zeytinyağı üretimi ile önemli bir zeytin üreticisidir. Zeytinyağı işletmelerinde yağın tutulması sonucunda elde edilen atık karasu yüksek miktarda kimyasal ve biyokimyasal oksijen ihtiyacı nedeniyle çevreyi kirletir.
Karasuyunun arıtımı için birçok yöntem denenmesine karşın hem yeterli kirlilik giderimi sağlayan hem de ekonomik uygulanabilirliği olan bir metot önerilememektedir. Bu amaçla karasuyun arıtımı yerine; bulunanla besin değeri yüksek, kolay ve ucuz yetişebilen Pleurotus ostreatus türü mantar üretimi hedeflendi. Mantar insan beslenmesi için gerekli olan proteinler yanında, B kompleks vitaminler ve mineral maddelerce de zengin olması nedeniyle diğer sebze türleri arasında en yüksek besin değerlerine sahiptir. Karbonhidrat içermemesi belli hastalık grubu ve belli yaş grubu insanlar için avan-tajdır.
Son yıllarda çevreye duyarlı bir toplumun oluşması ve yasal baskılar bu tip atıkların çevreye verilmemesini ve değerlendirilmesini zorunlu kılmaktadır. Karasuyun mantar yetiştiriciliğinde su yerine kullanılması çevre açısından tehdit unsurunu ortadan kaldırmaktadır. TürkiyeÂ?de 1,5 milyon ton karasuyun tamamı mantar yetiştiriciliğinde kullanılırsa yaklaşık 375 bin ton mantar üretilebilir. Böylece ülkemize 5 milyon 250 bin YTL ekonomik gelir sağlanır.
Tekstil Atık Sularındaki Boyar Maddelerin
Mısır Koçanı Yardımı ile Temizlenmesi
Tekstil atık suları ile birlikte içerisinde bulunan boyar maddeler de çeşitli şekillerde çevreye salınmaktadır. Bu boyar maddeler tabiatta biyolojik olarak parçalanamadığından, canlılar üzerinde potansiyel zehir etkisi oluşturmaktadırlar. Bu tür suların tarımda kullanılması ile canlıların doğrudan tehlike altında olduğu herkesçe bilinmektedir. Yine boyar maddelerden oluşan renkler, sulardaki estetik görünümü bozmakta ve suyun ışık geçirgenliğinin azalmasına neden olmaktadır. Bunun için atık suların çevreye salınmadan önce boyar maddelerden temizlenmesi gerekir. Ne yazık ki, bu konu ile ilgili gerekli tesisleri kurmak pahalı yatırımlar olarak görülmekte ve yeterince pay ayrılmamaktadır. Bu nedenle daha ucuz ve kolay bir şe-kilde mısır koçanlarını kullanarak, tekstil atık sularından boyar maddeler temizlenebilir.
Tekstil atık sularındaki renklerin giderilmesinde değişik arıtma yöntemlerinden biri de emilim yöntemidir. Yaptığımız bir araştırmada tekstil sanayinde yaygın olarak kullanılmasından dolayı reaktif boyarmaddeler uygulanmıştır. Gözenekli yapıya sahip olan mısır koçanları ile yapılan çalışmada olumlu sonuçlar alınmıştır. Mısır koçanı miktarı arttıkça ve tanecik boyutu küçüldükçe emilimin arttığı görülmüştür.
Mısır koçanlarının aktifleştirilerek kullanılması halinde, gözeneklerin daha iyi açılması ile emilim arttırılabilir. Kullanılan mısır koçanlarını temin etmek ülkemiz için ucuz ve kolaydır. Işlemlerden sonra ortaya çıkan atık mısır koçanları, yol ve kaldırım yapımı gibi değişik alanlarda kullanılarak tekrar ekonomiye kazandırılabilir.
Hayvansal Biyosistem Örneği
Hayret verici potansiyele sahip bir başka biyosistemde solucanlardan yararlanılmaktadır. Yeryüzünde yaklaşık 3000 solucan türü vardır. Her solucan haftada bir-iki koza yapar; her kozadan ortalama dört solucan çıkar ve bu hayvanlar üç hafta içinde olgunluğa erişirler. Dolayısıyla, uygun koşullar altında bir solucan yılda 300 yavru verir ve günde kendi ağırlığının iki katı besin maddesi tüketir. Bu bilgilerin ışığı altında iki Hollandalı sanayici, Piton BV adı altında bir şirket kurmuş, organik atık ve çöplerle solucanları besleyerek, tarımda kullanılan ve suni gübreden çok daha iyi sonuçlar veren kompost üretimini gerçekleştirmişlerdir. Bu şekilde hem tarımcılar tarafından yüksek talebi olan bir ürünü üretip hem de çevre kirliliğini ortadan kaldıran bu yöntem oldukça kârlı bir girişim haline dönüşmüştür. Yöntemin geliştirilmesi sırasında karşılaşılan en ciddi problem olan, solucanları komposttan ayırma ise yine solucanların bir biyolojik özelliğinden yararlanılarak çözülmüştür. Solucanların sıcak ortamda birlikte bulunup, üremeyi tercih ettiklerini izleyen sanayiciler, tabanı ısıtılıp sıcaklığı ayarlanabilen bir beton yapı geliştirmişlerdir. Sıcaklık ile solucanların hareketlerini kontrol ederek, tabanın bir kenarında solucansız kompost birikmesini sağlayabilmişlerdir. Iyi işleyen bir solucan tesisi ayda ortalama 30-40 m3 kompost üretmektedir. Bu sistemin bir başka avantajı da solucanların oldukça zengin bir protein kaynağı olmaları ve bu besleyici özellikleri nedeniyle Japonya`da nadir ve makbul bir yiyecek kabul edilmeleridir.
Solucanların ayrıca ağır metalleri absorblama yetenekleri olduğu için, toprak kirliliğinde bir gösterge olarak kullanılmaları da mümkündür.
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder