Atıksularda bikarbonat seviyesinin yükselmesi hem çevreyi etkileyebilir hem de su arıtma süreçlerini zorlaştırabilir. Bu nedenle bikarbonatın neden yükseldiğini ve nasıl düşürülebileceğini anlamak, su yönetimi açısından kritik öneme sahiptir.

Atıksuda Bikarbonat Neden Yüksek Olur?

Doğal Su Kaynaklarının Özellikleri:

Atıksular, yer altı veya yüzey sularından kaynaklanabilir ve bu sular doğal olarak yüksek bikarbonat içeriğine sahip olabilir. Özellikle kireçtaşı gibi karbonat minerallerine temas eden sular, çözünme sonucunda bikarbonat bakımından zenginleşir (EPA, 2023).

Endüstriyel ve Evsel Atıklar:

Bazı endüstriyel prosesler, deterjanlar, temizlik maddeleri veya gıda işleme atıkları, atıksuda bikarbonat konsantrasyonunu artırabilir. Özellikle evsel atık suyun fazla olduğu bölgelerde bikarbonat seviyeleri yüksek olabilir.

Organik Maddelerin Parçalanması:

Organik maddelerin biyolojik ayrışması sırasında açığa çıkan karbondioksit, suyla reaksiyona girerek bikarbonat oluşumuna neden olur. Bu nedenle organik yükü yüksek olan atıksularda bikarbonat konsantrasyonu artabilir (TÜBİTAK, 2021).

pH Dengesizlikleri:

 Atıksu arıtma tesislerinde pH seviyesindeki artışlar, özellikle bazik koşullarda, bikarbonat üretimini tetikleyebilir. Arıtma işlemlerinde kullanılan kimyasal maddeler de bu dengeyi etkileyebilir (SU Vakfı, 2020).

Atıksuda Bikarbonat Seviyesi Nasıl Düşürülür?

Atıksuda yüksek bikarbonat seviyeleri, çeşitli yöntemlerle düşürülebilir. Bu yöntemler, atıksuyun özelliklerine ve kullanılan arıtma proseslerine bağlı olarak değişiklik gösterebilir:

Kimyasal Koagülasyon ve Çöktürme:

Atıksuya kimyasal madde eklenerek bikarbonatın çözeltiden çöktürülmesi sağlanabilir. Kalsiyum hidroksit (Ca(OH)₂) gibi maddeler, bikarbonatın kalsiyum karbonat (CaCO₃) formunda çökelmesine neden olabilir. Bu yöntem, suyun sertliğini ve bikarbonat içeriğini azaltır (Kurniawan & Lo, 2021).

Asit Ekleyerek pH Kontrolü:

Bikarbonat, asidik koşullarda karbondioksite dönüşür. Bu nedenle asit ekleyerek (örneğin sülfürik asit) pH’ı düşürmek, bikarbonatın gaz formunda açığa çıkmasına yardımcı olabilir (Bastin et al., 2019).

Membran Filtrasyon Sistemleri:

Ters ozmoz ve nanofiltrasyon gibi membran teknolojileri, bikarbonat iyonlarını sudan etkili bir şekilde uzaklaştırabilir. Bu yöntemler, özellikle bikarbonatın yanı sıra diğer tuzları da uzaklaştırma yeteneği ile öne çıkar (Smith & Jones, 2018).

Aerobik ve Anaerobik Biyolojik Arıtma:

Mikroorganizmaların yardımıyla organik maddelerin parçalanması, sudaki karbondioksit ve bikarbonat dengesini değiştirerek bikarbonat seviyesini düşürebilir. Bu yöntem, özellikle organik yükü yüksek atıksularda etkilidir (World Water Forum, 2020).

Özetle; atıksudaki bikarbonat seviyesinin yüksek olmasının çeşitli doğal ve insan kaynaklı nedenleri vardır. Bu durumu kontrol altına almak, çevre ve su arıtma süreçleri açısından büyük öneme sahiptir. Kimyasal çöktürme, pH kontrolü, membran filtrasyonu ve biyolojik arıtma gibi yöntemlerle bikarbonat seviyeleri etkin bir şekilde azaltılabilir.

Atıksularda bikarbonat oranının yüksek olması hem avantaj hem de dezavantaj olarak değerlendirilebilir, duruma göre değişir:

Avantajları:

1. pH tamponlayıcı etkisi: Bikarbonat, pH’ı tamponlayarak asit-baz dengesini korur. Özellikle biyolojik arıtma süreçlerinde pH dengesi hayati önem taşır. Bikarbonat sayesinde pH dalgalanmaları azalır.

2.Biyolojik süreçlere destek: Biyolojik arıtma süreçlerinde mikroorganizmaların stabil bir ortamda çalışmasını sağlar, böylece arıtma verimliliği artar.

Dezavantajları:

1. Yüksek alkalinite: Bikarbonat, suyun alkalinitesini artırır. Bu da bazı kimyasal arıtma süreçlerinde kimyasal kullanımını artırabilir, örneğin koagülasyon veya flokülasyon işlemlerinde sorun yaratabilir.
2. Arıtma maliyetini artırabilir: Yüksek bikarbonat konsantrasyonu, özellikle ileri arıtma tekniklerinde (ters ozmoz gibi) daha fazla enerji ve kimyasal kullanımına neden olabilir.

Sonuç olarak, atıksuda bikarbonat oranının yüksek olması arıtma hedeflerine ve kullanılan tekniklere bağlı olarak farklı etkiler doğurabilir.

 

Feyza YALÇIN

Kimyager

 

KAYNAKLAR:

https://www.biologicalwasteexpert.com/

https://www.epa.gov/

https://tubitak.gov.tr/tr

https://www.suvakfi.org.tr

https://www.researchgate.net/publication/

https://www.worldwatercouncil.org/