Kocaeli'nde Geri Kazanım Suyunun Sanayide Kullanımı

İsmail Gülsoy, Ünal Bostan,  İlhan Bayram

Kocaeli Büyükşehir Belediyesi

Su ve Kanalizasyon İdaresi Genel Müdürlüğü.

Sanayinin geliştiği bölgelerde, kentleşme ve beraberinde göç ile nüfus artışı olmaktadır. Buna bağlı olarak,  sanayinin ve nüfusun kullandığı içme suyu miktarı aşırı derecede artmaktadır.  Ülkemiz su varlığı sıralamasına göre su zengini bir ülke olmayıp, su azlığı yaşayan bir ülke konumundadır. Atıksu arıtma tesislerinden çıkan arıtılmış atıksudan geri kazanım suyu elde edilerek bunun sanayide kullanılması içme suyu kaynaklarını koruyarak içme suyu üzerindeki baskıyı azaltacaktır. 

Bu çalışmada; ülkemiz sanayi ve nüfusunun önemli bir kısmını barındıran Kocaeli ilinin, Su ve Kanalizasyon İdaresinin (İSU) yeni uygulamaya aldığı “Geri Kazanım Suyu“ sistemi incelenmiştir. 

Anahtar Kelimeler: İçmesuyu, sanayi, atıksu, geri kazanım suyu

 1. Giriş

Nüfus artışı ile sanayileşme kentleşmeyi de beraberinde getirmektedir. Bunun sonucunda kırsal nüfus giderek azalmakta, insanlar kentlere göç etmektedir. Dünya nüfusunun kentlerde yaşayan oranı 1950 yılında % 29,2 iken bu oran 2010 yılında % 51,3 olmuş, 2020 yılında ise bu oranın % 58,3 olacağı tahmin edilmektedir [1].

Bir insanın günde 3-5 litre içme suyuna, 100-400 litre kullanma suyuna ihtiyacı olduğu düşünüldüğünde nüfus artışı, şehirleşme ve yaşam standartlarının yükselmesi içme suyu ve kullanma suyu tüketimini aşırı derecede artırmaktadır.  Yine endüstrinin tipine, büyüklüğüne bağlı olmakla birlikte 1 kg çelik üretimi için 100-200 litre, şeker üretimi için 100 litre ve kağıt üretimi için ise 150-300 litre su kullanıldığı düşünüldüğünde sanayileşme ile de su tüketimi giderek artmaktadır.

 2. Su Potansiyeli

2.1. Dünya’nın Su Potansiyeli

Dünyada yaklaşık 1,4 km³ su mevcut olup bunun %97,5’i okyanuslarda ve denizlerde tuzlu su olarak, %2,5’i ise nehir ve göllerde tatlı su olarak bulunmaktadır. Bu kadar az olan tatlı su kaynaklarının da %90’ının kutuplarda ve yeraltında bulunması sebebiyle insanoğlunun kolaylıkla yararlanabileceği elverişli tatlı su miktarının %0,8 kadarı kullanılabilen tatlı su olarak devamlı bir buharlaşma, yağış ve akış halinde bulunmaktadır [2].

 2.2. Türkiye’nin Su Potansiyeli

Türkiye’nin ortalama yıllık yağış miktarı 643 mm olup, bu değer yılda ortalama 501 milyar m³ su anlamına gelmektedir. Bu suyun buharlaşma, yeraltına sızma, yüzey akışı, yüzey suyu ve çekilebilir su miktarlarından sonra geriye kalan toplam kullanılabilir su miktarı tablo 1’de görüldüğü gibi 112 milyar m³’tür [3].

Tablo 1. Su Kaynakları Potansiyeli

Türkiye, tablo 2’de yer alan su varlığına göre ülke sıralamasında su zengini bir ülke olmayıp, kişi başına düşen yıllık 1.519 m³ su miktarı ile su azlığı yaşayan bir ülke konumundadır[3].

 Tablo 2. Su Varlığına Göre Ülke Sınıflandırılması.

Türkiye’nin, önümüzdeki 25 yıl içinde ihtiyaç duyacağı su miktarının, bugünkü ihtiyacı olan su miktarının üç katı olacağı anlaşılmaktadır. Türkiye’nin büyüyen su ihtiyacını karşılamak için kaynaklar üzerinde kurulan baskı giderek artış göstermektedir. 1995–2002 yılları arasında, yüzey ve yeraltısuyu kaynaklarından çekilen su miktarında % 32,9 oranında bir artış görülmüştür. Aynı yıllar içinde gerçekleştirilen tatlı su çekimlerinin miktarında ise; yüzey suyunun payı % 83,1’den % 84,4’e yükselmiştir. Yeraltı suyunun payı ise % 16,9’dan % 15,5’e düşmüştür [4].

Türkiye İstatistik Kurumu Başkanlığı (TÜİK) 2030 yılı için nüfusumuzun 100 milyon olacağını öngörmüştür. Bu durumda 2030 yılı için kişi başına düşen kullanılabilir su miktarının 1.000 m³ /yıl civarında olacağı söylenebilir. Mevcut büyüme hızı, su tüketim alışkanlıklarının değişmesi gibi faktörlerin etkisi ile su kaynakları üzerine olabilecek baskıları tahmin etmek mümkündür. Ayrıca bütün bu tahminler mevcut kaynakların 25 yıl sonrasına hiç tahrip edilmeden aktarılması durumunda söz konusu olabilecektir. Dolayısıyla Türkiye’nin gelecek nesillerine sağlıklı ve yeterli su bırakabilmesi için kaynakların çok iyi korunup, akılcı kullanılması gerekmektedir[3].

 3. Atıksuların Geri Kazanımı ve Önemi

Klasik olarak atıksu arıtımı, biyolojik olarak parçalanabilir maddelerin, nutrientlerin ve patojenlerin giderilmesiyle kirlilikleri azaltma, halk sağlığını koruma ve çevre koruma üzerine odaklanmıştır [5]. Ancak tüm dünyada olduğu gibi ülkemizde de yaşanan kuraklıklar ile artan nüfus, endüstrileşme, tarımsal uygulamalar ve kentleşmenin getirdiği artan su talebi, arıtılmış atıksuların geri kazanımı ve yeniden kullanılması kavramını gündeme getirmiştir[6].

Arıtılmış atıksuların yeniden kullanımı, 9. Beş Yıllık Kalkınma Planı’nda (2007–2013), Çevrenin Korunması ve Kentsel Altyapının Geliştirilmesi başlığında 469 nolu maddede; “Yeraltı ve yerüstü su kaynaklarının kirlenmeden korunması sağlanacak ve atıksuların arıtıldıktan sonra tarım ve sanayide kullanılması teşvik edilecektir.” şeklinde yer almaktadır   [7].

3.1. Geri Kazanım İçin Atıksu Arıtma Teknolojileri

Atıksuların yeniden kullanılabilir hale getirilmesinde kullanılan arıtma teknolojilerini 3 sınıfta toplayabiliriz [8] .

3.1.2. İkincil Arıtma

Atıksuların geri kazanım planlamalarının üçte birinden fazlası ikincil arıtmaya bağlıdır. Bu şekilde arıtılmış atıksular, pişirilmeden tüketilen ürünlerin yetiştirilmesinde kullanıma uygun değildir. Yeşil alanların sulamasında ve endüstrilerde soğutma suyu olarak kullanılabilmektedir.

3.1.3. Üçüncül Arıtma

Arıtılmış atıksular ile sulama yapılabilmesi için gerekli olan standart değerleri sağlayabilmek için, klasik ikincil arıtmaların filtrasyon ve/veya dezenfeksiyon gibi ilave arıtma işlemlerine ihtiyaç vardır.

3.1.4. Dördüncül Arıtma

Nanofiltrasyon ve ters ozmoz gibi yöntemler deniz suyundan içme suyu elde edilmesi gibi işlemlerin yanı sıra atıksuların da sulama veya endüstrilerde proses suyu olarak kullanıma olanak sağlayan arıtma teknolojileridir.

3.2. Geri Kazanım Suyunun Kullanım Alanları

Arıtılmış atıksuların yeniden kullanılması hem çevre hem de kaynakların ekonomik kullanımı açısından oldukça önemlidir. Arıtılmış atıksuların yeniden kullanım alternatiflerine bakıldığında tarımda, endüstride, su ürünleri yetiştiriciliğinde, yeraltı suyu beslemede ve kentsel amaçlar için kullanımının mümkün olduğu görülmektedir. Geri kazanılmış atıksuların kullanıldığı yerler ve dikkat edilmesi gereken hususlar Tablo 1’de verilmiştir [9].

Tablo 3. Geri Kazanılmış Atıksuların Kullanıldığı Yerler ve Dikkat Edilmesi Gereken Hususlar

Atıksuların geri kazanım uygulamaları dünya üzerinde birçok ülke tarafından uygulanmaktadır. Japonya ve California’da arıtılmış atıksuların kullanım alanları ve miktarları Tablo 2.’de verilmiştir[10].

Tablo 4. Japonya ve California’da Arıtılmış Atıksuların Kullanım Alanları

3.2.1. Geri Kazanım Suyunun Endüstriyel Kullanımı

Bilindiği gibi dünyada su tüketiminde önemli bir bileşen de endüstrilerdir ve ülkeler teknolojik olarak geliştikçe endüstriler için su gereksinimi de artmaktadır [11].  

Soğutma suyu, birçok endüstri için geri kazanılmış suların en yaygın kullanım şeklidir ve tek başına en büyük endüstriyel su ihtiyacını oluşturur [12].   

Arıtılmış suların proses suyu olarak kullanımı durumunda her bir endüstri için ayrı inceleme yapmak gereklidir. Örneğin, elektrik endüstrisi devre kartları ve diğer elektronik parçaların yıkanması için hemen hemen damıtılmış su kalitesi gerektirirken deri endüstrisi düşük kaliteli su kullanabilir [13].

 4. Kocaeli’nde Geri Kazanım Suyu

 4.1. Kocaeli

Ülkemizde endüstri Marmara bölgesinde gelişmiştir. Kocaeli; yaklaşık 2.200 önemli sanayi yatırımı, 13 adet organize sanayi bölgesi, 2 adet serbest bölge ve 3 adet teknopark ile Türkiye imalat sanayinde % 13 pay sahibidir. Ayrıca Kocaeli,  Türkiye İmalat sanayi içerisinde % 27’lik kimya sanayi payı ile ilk sırada yer almaktadır [14]. Endüstrinin gelişmesine bağlı olarak Kocaeli ili yoğun göç almaktadır. Kocaeli’nin nüfusu tablo 1’de görüldüğü gibi 2007 yılında 1.437.926 iken, 7 yılda % 16.5 artarak 2013 yılında 1.676.202 olmuştur. Şehirde yaşayan nüfus oranı 1965 yılında % 41 iken 2013 yılında bu oran % 93 seviyesine çıkmıştır[15].

Kocaeli’nde yıllık yağış ortalaması 831,3 mm, 2013 yılı yağışı ise 600 mm'dir. 2013 yılı yağışlarında şekil 2’de görüldüğü gibi ortalama yağışa göre % 25 azalma gözlenmiştir [16].

Kocaeli 2010-2014 yılı arası kuraklık değerlendirmesine göre, şekil 3’te görüldüğü gibi 2011 yılı ikinci 6 altı aydan itibaren normal değerlerin altına düşmüş olup 2013 sonunda kuraklık değeri normalden uzaklaşmış ve 2014 Ekim ayında normal değere gelmiştir[16].

2013 yılının kurak geçmesi ve özellikle kış mevsiminde kar yağışının olmaması nedeni ile baraj havzasının su beslemesi düşmüştür. Kocaeli’nin içme suyu temin ettiği Yuvacık Barajı kuraklıktan etkilenmiş olup tablo 4’te görüldüğü gibi 2014 yılının Ocak ayında barajın doluluk oranı % 11,5 ile son 6 yılın en düşük seviyesine bulunmaktadır[17].

İSU Genel Müdürlüğü abonelerine kesintisiz su verebilmek için Sapanca Gölünden içme suyu temini yapmıştır. Ayrıca gerekli mercilerden izin alarak mevcutta bulunan 19 kuyuya ek olarak 86 adetyeni derin su kuyusu açılmış ve buralardan elde edilen sular inşa edilen yaklaşık 80 km uzunluğundaki isale hatları ile içme suyu arıtma tesislerine ulaştırılmıştır.  Ayrıca 25 adet içme suyu deposu ve 20 adet içme suyu terfi merkezi de inşa edilerek işletmeye almıştır. Bu süre içerisinde abonelerine kesintisiz su temini yapmıştır.

İSU Genel Müdürlüğü geçen yıl yaşanan kuraklığın ardından,  Kocaeli'nde içme suyu kaynaklarının korunması ve içme suyu üzerindeki baskıyı azaltmak amacı ile atıksu arıtma tesislerinden çıkan arıtılmış atıksudan geri kazanım suyu elde ederek, bu suyu sanayi tesislerinde kullanılabilir hale getirmiştir.

4.2. Geri Kazanım Suyu

Geri kazanım suyu, atıksu arıtma tesislerinde arıtılan atıksuyun şekil 5’te görüldüğü gibi hızlı kum filtresi, ultraviyole ışınları ve klor dezenfeksiyonun içinden geçirilmesi ile elde edilmektedir.  

4.2.1 Hızlı Kum Filtresi

Hızlı kum filtresi, atıksudaki askıda katı maddeleri (AKM) tutmak, sudaki bulanıklığı gidermek ve diğer partikülleri uzaklaştırmak amacı ile kullanılmaktadır. Atıksu, filtre içinde bulunan kum ve çakıl tabakalarından geçerken içindeki bulanıklığa sebep olan partiküller tutularak şekil 6’da görüldüğü gibi AKM değeri en fazla 5 mg/lt’ye kadar bir filtrasyon sağlanmaktadır.

 Geri yıkama ile kirlenen filtrelerin temizlenmesi işlemi yapılır. Blower ve yıkama suyunu sağlayan pompa vasıtası ile kirlenen filtreler hava ve su ile geri yıkama işlemine tabi tutulurlar. Dolan ve kirlenen gözenekler bu işlem ile temizlenerek filtrenin tekrar devreye alınması sağlanır. Filtreleme ile tutulan tortu atıksu arıtma tesisinin girişine gönderilir.

4.2.2. Ultraviyole (U.V.) 

4.2.3. Klor Dozlama
Ultraviyole cihazı, içinde bulunan UV lambanın yaydığı ultraviyole ışını ile sudaki bakteri, virüs, mantar gibi mikroorganizmaların hücre yapılarını bozarak ve onları etkisiz hale getiren etkili bir dezenfeksiyon yöntemidir. Atıksu cihazın içine girerek burada U.V. ışınlarına maruz kalır ve steril olarak çıkmaktadır.  Bu yöntemde ısı ve kimyasal madde kullanılmadığından, dezenfeksiyon sonunda, suyun bileşimde herhangi bir değişiklik meydan gelmez.

Klor dozalama üniteleri şekil 8’de görüldüğü gibi suda mevcut nitrit, demir, mangan gibi oksitlenebilen maddeleri oksitlemek ve bakteri, virüs gibi kirlilikleri ise dezenfekte etmek amacıyla kullanılmaktadır.

Bu süreçten geçerek şekil 9’da görüldüğü gibi elde edilen geri kazanım sanayi tesislerine gönderilmektedir.

İSU Genel Müdürlüğü; ilk etapta 10 bin m³/gün Kullar ve 10 bin m³/gün Plajyolu Atıksu Arıtma Tesisleri’nde geri kazanım suyu üniteleri yaparak elde edilen geri kazanım sularının kullanıcılara ulaştırılması için 14 km hat tesis etmiştir. Ayrıca Körfez Atıksu Arıtma Tesisi’nden de Türkiye’nin en büyük sanayi kuruluşu olan Tüpraş’ın su ihtiyacını karşılamak üzere 45 bin m³/gün kapasiteli geri kazanım tesisi inşaatını tamamlamıştır.

İSU Genel Müdürlüğü tablo 5’te görülen sanayi kuruluşları ile protokol / abonelik sözleşmeleri yapmış olup, proje sayesinde geri kazanım suyu kapasitesini 65 bin m³/gün olarak planlayarak sanayi kuruluşlarının yeraltı ve içme suyu kaynaklarından aldığı su miktarının azaltılmasını hedeflenmektedir.

Tablo 5: Abonelik Yapılan Sanayi Kuruluşları

5. Sonuç

Çevre kirliği, kuraklık gibi nedenlerden dolayı da kullanılabilir su miktarı gün geçtikçe azalmaktadır.  Nüfus artışı, şehirleşme ve sanayileşme ile birlikte dünyamızda az miktarda bulunan içilebilir suya olan ihtiyaç her geçen gün artmaktadır. 

Suya olan ihtiyacın artışına bağlı olarak, geri kazanım suyunun sanayide kullanılmasının sağlayacağı yararlar, aşağıdaki gibi sıralanabilir:

• Sürdürülebilir seçenekli su kaynağı olarak kullanıma olanak sağlar,

• Daha az enerji tüketimine neden olur,

• Yeni su kaynaklarının daha az tüketilmesine neden olur,

• Yüzey sularının atıksu deşarjlarıyla kalitesinin bozulmasını azaltır,

• Temiz, ulaşılabilir ve içilebilir su üzerindeki baskıyı azaltır.

7. Kaynaklar

[1]   Ekonomi ve Strateji Danışmanlık Hizmetleri, http://www.esdh.com.tr/pdf/dunyatoplamkent1950-2025.pdf, Erişim 05.12.2014.

[2]   Samsunlu, A., 2006. Atıksuların Arıtılması, İstanbul Teknik Üniversitesi Çevre Mühendisliği Bölümü, İstanbul, 647.

[3]   Atıksu Arıtımı Eylem Planı (2008-2012) , Çevre ve Orman Bakanlığı Çevre Yönetimi Genel Müdürlüğü.

[4]   Kalkınma Bakanlığı, Planlar ve Programlar 9. Kalkınma Planı, http://www.kalkinma.gov.tr, Erişim: 08.12.2014

[5]   S. Ayaz, S., Atıksuların Yeniden Kullanımı İçin Gerekli Parametreler. Sürdürülebilir Kalkınma İçin Atıksu Yönetimi Eğitimi. TÜBİTAK Marmara Araştırma Merkezi, Kimya ve Çevre Enstitüsü, 2008.           

[6]   Savcı S., Arıtılmış Atıksuların Kentsel Geri Kullanımının Araştırılması, 1. Ulusal Geri Kazanım Kongre ve Sergisi Uşak Üniversitesi Mühendislik Fakültesi 2 – 4 Mayıs 2012 Bozok Üniversitesi, Mühendislik Mimarlık Fakültesi, Biyosistem Mühendisliği Bölümü

[7]   Polat A., Su Kayaklarının Sürdürülebilirliği İçin Arıtılan Atıksuların Yeniden Kullanımı, Cumhuriyet Üniversitesi Müh. Fak. Çevre Müh. Bölümü, Türk Bilimsel Derlemeler Dergisi 6(1): 58-62,2013

[8]   Büyükkamacı, N. ve Onbaşı A. N. 2007. Endüstriyel Atıksuların Yeniden Kullanımının Değerlendirilmesi: Entegre Et Tesisi Atıksuları. 7. Ulusal Çevre Mühendisliği Kongresi, İzmir, 502-510.

[9]   Türkiye Çevre Durumu Raporu,  Çevre ve Şehircilik Bakanlığı,  Çevresel Etki Değerlendirmesi İzin ve Denetim Genel Müdürlüğü, 2011

[10] Özbay İ., Kavaklı M., Türkiye’de ve Diğer Ülkelerde Arıtılmış Atıksuların Geri Kazanım Uygulamalarının İncelenmesi, Çevre Sorunları Sempozyumu Kocaeli, 2008.

[11] İleri, R., Sümer, B., Gezbul, H. ve Şenol, E. 1996. Atık Kağıt İşleme Endüstrisinde Atıksu Miktarının Azaltılması ve Geri Kazanımıyla Çevrenin Korunması. Ekoloji Dergisi, Sayı: 21, 16-22.

[12]  EPA, 2004. Guidelines for Water Reuse, EPA/625/R-04/108, September, U.S. Agency for International Development, Washington, DC, 450.

[13] Büyükkamacı, N. 2009. Su Yönetiminin Etkin Bileşeni: Yeniden Kullanım. İzmir Kent Sorunları Sempozyumu, 363-377.

[14] Kocaeli Sanayi Odası, http://www.kasano.org.tr, Erişim: 10 Aralık 2014.

[15] Türkiye İstatistik Kurumu, www.tuik.gov.tr, Erişim: 10 Aralık 2014.

[16] Meteoroloji Genel Müdürlüğü, www.meto.gov.tr, Erişim 10 Aralık 2014

[17] Kocaeli Büyükşehir Belediyesi Su ve Kanalizasyon İdaresi Faaliyet Raporları, www.isu.gov.tr, Erişim 12 Aralık 2014