Kentsel Atıksu Arıtma Tesislerinde Arıtılmış Suyun Su Ayak İzi ve Yeniden Kullanımı

Abstract

İklim değişikliği, kuraklık, su kıtlığı gibi günümüzün ve geleceğin en önemli çevresel sorunları temiz su kaynaklarının azalmasına neden olmakta ve bu bağlamda arıtılmış atık suların yeniden kullanımını gündeme getirmektedir. Ancak arıtılmış atık suların sahip olduğu kirleticiler, alıcı ortamların fiziksel, kimyasal ve biyolojik özelliklerini olumsuz etkileyebilmektedir. Bu nedenle arıtma tesislerinin çevresel etkilerinin değerlendirilmesi ve ilgili deşarj standartlarına uyumunun belirlenmesi için yol gösterici bir gösterge olan 'su ayak izi' kavramı önem kazanmaktadır. Bu çalışmada, İstanbul ilinde seçilen dört İleri Biyolojik Atıksu Arıtma Tesisi örneğinde, arıtılmış atık suların doğrudan alıcı ortama deşarjı yerine yeniden kullanım potansiyeli incelenmiştir. Arıtılmış suyun miktar ve kalite açısından tarımsal/ rekreasyonel kullanıma uygunluğu değerlendirilmiş, sürdürülebilirlik potansiyeli analiz edilmiştir. Üç farklı senaryoya göre (1- İleri Biyolojik Arıtım, 2- Biyolojik Arıtım, 3- Doğrudan Deşarj) TN, TP, BOI₅ ve KOI parametreleri üzerinden gri su ayak izi hesaplamaları yapılmış, en uygun sonuçlar Senaryo-1'de elde edilmiştir. Çıkış suyunun kalitesi, tarımsal/rekreasyonel sulama uygunluğu açısından Atıksu Arıtma Tesisleri Teknik Usuller Tebliği'ne göre analiz edilmiş; BOI₅, sülfat, bor, klor ve pH açısından I. Sınıf (çok iyi), AKM açısından II.sınıf (iyi), EC, SAR, TÇM ve NO3 açısından III.sınıf (orta) kullanılabilirlikte olduğu tespit edilmiştir. Ancak fekal koliform açısından V.sınıf (düşük) kalitede olması nedeniyle ilave dezenfeksiyon proseslerinin gerekli olduğu sonucuna varılmıştır. Deşarj standartları arasında yapılan karşılaştırmalar neticesinde, en hassas (sıkı) kriterlerden en esnek kriterlere doğru bir sıralama yapıldığında; Su Kirliliği Kontrol Yönetmeliği/Yüzeysel (Yer Üstü) Su Kalitesi Yönetmeliğinin en sıkı düzenlemeleri içerdiği, bunu evsel atık su deşarj standartlarının takip ettiği ve en esnek kriterlerin ise derin deniz deşarj standartlarında olduğu görülmüştür. Arıtılmış atık suyun farklı amaçlarla (tarımsal sulama, peyzaj sulama, sanayi suyu kullanımı vb.) tekrar kullanımının planlanması durumunda, ileri biyolojik arıtım yöntemlerinin (Senaryo-1) tercih edilmesi gerektiği belirlenmiştir. Deşarj standartları açısından da en sıkı düzenlemeleri içeren Su Kirliliği Kontrol Yönetmeliği/Yüzeysel (Yer Üstü) Su Kalitesi Kontrol Yönetmeliği'nin en uygun deşarj kriterini karşıladığı tespit edilmiştir.Climate change, drought, and water scarcity, as some of the most critical environmental challenges of today and the future, have led to a decline in clean water resources and brought the reuse of treated wastewater to the forefront. However, pollutants contained in treated wastewater may adversely affect the physical, chemical, and biological characteristics of receiving environments. Therefore, the concept of the 'water footprint,' which serves as a guiding indicator for assessing the environmental impacts of treatment plants and ensuring compliance with relevant discharge standards, has gained importance. In this study, the reuse potential of treated wastewater, instead of direct discharge into receiving environments, was examined through four selected advanced biological wastewater treatment plants in Istanbul. The suitability of treated water for agricultural and recreational uses was evaluated in terms of both quantity and quality, and its sustainability potential was analyzed. Based on three scenarios (1–Advanced Biological Treatment, 2–Biological Treatment, 3–Direct Discharge), gray water footprint calculations were conducted using TN, TP, BOD₅, and COD parameters, with Scenario 1 yielding the most favorable results. The quality of the effluent was assessed according to the Technical Communiqué on Wastewater Treatment Plants in terms of agricultural and recreational irrigation suitability. The results showed Class I (excellent) quality for BOD₅, sulfate, boron, chloride, and pH; Class II (good) for suspended solids; Class III (moderate) for EC, SAR, TDS, and NO₃; but Class V (poor) for fecal coliform, indicating the necessity of additional disinfection processes. A comparative analysis of discharge standards revealed that, from the strictest to the most lenient, the Water Pollution Control Regulation / Surface Water Quality Regulation sets the tightest requirements, followed by domestic wastewater discharge standards, whereas the most flexible criteria are found in deep-sea discharge standards. The findings demonstrate that, for planned reuse of treated wastewater in various applications (e.g., agricultural irrigation, landscape irrigation, industrial water use), advanced biological treatment methods (Scenario 1) should be prioritized. Furthermore, in terms of discharge standards, the Water Pollution Control Regulation / Surface Water Quality Regulation was identified as the most appropriate framework, as it encompasses the strictest discharge criteria.