Okunma: 399 kez

Atık suların biyolojik arındırılmasında, geliştirilmiş farklı teknolojik işlemlerin belirli aşamalarda mikroorganizmalar yaygın olarak kullanılmaktadır. İncelendiklerinde, 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 verildiğinde, 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 büyüğü 0,450 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 veriminden 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, Listowel’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.

Çamur oluşumunu önleyip, oksijen ihtiyacını azaltmak için atık suyun BOI (Biyolojik Oksijen İhtiyacı) 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.

Uluabat Gölü, Türkiye’deki en geniş nilüfer yataklarına sahip göl olma özelliğine de sahiptir.
Büyük ve sığ bir göl olan Uluabat, sucul bitkiler açısından Türkiye’deki en önemli göllerden biridir. Islak çayırlar, söğütler, sucul bitkiler, sazlıklar, nilüfer yatakları, su sümbülleri yaygın olarak görülen bitki türleridir.

Kızılırmak deltası, tarımsal potansiyel bakımından Türkiye'nin en zengin ovalarından birisidir. Göllerde su sümbülleri cinsine ait türler hakimdir

Türkiye'nin 2004 yılında tanıştığı doğal arıtma tesisleri hızla yaygınlaşmaya başladı. Su Mercimeği ve Su Sümbülü gibi sulak alanda yetişen kamış türü bitkilerin kökleri, doğal arıtma işlevini evsel giderdeki maddeleri alarak yapıyor. Bu yolla varlığını sürdürebilen bitkiler, kanalizasyon atıklarını tarımda kullanılabilecek kadar temiz hale getiriyor.

Sulak alan bitkileri oldukları için kış mevsiminin sıkıntıya yol açmadığı bitkilerin üst kısmı kurusada, kökleri 4 mevsim işlevini yapmaya devam ediyor. Doğal arıtma sistemlerinde arıtma işlemi 5 gün içerisinde gerçekleşiyor. Atık suyun içerisindeki azot, fosfor ve potasyum gibi maddeler, bitki kökleri ve çakıllar arasındaki mikro organizmalar tarafından parçalanmakta. Kalan su ise koku ve atıktan arındırılmış halde tarımsal sulamaya hazır hale geliyor.

Epey bir zamandır Bursa'nın Eskikaraağaç Köyü'nde uygulanan sistem olumlu sonuçlar vermeye başladı. İl Özel İdaresi, sistemi en az 10 köyde daha uygulamak istiyor. Sistem, Keles ve Orhaneli gibi 5-10 bin nüfuslu küçük ilçe ve beldelerde kolayca uygulanabilme özelliğine sahip olarak gösteriliyor. İl Özel İdaresi, 2007 yılında en az 10 doğal arıtma tesisini daha yatırım programı içerisine alarak hayata geçirmek istiyor. Projelerin hayata geçirilmesinde ilk hedef, stratejik plan çerçevesinde kanalizasyonu bulunan 218 köyde hayata geçirmek.

Kaynaklar
• Alberti BN, Klibanov AM, Biotechnol. Bioeng. Symp
• 2 .Altow SC, Bonadonna-Aporo L, Klibanov AM, Biotechnol. Bioeng
• Gril E, Winnacker E-L ,Zenk Mh, Science
• Hall R , Canadian Research , Sept.
• Klibanov AM, Alberti BN, Morris ED, Felshin LM, J.Appl. Biochem
• NASA Int. Exchange News
• Preprints of Environmental Technol, Istanbul
• Kırtak Y., Mısır Üretimi ve Kullanımı Ç.Ü , Ziraat Fakültesi, Adana
• Özcan Y., Tekstil Elyaf ve Boyama Teknigi, Istanbul Üniversitesi, Istanbul
• Çetişli H.,Fizikokimya Laboratuar Kılavuzu, P.Ü., Fen Edebiyat Fakültesi,benizli
• tarim.gov.tr
• ekolojimagazin.
• WWF-Türkiye (Doğal Hayatı Koruma Vakfı)
• habervitrini.com

Etiketler:  

Bilimler
Biyoloji
Biyosistem Harikası

Sadece kayıtlı kullanıcılar yorum yazabilirler.
Lütfen hesabınıza giriş yapınız veya kayıt olunuz.

---