Biyo-Kum Filtreleriyle Temiz Su Hakkında Bİlgi

'Mühendislik' forumunda Mavi_inci tarafından 19 Ekim 2010 tarihinde açılan konu

  1. Mavi_inci

    Mavi_inci Özel Üye

    Sponsorlu Bağlantılar
    Biyo-Kum Filtreleriyle Temiz Su Hakkında Bİlgi konusu Biyo-Kum Filtreleriyle Temiz Su

    Su, gökten temiz bir içecek ve temizleyici olarak indirilir. Ancak biz insanlar onu sürekli kirletiyor, içilemez, hattâ kullanılamaz hâle getiriyoruz. Sonra, kendimize kirli sulardan ve kirli ellerimizden mikroplar bulaştırıyor, salgın hastalıklara davetiye çıkarıyoruz. Böylece, insan için her türlü nimetin yaratıldığı ve bütün varlığın insanın emrine sunulduğu yeryüzünü, cahilliğimiz, hırsımız ve doymak bilmeyen isteklerimiz yüzünden kendi elimizle bir işkence odasına çevirmiş oluyoruz. İstatistikler bunu açıkça gösteriyor. Yeryüzünde bir buçuk milyardan fazla insan, temiz içme suyundan mahrum yaşıyor. Dünyada her yıl 250 milyon kişi kirli sularla bulaşan hastalıklara mâruz kalıyor ve bunların yaklaşık 5 milyonu ölüyor. Bu durum daha çok gelişmekte olan ülkelerde görülmekle birlikte, gelişmiş ülkelerde de benzer hâdiseler vuku buluyor.

    Salgın hastalıklara yol açan mikroorganizmalar (patojenler) nereden kaynaklanır, nasıl yayılır ve insana nasıl bulaşır?
    İnsan sağlığını tehdit eden en önemli kirleticiler mikrorganizmalardır. Salgın hastalıklara sebep olan bu canlılar, suyla taşınır, suyu içen veya kullananlara kolayca bulaşır. Çeşitli vazifeler için yaratılan mikrorganizmalar hayatta kalmak ve çoğalmak üzere programlanmış olduklarından, buna uygun zemin ararlar. İnsan ve hayvanların vücut sıvısı; ihtiva ettiği şeker, vitamin, mineral ve diğer kimyevî maddelerle bunlar için zengin bir besin kaynağı ve çoğalmalarına uygun bir ortamdır. Bilhassa, henüz dış tehditlere karşı direnç kazanmamış olan bebekler, mikroorganizmaların saldırılarından daha fazla zarar görür. Her yıl iki milyondan fazla çocuk bu tip salgın hastalıklar yüzden ölmektedir. Bu, her dakikada dört çocuğun sağlıklı su bulamamasından dolayı ölmesi demektir.
    [​IMG]

    Patojenler insan ve hayvan dışkısında bulunur. Bilhassa insan kaynaklı patojenlerin gıda, su ve toprak kaynaklarını kirletmemesi için, tuvaletlerin ya foseptik çukurlarına veya kanalizasyon sistemine bağlanması gerekir. Ama, maalesef dünyada 1,2 milyar kişi hiç tuvaleti olmayan mekanlarda, 3 milyar kişi ise, kanalizasyonsuz şartlarda yaşıyor. Kanalizasyon sistemleri bozuk olan veya hiç kanalizasyon altyapısı bulunmayan şartlarda yaşayan insanların yüzde 70'i Asya'da, yüzde 22'si ise Afrika'nın Sahra Altı bölgesinde yaşıyor. Bundan dolayı bu bölgelerde temiz su bulmak mümkün olmuyor.

    Patojenler çoğu durumda ağızdan bulaşır. Gıda ve su kirliliği patojen bulaşmasının birinci yoludur. Tuvaletlerin yakınında (20 metreden daha az) bulunan veya evcil hayvan alanlarından gelen yüzey akışla beslenen veyahut da banyo ve çamaşır yıkama maksadıyla kullanılan sulara en azından patojen bakterilerden bir çeşidi bulaşmıştır. Bu suların içilmesi veya temas ettiği gıdaların yenilmesi durumunda patojen mikroplar bünyemize girer. Dikkatli sağlık alışkanlıklarının olmaması ise, patojen bulaşmasının ikinci yoludur. Tuvaletten sonra elleri yıkamama, bilhassa çocuklarda önemli bir problemdir. Her iki durumda da, bu patojenler vücutta yerleşir ve hastalığa sebep olabilir. Bu iki yolla bulaşan ve yayılan salgın hastalıklar ishal, dizanteri, ateşli tifo, çocuk felci, hepatit A, hepatit E ve koleradır.

    İçme ve kullanma suları arıtılmalıdır
    Dünyanın neresinde olursa olsun, sağlıklı bir hayatın ön şartı, temiz su ve temizliktir. Dünya nüfusunun üçte ikilik kısmı temiz su meselesini çözmüştür. Bunlar içme sularını, su şebekeye verilmeden önce, dinlendirme, havalandırma, çöktürme, süzme ve patojen mikroplardan arındırma gibi çeşitli işlemlerden geçirirler. Nispeten pahalı olan bu tip arıtma sistemleri, umumiyetle belediyelere aittir ve bütün insanların su ihtiyacını karşılar. Dünya nüfusunun üçte birine karşılık gelen 2,4 milyar insanın ise, bu tip su arıtma tesisleri yoktur. Ekonomik bakımdan da güçsüz olan bu insanların içecekleri suları arıtmanın basit ve ekonomik bir yolu yok mudur?

    Allah (celle celâlühü), dünya üzerinde her yerde bulunan, gözle görülemeyecek kadar çok küçük canlı varlıklar olan mikroorganizmaları yaratmıştır. Bir gram verimli toprak, 100 milyon civarında bakteri ihtiva eder. İnsan vücudunda bir trilyon hücre, fakat on trilyon mikroorganizma vardır. Onlar genellikle yalnız değil, daha ziyade içinde diğer mikroorganizmalardan yüzlerce çeşidin bulunduğu mini-ekosistemlerde yaşarlar. Dünyanın yaşanacak güzel bir yer olmasında onlara çok büyük vazifeler verilmiştir. Onlar okyanus ve nehirlerde gıda zincirinin çoğunu teşkil ederler. Topraktaki atık ürünleri parçalarlar. İnsan ve hayvanlarda sindirime yardımcı olurlar. Onların vesilesiyle, çeşitli şekil ve derecelerde kirlenen sular, her türlü patojen mikroptan masrafsız olarak arındırılabilir ve tertemiz su elde edilir.

    Su arıtmada çok eski bir metot: yavaş kum filtresi
    Su arıtmanın pek çok alternatif yolu vardır. Bununla beraber, birçok ülkede insanların tüketeceği suyun arıtılması hâlâ yaygın bir problemdir. Gelişmiş ülkelerdeki su arıtma programları çok pahalı, kompleks ve fakir ülkelere uymayacak yapıdadır. Herhangi bir projenin sürdürülebilirliği enerji temini, yakıt, kimyevî madde, değiştirilebilir parçalar ve eğitimli insan gücü gibi kaynakların varlığına bağlıdır. Bunların olmadığı yerlerde de insanların kullanacağı temiz suyun pratik, ucuz ve randımanlı bir şekilde üretilmesi gerekir. Aslında böyle bir sistem bütün yeryüzünde işletilmektedir. Yeryüzündeki sular patojenlerle ne kadar kirlense de, onlarla beslenen yeraltı ve pınar sularında o kirlilikten bir eser görülmez. Çünkü toprak ve içindeki mikroorganizmalar yüzeye yakın katmanlarda onları tutar, parçalar ve yerler. Onlardan arınan su aşağılara temiz olarak süzülür. Böylece, yeraltından, nehir ve pınarlardan tertemiz sular fışkırır.

    Bu tabiî sistemden ilham alan insanlar, kirli nehir ve göl sularından temiz su elde edilebilen bir metodu yüzyıllardan beri kullanmaktadır. Yavaş kum filtresi denen bu sistem, 100–150 santimetre derinliğindeki bir havuzun en altına drenaj (tahliye) boruları, onun üzerine 5 santimetre kadar kalınlıkta çakıl ve onun üzerine de 50–100 santimetre kalınlığında iriliği 0,06–2,00 milimetre arasında değişen ince kum tabakasının yerleştirilmesiyle yapılmıştır. Sisteme üstten verilen su, filtre içinden süzüldükten sonra alttaki drenaj boruları yardımıyla dışarı alınır ve temiz su kaplarında toplanır. Filtre içindeki su saatte 0,1–0,2 metre gibi düşük bir hızla ilerler. Sistemde enerji kullanılmayıp yerçekiminden faydalanılır. Yapımı basit, tesis ve işletim maliyeti düşüktür. Su ihtiyacına göre havuzun büyüklüğü ayarlanabilir. Bu sistem bir kaynaktan alınan ham sudan içme suyu elde etmek için kullanılabildiği gibi, atık su arıtma tesislerinden çıkan suyun daha ileri seviyede arıtılması için de kullanılabilmektedir. Ayrıca bu sistem, damla sulama sistemlerinde tıkanmaya karşı güvenilir su temininde ve sera drenaj sularının yeniden sulama suyu olarak kullanılabilmesi için, bitkilere zararlı virüslerin kontrolünde de kullanılmaya başlanmıştır.
    Yavaş kum filtreleriyle mikrorganizma uzaklaştırma randımanı % 98'lere kadar çıkmaktadır. Bu değer kullanılan kum tanelerinin iriliği ve derinliğine göre değişir. Tane iriliği azaldıkça ve filtre derinliği arttıkça randıman yükselir.

    Biyo-kum filtreleri
    Biyo-kum filtreleri, büyük ölçekli yavaş kum filtrelerinin az bir değişiklikle küçük ölçekli ev tipi filtrelere dönüştürülmüş şeklidir. Bu tip filtreler ilk olarak 20 yıl kadar önce îmâl edilmiştir. Bunlar, bir metre boyunda, 40 santimetre genişliğinde basit ve sağlam bir beton kap yapısındadır. Bu kabın içinde üç ayrı hacim vardır: en alta filtre malzemesi (dren borusu, çakıl ve kum), sonra durgun su (filtreden su akması durduğu zaman kumun üzerinde kalan su) ve en üstte ham su haznesi. Ham su haznesi 20 litre, filtre ortamının derinliği 45 santimetre kadardır. Ayrıca kum tabakası üzerindeki biyo-filmin üstünde su dağıtıcı (akış ayarlayıcı), ince saç veya plâstikten delikli bir plâka bulunur. Bu, biyo-kum filtrelerini diğer yavaş kum filtrelerinden ayıran bir hususiyettir. Sistemde dren borusuna, yüksekliği durgun su üst seviyesinde olacak şekilde bir temiz su çıkış borusu eklenir. Filtrelenen su buradan temiz bir kaba alınır. Su üzerinde beş santimetre su kalınca filtrasyon durur. Böyle bir sistemle saatte 40–60 litre temiz su üretilir.

    Biyo-kum filtrelerinde akış hızı, patojen uzaklaştırma verimi, suyun tat ve görünüşünü iyileştirme oranı yavaş kum filtrelerine göre daha yüksektir. Bu filtrelerde, kum içinden ham su süzülürken askıda katı maddeler toprak partiküllerine çarpar ve onlara yapışır (adsorbe olur). Böylece, bakteri ve askıda katı maddeler kum tabakasının üstünde çok yoğun olarak birikmeye başlar ve orada tedrici olarak bir biyo-film (çamur örtü) meydana gelir. Bir-iki haftayı bulan bu periyotta çeşitli mikroorganizma türleri koloni hâline gelir. Bunlar kendilerine verilen vazife gereği, suda bulunan bakteri ve diğer patojenleri tüketir. Virüsler, Rahmeti Sonsuz'un inayet eseri olarak kum tanelerine tutunur, sonra hücrelerin içine alınır veya filtredeki organizmalar tarafından üretilen antiviral kimyevî maddeler sayesinde inaktif hâle getirilir. Kurt ve solucanlar ise, yine bir rahmet eseri olarak, kum taneleri arasındaki boşluklarda tutularak sudan uzaklaştırılır. Böylece yüksek derecede randımanlı su arıtılması sağlanır.

    Alg, bakteri ve zooplanktonlardan meydana gelen biyo-film tabakasının varlığının sürdürülebilmesi için, üzerinde beş santimetre su olması gerekir. Ayrıca, biyo-film hem bir su ortamına hem de sabit bir oksijen akımına ihtiyaç duyar. Biyo-film tabakası üzerindeki su beş santimetreyi geçerse, bu tabakaya oksijen nüfuz edemez ve boğulma meydana gelir. Su beş santimetrenin altına düştüğünde ise, suyu yayıcı plâkadan akan su biyo-filmi bozar

    Biyo-kum filtreleri ne kadar güvenilirdir ve nasıl temizlenir?
    Biyo-kum filtrelerinin suyu mikroplardan ne kadar arındırdığı konusunda pek çok araştırma yapılmıştır. Bunlara göre, biyo-kum filtresiyle kaynak sudaki fekal (dışkıdaki) koliformların % 93'ü, giardianın % 100'ü, cryptosporidianın % 99.89'u, solucan ve parazitlerin % 100'ü sudan uzaklaştırılmaktadır.

    Biyo-kum filtrelerinin temizlenmesi çok basittir. Filtrasyon hızının azalması, temizlenme ihtiyacı olduğunu gösterir. Ham su çok bulanık olduğu zaman, tıkanma hızlı olur ve biyo-filmin temizlenmesi pratik olmaz. Ancak normal bir bulanıklık durumunda, bulanıklığın derecesine göre filtrenin bir-üç ay kadar aralıklarla temizlenmesi yeterlidir. Temizleme esnasında ham su deposuna yarıya kadar su doldurulur. Düzenleyici plâka çıkarılır. Sonra kum tabakasının üstten bir santimetre derinliğe kadar kısmı parmakla karıştırılır, böylece gözeneklere dökülen materyal, kum üzerindeki suda süspanse hâle gelir. Bu kirli su küçük bir kapla dışarı boşaltılır. İlk akış oranı elde edilene kadar bu karıştırma ve bulanık suyu dışarı boşaltma işlemi tekrarlanır. Temizlemeden sonra, kumun üzeri düzeltilir, düzenleyici plâka yerine yerleştirilir. Filtre artık yeniden kullanılmaya hazırdır.

    Dünyanın çeşitli yerlerinde, bu filtreleri îmâl eden firmalar kurulmuştur. Bunların ürettiği ev tipi beton biyo-kum filtreleri, gelişmekte olan otuzun üzerinde ülkede kullanılmakta olup, sayıları yirmi bini aşmıştır. On yıl kadar kullanılabilen bu filtreler, en fazla elli dolar gibi bir maliyetle tesis edilebilmektedir. Bu da, az bir maliyetle bir ailenin temiz su ihtiyacının karşılanabileceği mânâsına gelmektedir.

    Eğer bazı mikroorganizmalara patojenleri yok etme vazifesi verilmemiş olsaydı ve toprak çok hassas bir filtre vazifesi görmeseydi, sularımız böyle temiz olmayacaktı. Görüyoruz ki, toprak taneleri, solucanlar ve bakteriler yeryüzündeki suları temizlemek için âdeta aralarında iş bölümü yapmışlar ve temizlik memurları gibi vazifelerini aksatmadan yapıyorlar. Demek ki onlar bu işi bilerek yapmıyor, bir Hikmet eli tarafından sevk olunuyorlar.

    Ya aklıyla, şuuruyla, ilmiyle hareket etmesi gereken insan ne yapıyor? Kur'ân-ı Kerîm mealen;"Allah temizlenenleri sever.", Hz. Peygamberimiz (sallallahü aleyhi ve sellem): "Temizlik imanın nurundandır." gibi yüce beyanlarıyla, biz insanları temiz olmaya, temiz yaşamaya davet ediyor. Nasıl Osmanlı bu şuurla bir 'su medeniyeti' kurmuşsa, belki de onun torunları dünyanın ızdıraplı bölgelerine yeni bir su medeniyeti kuracaktır. Buna insanlığın dünyada çok ihtiyacı var, muhtemel ki bunun âhiret kazancı da büyük olacaktır.

    Kaynaklar
    - Visscher, J.T., 1990. Slow Sand Filtration: Design, Operation and Maitenance. J. Am.Wat. Works Assoc., 82 (6), 67-71
    - Yung, K., 2003. Biosand Filtration: Application in the Developing World, Univercity of Waterloo
    - Manz, D. H., 2004. New Horizons for Slow Sand Filtration, Proceedings of the Eleventh Canadian National Conference and Second Policy Forum on Drinking Water ,April 3 – 6, 2004, Calgary, Alberta, pp 682 – 692

    Prof.Dr. Harun AVCI

    Kaynak:sizinti.com.tr
     
    En son bir moderatör tarafından düzenlenmiş: 19 Ekim 2010

Bu Sayfayı Paylaş