Geotüp Susuzlaştırma | 1

Geotüp Susuzlaştırma

Nüfusun çoğalması ve sanayileşmenin artması ile birçok farklı atık çeşidi oluşmuştur. Atık çeşitliliğinin ve miktarının fazla olması beraberinde bu atıkların susuzlaştırılması, depolanması ve bertaraf edilmesi problemlerini ortaya çıkarmıştır [1]. Bu problemlerden atıkların susuzlaştırılması üzerine birçok araştırma yapılmış ve önemli ilerlemeler kaydedilmiştir.

Susuzlaştırma, yüksek su muhtevasına sahip atıkların dane ve suyunun birbirinden ayrılmasıdır. Dane ve suyun birbirinden ayrılmasında dekantör, presleme ve filtreleme yöntemleri kullanılmaktadır. Filtreleme yöntemi günümüzde kullanılan en yaygın yöntemdir ve geotekstil filtreler kullanılarak yapılan geotüp susuzlaştırıcılar ile gerçekleştirilmektedir. Geotüp susuzlaştırıcılar ile yapılan susuzlaştırma işlemlerinde üç önemli kriter vardır. Bu kriterler; çamur içindeki katının tutulması, permeabilite ve uzun süre boyunca geotekstil açıklığının tıkanmamasıdır [2]. Burada verilen kriterler susuzlaştırma veriminde oldukça önemli ve birbirlerini etkileyen parametrelerdir.

Geotüp Susuzlaştırıcılar

Filtreleme esasına dayanarak üretilen geotüp susuzlaştırıcılar, geotekstil filtreler kullanılarak imal edilirler. Geotüpler, kullanılan atık türüne ve atık içindeki ince dane oranına göre farklı özellikte ve farklı açıklıklarda geotekstiller kullanılarak, farklı boyutlarda üretilirler.

Esnek tabaka şeklindeki geçirimli, polimerik tekstil ürünü olan geotekstil filtreler geçmişte ilk olarak erozyon kontrolü ve zemin filtreleme uygulamalarında kullanılmıştır [3]. Günümüzde kullanımı yaygınlaşan geotekstil filtreler, susuzlaştırma ve katıyı tutma amaçları içinde kullanılmaktadır. Geotekstil filtreler ham madde çeşidine göre polipropilen, polyester, poliamid ve polietilenden oluşurken, yapım tekniğine göre örgülü ve örgüsüz olarak üretilmektedir [4]. Çeşitli geotekstil filtre örnekleri Şekil 1 de gösterilmiştir.

Şekil 1. Geotüp susuzlaştırmada kullanılan geotekstil çeşitleri

Geotüpler kullanılan deneysel çalışmaya ve yerinde uygulamaya göre iki farklı şekilde olabilirler. Şekil 2 de gösterilen geotüp deneysel çalışmalarda tek yönlü susuzlaştırma yapılarak akış hızı, akış süresi gibi parametrelerin bulunmasında kullanılmaktadır.

Şekil 2. Cam geotüp susuzlaştırıcı

Şekil 3 de verilen geotüp ise geotekstil filtrelerin birleşmesi ile oluşturulmuştur ve susuzlaştırma yapılacak alanlarda kullanılmaktadır.

Şekil 3. Geotüp susuzlaştırma (Geotekstil ile imal edilmiş)

Susuzlaştırma Aşamaları

Geotüp susuzlaştırma aşamaları; dolum, suyun uzaklaştırılması ve konsolidasyon olmak üzere üç temel süreçte gerçekleşmektedir. Geotüp susuzlaştırma aşamaları Şekil 4 de gösterilmiştir.

geotüp susuzlaştırma
Şekil 4. Geotube susuzlaştırma aşamaları

1. Dolum Aşaması: Belli bir çaptan büyük daneleri tutma özelliğine sahip geotüpler, dolum aşamasında yüksek su muhtevasına sahip dipsel çamur, sanayi yan ürünü ve kirletilmiş zemin gibi atıklarla doldurulur.

2. Suyun Uzaklaştırılması: Bu aşamada atık içinde bulunan fazla suyun büyük bir kısmı dışarı atılır. Fazla suyun dışarı daha kolay ve daha hızlı bir şekilde atılması için atık içine çeşitli kimyasal katkılar eklenir. Koerner tarafından (2006) gerçekleştirilen orta ölçekli torba deneylerinde (hanging bag test) katyonik polimerler kullanılarak siltli kil bir malzeme susuzlaştırılarak, optimum dozajda susuzlaştırma süresinin 120 dakikadan 40 dakikaya gerilediği belirlenmiştir [5].

3. Konsolidasyon aşaması: Susuzlaştırmanın son aşaması olan konsolidasyon aşamasında geotüp içindeki su dışarı çıkmış ve malzemenin yoğunluğu artmış olur. Bu aşamada malzeme içindeki suyun geri kalan kısmı zamanla kurur ve malzemenin katılığı artmaya devam eder. Geotüp içinde kalan malzeme kullanım amacına göre geotekstiller açılarak istenilen yere taşınabilir.

Susuzlaştırma Verimi

Geotüp susuzlaştırmada permeabilite, katının tutulması ve susuzlaştırma boyunca geotekstillerin tıkanmaması durumlarına dikkat edilerek susuzlaştırma verimi maksimum olarak elde edilebilir. Susuzlaştırmadaki temel prensip geotüp içinde katıyı maksimum düzeyde tutarak, çamurdaki suyun büyük bir kısmını dışarı çıkartmaktır. Bu temel prensip neticesinde Moo-Young ve diğ. (2002) tarafından maksimum oranda katıyı tutmaya dayanan filtrasyon verimliliği (FE) ve çamurdaki suyun büyük bir kısmının dışarı çıkması susuzlaştırma verimliliği (DE) için Şekil 5 de verilen denklemler önerilmiş ve bu değerler arasında (maksimum verimlilik için) denge olması gerektiği açıklanmıştır.

Şekil 5. Geotube susuzlaştırma verimi

FE ve DE değerlerinin dışında susuzlaştırma verimine geotekstil açıklığı, çamur içindeki ince dane oranı ve su muhtevası değerleri de büyük oranda etki etmektedir [6]. Muthukumaran ve Ilamparuthi (2006) tarafından farklı malzeme ve farklı açıklıktaki geotekstilller kullanılarak yapılan laboratuvar çalışmalarında elde edilen sonuçlar aşağıda sıralanmıştır:

  • Farklı açıklıklarda geotekstil filtreler kullanılarak incelenen iki çamur (uçucu kül ve liman çökeli) içinde geotekstil açıklığının artması akış hızını arttırmış ve değişim süresini azaltmıştır. Burada değişim süresi ifadesi çamur içindeki su akış hızının sabit olmaya başladığı zamana kadar geçen süreyi ifade etmektedir.
  • Çamur içindeki su muhtevası değeri arttıkça tüm geotekstil açıklıkları için DE değeri artmış, fakat FE değeri geotekstil açıklığının 0.425mm’den büyük olması durumu dışında su muhtevası değişiminden etkilenmemiştir.
  • Çamur içindeki ince dane oranının artması sonucunda kritik su muhtevası değerinin arttığı görülmüştür. Kritik su muhtevası değeri susuzlaştırmadaki maksimum verimin elde edildiği su muhtevası değeridir.

Geotüp susuzlaştırma verimi üzerine etken olan bir diğer parametre permeabilitedir. Permeabilite çamur içindeki suyun geotekstil gözeneklerinden dışarı çıkmasıdır. Geotekstlillerdeki gözenekler belirli bir süre sonra ince daneler tarafından tıkanmakta ve su akış hızını ve geçirimliliği düşürmektedir. Bu durum susuzlaştırma veriminin azalmasına sebep olmaktadır [7].

Geotekstil filtreleme esasına dayanan geotüp susuzlaştırma temellerine değindiğim yazımı okuduğunuz için teşekkür ederim. Bir sonraki yazım geotüp susuzlaştırmada kullanılan katkı maddelerinde görüşmek dileklerimle..

Sevgiyle Kalın 🙂

Kaynaklar:

  • Şengül, E., “Tarama Çamurlarının Anyonik Katkılar Kullanılarak Geotekstil Tüpler İle Susuzlaştırılması”, Yüksek Lisans Tezi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Y.T.Ü., 2006.
  • Moo-Young, H.K., Gaffney, D.A. ve Mo, X., “Testing procedures to assess the viability of dewatering with geotextile tubes”, Geotextiles and Geomembranes, 20,289-303, 2002.
  • Lawson, C.R., “Geotextile containment for hydraulic and environmental engineering”, Geosynthetics International, 6,15,384-427, 2008.
  • Koerner, R.M., Koerner, G.R., “Lessons learned from geotextile filter failures under challenging field conditions”, Geotextiles and Geomembranes, 43,272-281, 2015.
  • Koerner, G.R. ve Koerner, R.M., “Geotextile tube assessment using a hanging bag test”, Geotextiles and Geomembranes, 24,129-137, 2006.
  • Muthukumaran, A.E.ve Ilamparuthi, K., “Laboratory studies on geotextile filters as used in geotextile tube dewatering”, Geotextiles and Geomembranes, 24,210-219, 2006.
  • Faure,Y.H., Baudoin, A., Pierson, P., ve diğ., “A contribution for predicting geotextile clogging during filtration of suspended solids”, Geotextiles and Geomembranes, 24,11-20, 2006.

One Comment

Add a Comment

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir