Atıksu arıtma tesisleri (WWTP’ler), metan (CH₄) ve azot oksit (N₂O) dahil olmak üzere önemli bir sera gazı (GHG) emisyon kaynağıdır.
Birçok çalışma, tedavi tesislerinden güçlü sera gazı emisyonlarına bakmıştır; Bununla birlikte, amonyağa (NH₃) çok az dikkat edilmiştir.
Atmosferle sonuçlanan amonyak esas olarak gübre uygulamasından sonra topraktan ve hayvan atıklarından gelen azot kayıplarından gelir.
Kanalizasyon arıtma tesislerinden kaynaklanan amonyak emisyonlarının genellikle ihmal edilebilir olduğu varsayılmaktadır, çünkü tedavi tesislerine giren yerli atık su düşük amonyak konsantrasyonuna sahiptir (litre atık su başına 20-50 miligram azot).
Bununla birlikte, tedavi süreci sırasında olanlar bu konsantrasyonu değiştirebilir ve bu tedavi tesisleri potansiyel olarak büyük bir amonyak emisyonu kaynağıdır.
Amonyak gazı ikincil bir sera gazıdır. Doğrudan ısınmaya neden olmaz, ancak 100 yıllık ömrü boyunca karbondioksitten 265 kat daha güçlü bir sera gazı olan başka bir azot bazlı gaz, azot okside dönüştürülebilir.
Atmosferik amonyak, “kuru biriktirme” adı verilen bir işlemde bitkiler veya mahsuller tarafından da emilebilir veya havadaki su damlacıkları (yağış veya sis) tarafından “temizlenebilir” ve partikül madde olarak manzaralara bırakılabilir (PM2.5 ve PM10).
Bu amonyum içeren aerosoller insan sağlığını etkileyebilir (akciğer kanseri ve göz hastalıklarında bilinen bir faktördür) ve asit toprakları oluşturarak, su yollarını kirleterek ve biyolojik çeşitliliği azaltarak ekosistemlere zarar verebilir.
Son olarak, biriken amonyak toprakta dönüştürülebilir ve atmosfere azot oksit olarak yeniden eğitilebilir.
Çamur kurutma tavaları (SDP’ler), özellikle geniş araziye sahip bölgelerde, uygun iklim koşullarında ve bazı gelişmekte olan ülkelerde çamur susuzlaştırma için kullanılan yaygın bir müdahaledir. Popülerlikleri maliyet etkinliği, sadelik ve düşük enerji ihtiyaçlarından kaynaklanmaktadır.
Bazı Avustralya kanalizasyon arıtma tesisleri, artık çamuru deşize etmenin ve tedavi etmenin ana yolu olarak çamur kurutma tavalarını (SDP) kullanır.
Anaerobik sindiricilerden çıkan çamur açık hava SDP’lerine aktarılır. Bu sığ, açık hava tavalarında çamur, geçirimsiz bir tabana yayılır, böylece su öncelikle buharlaşma yoluyla kaybolur.
Serbest sıvı, daha fazla tedavi için tavadan boşaltılır, güneş tarafından kurutulan yarı katı bir malzeme bırakır ve daha kolay depolama, yeniden kullanım veya bertaraf için rüzgar (bu besin açısından zengin “biyosolidler” tarım gibi bazı sektörler tarafından yüksek oranda aranır).
Bu işlem sırasında, çamurdaki azotun bir kısmı amonyağa dönüştürülebilir ve gaz olarak salınabilir.
Bununla birlikte, bu emisyonların zaman içindeki büyüklüğü ve kurutma tavalarının çalışması – çamurun ne sıklıkta karıştırıldığı ve diğer malzemelerin nasıl eklendiği gibi – bu emisyonların belirsiz olduğu.
Bunun nedeni, amonyağın doğru bir şekilde ölçülmesi zordur. Amonyak “yapışkan” dır – oldukça reaktiftir ve herhangi bir yüzeye kolayca emilir ve genellikle konsantrasyon (gaz olarak) toplama ve ölçüm arasında değişecektir.
Emici bir toplayıcı aracılığıyla havayı pompalamak gibi mevcut teknikler emek yoğundur ve uzun süreler boyunca alanda pratik değildir.
Son çalışmamızda, Doğa suyubir çamur kurutma tavasından amonyakları izlemek için kaynağın rüzgârından ve aşağı rüzgarından gaz konsantrasyonları, meteorolojik rüzgar bilgileri ve kaynak ve ekipman konumlarının bir haritasını içeren bir dizi basit ölçümü birleştiren bir mikrometeorolojik teknik geliştirdik.
Bu işbirliği Melbourne Üniversitesi, Queensland Üniversitesi ve Melbourne Water tarafından yönetildi.
Açık yollu Fourier dönüşümlü kızılötesi spektrometresi olarak adlandırılan bir cihaz, tavanın diğer tarafındaki bir reflektöre bir ışın gönderir ve daha sonra geri dönen ışını amonyak, azot oksit, metan, karbon dioksit, karbon monoksit ve su buhrarı dahil olmak üzere bir dizi eser gazı ölçmek için kullanır.
Bu teknik, sahada pratik olmayan pompalar ve ısıtmalı numune girişleri gibi karmaşık kurulumlar gerektirmez.
Bu çalışma, çamur kurutma işlemi sırasında önemli amonyak emisyonları bulmuştur.
Bu önemlidir, çünkü çamur kurutma tavaları maliyet etkinlikleri ve sadelikleri nedeniyle birçok ülkede yaygın olarak kullanılmaktadır.
Tarımsal gübrelerden kaynaklanan amonyak emisyonları kadar yüksek olmasa da, kurutma tavalarında ölçülen amonyak emisyonları, hayvan atığı ve bitki bazlı emisyonlar gibi bilinen diğer amonyak kaynaklarından özellikle daha yüksekti.
Bu, atık su arıtma tesislerinin ve özellikle çamur kurutma tavalarının küresel amonyak emisyonlarına katkısının önemli ve büyük ölçüde göz ardı edilebileceğini düşündürmektedir.
Ekonominin tüm kısımları sadece net sıfır emisyon elde etmekle kalmayıp aynı zamanda insan ve çevre sağlığımızı korumak için çalıştığından, atık su arıtma tesisleri atmosfere amonyak kayıplarını azaltmak için harekete geçmelidir.
Bu eylemler, santrifüj, kayış filtresi presleri ve termal kurutma gibi alternatif çamur susuzlaştırma yaklaşımlarına geçmeyi içerebilir.
Ek olarak, arıtma tesisleri amonyağı çamurdan uzaklaştıran “aerobik tedavi birimleri” kurabilir. Bu birimler ayrıca gelişmiş patojen çıkarma, ağır metal sızıntısı ve mikropolutantların parçalanması gibi ek faydalar da sunar.
Bu alternatifler pahalı olabilir ve kendi çevresel etkileri olabilir, bu nedenle proaktif olarak tüm etkileri anlamak, devam eden operasyonları, karar almayı ve tasarımı destekler.
Bu emisyonların kapsamını anlamak ilk adımdır-bir sonraki, atık su arıtma tesislerinden kaynaklanan amonyak emisyonlarını azaltmak için düşük maliyetli, yenilikçi önlemler geliştirmektir.
