Atıksu arıtma tesislerinde oluşan arıtma çamurunun hacminin azaltılması, taşınmasının kolaylaştırılması ve bertaraf maliyetlerinin düşürülmesi için etkili bir çamur susuzlaştırma prosesi gerekir. Filtrepresler, özellikle endüstriyel ve belediye tipi atıksu arıtma tesislerinde yüksek kuru madde içeriğine sahip çamur keki elde etmek amacıyla yaygın olarak kullanılan mekanik susuzlaştırma ekipmanlarından biridir.
Ancak bir filtrepresin performansı yalnızca ekipmanın kapasitesine bağlı değildir. Çamurun fiziksel ve kimyasal özellikleri, polimer şartlandırması, filtre bezi seçimi, besleme basıncı, çevrim süresi ve işletme koşulları gibi birçok parametre elde edilen susuzlaştırma verimini doğrudan etkiler.
Bu nedenle filtrepres seçiminde ve işletilmesinde yalnızca nominal kapasitenin değil, istenen kek kuru madde oranının, çamur karakterinin ve proses koşullarının birlikte değerlendirilmesi gerekir.
Filtrepres Nedir?
Filtrepres, arıtma çamurunun basınç altında filtre bezlerinden geçirilerek katı ve sıvı fazlarının ayrılmasını sağlayan mekanik bir çamur susuzlaştırma sistemidir.
Sistem genel olarak filtre plakaları, filtre bezleri, hidrolik sıkıştırma sistemi, çamur besleme pompası ve filtrat toplama sisteminden oluşur.
Şartlandırılmış çamur filtrepresin haznelerine pompalanır. Basınç arttıkça çamurun sıvı fazı filtre bezlerinden geçerek filtrat olarak sistemden uzaklaştırılır. Katı maddeler ise plakalar arasında birikerek filtre keki oluşturur.
Proses sonunda plakalar açılır ve oluşan çamur keki ekipmandan alınır.
Filtrepreslerde Susuzlaştırma Verimi Nedir?
Filtrepres performansı farklı parametrelerle değerlendirilebilir. Bunların başında elde edilen kek kuru madde oranı, filtrat kalitesi, katı madde tutma verimi ve çevrim süresi gelir.
Örneğin aynı çamur için bir işletmede daha yüksek kuru madde oranına sahip kek elde edilirken, başka bir işletmede daha yüksek nem içeriğine sahip kek oluşabilir.
Bu nedenle filtrepres performansını değerlendirirken yalnızca ekipmanın tonaj kapasitesine bakmak yeterli değildir.
Özellikle şu değerlerin birlikte değerlendirilmesi gerekir:
- Beslenen çamurun kuru madde oranı
- Elde edilen kekin kuru madde oranı
- Filtrat kalitesi
- Katı madde tutma oranı
- Çevrim süresi
- Polimer tüketimi
- Çamur besleme basıncı
- Bir çevrimde elde edilen kek miktarı
Filtrepreslerde Susuzlaştırma Verimini Etkileyen 10 Temel Faktör
1. Çamurun Özellikleri
Filtrepres performansını belirleyen en önemli faktörlerden biri çamurun kendisidir.
Her çamurun susuzlaştırılabilirliği aynı değildir. Çamurun kaynağı, organik madde içeriği, mineral yapısı, flok özellikleri ve kolloidal madde miktarı filtrepres performansını etkiler.
Örneğin;
- Biyolojik arıtma çamurları,
- Kimyasal arıtma çamurları,
- Gıda endüstrisi çamurları,
- Tekstil endüstrisi çamurları,
- Metal ve yüzey işlem çamurları
birbirinden farklı susuzlaştırma davranışları gösterebilir.
Özellikle ince ve kolloidal partikül içeriği yüksek çamurların doğrudan filtrelenmesi zor olabilir. Bu durumda uygun bir kimyasal şartlandırma prosesi gerekebilir.
2. Çamurun Kuru Madde Konsantrasyonu
Filtreprese gönderilen çamurun başlangıç kuru madde oranı da performansı etkiler.
Çok düşük kuru madde konsantrasyonuna sahip çamurların susuzlaştırılması daha uzun çevrim sürelerine ve daha fazla filtrat oluşumuna neden olabilir.
Çamurun ön yoğunlaştırılması, uygun durumlarda filtrepresin kapasitesinin daha verimli kullanılmasını sağlayabilir.
Ancak optimum besleme konsantrasyonu her tesis için aynı değildir. Çamurun özellikleri ve filtrepres tasarımı birlikte değerlendirilmelidir.
3. Polimer ve Kimyasal Şartlandırma
Filtrepreslerde yüksek susuzlaştırma veriminin en kritik aşamalarından biri çamurun şartlandırılmasıdır.
Polimer, çamur içerisindeki ince ve kolloidal partiküllerin bir araya gelerek daha büyük ve geçirgen floklar oluşturmasına yardımcı olur.
Doğru polimer seçimi kadar doğru dozaj da önemlidir.
Yetersiz polimer dozajında flok oluşumu yeterli olmayabilir. Bunun sonucunda filtrat bulanıklığı artabilir ve filtre bezlerinin geçirgenliği düşebilir.
Aşırı polimer dozajında ise ekonomik kayıpların yanında yapışkan ve geçirgenliği düşük bir çamur yapısı oluşabilir.
Bu nedenle polimer dozu yalnızca teorik bir değer üzerinden belirlenmemeli, mümkün olduğunda jar testleri ve saha denemeleriyle optimize edilmelidir.
4. Polimerin Karıştırılması ve Flok Oluşumu
Polimer dozajı kadar önemli bir diğer konu da polimer ile çamurun doğru şekilde karıştırılmasıdır.
Aşırı kesme kuvvetleri oluşması, yeni meydana gelen flokların parçalanmasına neden olabilir.
Yetersiz karıştırma ise polimerin çamur içerisinde homojen dağılmasını engelleyebilir.
Bu nedenle;
polimer hazırlama → dozajlama → kontrollü karıştırma → flok oluşumu → filtrepres beslemesi
aşamalarının birbiriyle uyumlu olması gerekir.
Özellikle statik mikser veya uygun flokülasyon ekipmanlarının kullanıldığı sistemlerde karıştırma koşulları dikkatli şekilde tasarlanmalıdır.
5. Filtre Bezinin Özellikleri
Filtre bezi, filtrepresin performansını doğrudan etkileyen en önemli ekipmanlardan biridir.
Filtre bezi seçiminde yalnızca gözenek açıklığına bakmak doğru değildir.
Çamurun partikül boyutu, flok yapısı, filtrat kalitesi, kek geçirgenliği ve bezin mekanik dayanımı birlikte değerlendirilmelidir.
Yanlış seçilmiş bir filtre bezi;
- Filtrat bulanıklığının artmasına,
- Kek oluşumunun zorlaşmasına,
- Çevrim süresinin uzamasına,
- Bezlerin hızlı tıkanmasına,
- Susuzlaştırma performansının düşmesine
neden olabilir.
Bu nedenle filtre bezi seçimi, mümkün olduğunca çamur karakterizasyonu ve saha denemeleriyle yapılmalıdır.
6. Besleme Basıncı
Filtrepresin besleme basıncı, susuzlaştırma performansında önemli bir parametredir.
Ancak daha yüksek basınç her zaman daha iyi susuzlaştırma anlamına gelmez.
Çamur floklarının yapısı, filtre bezinin geçirgenliği ve kekin hidrolik direnci basınç artışının sisteme nasıl yansıyacağını belirler.
Uygun olmayan basınç artışı, filtre bezlerinin tıkanmasına veya flok yapısının bozulmasına neden olabilir.
Bu nedenle filtrepres basıncı, çamur özellikleri ve ekipman tasarımı dikkate alınarak optimize edilmelidir.
7. Kek Kalınlığı
Plakalar arasındaki kek kalınlığı filtrepres çevrim süresini ve elde edilen susuzlaştırma derecesini etkiler.
Kek kalınlığı arttıkça sıvının filtre keki içerisinden geçmesi zorlaşabilir. Kekin hidrolik direnci arttığı için çevrimin ilerleyen aşamalarında filtrasyon hızı düşebilir.
Bu nedenle optimum kek kalınlığı;
- Çamurun özelliklerine,
- Filtre bezine,
- Besleme basıncına,
- Filtrepres plaka tasarımına
göre belirlenmelidir.
8. Filtre Bezlerinin Temizliği
Filtre bezlerinin zaman içerisinde tıkanması, filtrepres performansının önemli ölçüde düşmesine neden olabilir.
Bez üzerinde biriken ince partiküller ve kimyasal kalıntılar filtratın geçişini zorlaştırır.
Bunun sonucunda:
Daha uzun çevrim süresi + daha düşük filtrasyon kapasitesi + daha düşük kek kuru maddesi
gibi problemler ortaya çıkabilir.
Bu nedenle filtre bezlerinin düzenli olarak kontrol edilmesi ve uygun yöntemle temizlenmesi gerekir.
Temizlik yöntemi çamurun karakterine ve kullanılan filtre bezi malzemesine uygun seçilmelidir.
9. Çevrim Süresi
Filtrepresin bir çevrimi yalnızca çamur besleme süresinden oluşmaz.
Besleme, filtrasyon, basınç altında bekleme, plakaların açılması ve kekin boşaltılması gibi aşamalar toplam çevrim süresini oluşturur.
Çevrim süresinin gereğinden fazla uzatılması her zaman daha yüksek kapasite anlamına gelmez.
Örneğin belirli bir noktadan sonra basınç artmasına rağmen filtrat debisi çok düşük seviyeye inmişse, çevrimin gereksiz yere uzatılması günlük kapasiteyi azaltabilir.
Bu nedenle kek kuru maddesi ile çevrim süresi arasında optimum bir işletme noktası belirlenmelidir.
10. Çamur Sıcaklığı ve Viskozite
Çamurun sıcaklığı da filtrasyon davranışını etkileyebilir.
Sıcaklık değiştikçe çamurun viskozitesi ve akış özellikleri değişebilir. Özellikle yüksek viskoziteli endüstriyel çamurlarda bu durum filtrepres performansında belirgin farklılıklara yol açabilir.
Bu nedenle tasarım ve işletme çalışmalarında çamurun gerçek proses koşullarındaki özellikleri dikkate alınmalıdır.
Filtrepres Performansı Nasıl Artırılır?
Filtrepres kapasitesini veya susuzlaştırma verimini artırmak için yalnızca ekipmanın basıncını yükseltmek doğru bir yaklaşım değildir.
Bunun yerine bütün proses birlikte değerlendirilmelidir.
Pratikte aşağıdaki adımlar önemli sonuçlar sağlayabilir:
- Çamurun karakterizasyonunun yapılması
- Uygun polimer türünün belirlenmesi
- Polimer dozajının optimize edilmesi
- Flokülasyon koşullarının iyileştirilmesi
- Uygun filtre bezi seçiminin yapılması
- Filtre bezlerinin düzenli temizlenmesi
- Çamur besleme basıncının optimize edilmesi
- Kek kalınlığının değerlendirilmesi
- Çevrim süresinin optimize edilmesi
- Filtrat kalitesinin ve kek kuru maddesinin düzenli takip edilmesi
Filtrepres Seçiminde Nelere Dikkat Edilmelidir?
Yeni bir filtrepres sistemi tasarlanırken yalnızca “kaç m³ çamur işlenecek?” sorusuna cevap vermek yeterli değildir.
Aşağıdaki bilgiler mümkün olduğunca belirlenmelidir:
- Günlük çamur miktarı
- Saatlik çamur debisi
- Çamur kuru madde oranı
- Çamur tipi
- Organik ve inorganik madde içeriği
- Yoğunluk
- Susuzlaştırılabilirlik özellikleri
- Kullanılacak polimer
- Hedef kek kuru madde oranı
- İstenen günlük çalışma süresi
- İstenen çevrim süresi
- Filtrat kalite kriterleri
Bu veriler doğrultusunda filtrepresin plaka ölçüsü, plaka sayısı, filtreleme alanı, hazne hacmi, pompa kapasitesi ve yardımcı ekipmanları belirlenebilir.
Sonuç
Filtrepreslerde yüksek susuzlaştırma verimi elde etmek, yalnızca yüksek basınç uygulamak veya daha büyük kapasiteli bir ekipman seçmekle mümkün değildir.
Çamur özellikleri, kimyasal şartlandırma, polimer seçimi, flok oluşumu, filtre bezi, besleme basıncı, kek kalınlığı, çevrim süresi ve ekipman bakımı birlikte değerlendirilmelidir.
Özellikle endüstriyel atıksu arıtma tesislerinde çamurun karakteri tesisten tesise önemli ölçüde değişebildiğinden, filtrepres tasarımından önce çamurun laboratuvar ve mümkünse pilot ölçekli testlerle değerlendirilmesi, doğru ekipman ve işletme koşullarının belirlenmesi açısından büyük önem taşır.
Doğru tasarlanmış ve doğru işletilen bir filtrepres sistemi; çamur hacminin azaltılmasına, taşıma ve bertaraf maliyetlerinin düşürülmesine ve arıtma tesisinin genel işletme verimliliğinin artırılmasına katkı sağlar.
ESGON Çevre Teknolojileri, endüstriyel ve evsel atıksu arıtma tesislerinde oluşan çamurlar için çamur susuzlaştırma sistemlerinin proses ihtiyaçlarına göre projelendirilmesi, ekipman seçimi ve uygulamasında mühendislik çözümleri sunmaktadır.
