Yüzey Sularına Tuzlu Su Deşarjı

Bu işlem, tuzlu suyun alıcı su kütlesinin suyuyla karışmasını hızlandırarak gerçekleştirilir:

1) yerel gelgit (dalga) bölgesinin karıştırma kapasitesi

2) tuzlu suyu gelgit bölgesinin ötesine boşaltarak ve karıştırmayı iyileştirmek için boşaltma borusunun ucuna difüzörler yerleştirerek

Kıyıya yakın gelgit bölgeleri genellikle yüksek tuzluluk yükünü taşıma ve dağıtma konusunda sınırlı kapasiteye sahiptir. Tuz yükü gelgit bölgesinin taşıma kapasitesini aşarsa, fazla tuzlar birikerek genellikle su ekosisteminin kapasite seviyesinin ötesinde uzun vadeli bir tuzluluk artışına neden olur.

Gelgit bölgelerinin tuzluluk karıştırma/taşıma kapasitesi hidrodinamik modelleme kullanılarak belirlenebilir.

Küçük tuzdan arındırma tesislerinde (≤ 1.000 m³/gün), deşarj genellikle alıcı su kütlesine birkaç yüz metre uzanan açık uçlu bir boru olarak inşa edilir ve tuzlu suyu dağıtmak ve tuzluluğu ortam koşullarına düşürmek için gelgit bölgesinin karıştırma türbülansına güvenir. Çoğu büyük deniz suyu tuzdan arındırma tesisi, tuzlu su deşarjını gelgit bölgesinin ötesine uzatır ve borularını, ağır tuzlu su bulutunun okyanus tabanında birikmesini önleyecek gerekli karıştırmayı sağlamak için difüzörlerle donatır; bu, bölgeye özgü koşulların hidrodinamiğini dikkate alır.

• Potansiyel Çevresel Etkiler

Tuzlu su deşarj sistemi için uygun bir yerin belirlenmesindeki temel sorunlar şunlardır:

• Nesli tehlike altında olan türlerin ve stres altındaki su ekosistemlerinin bulunmadığı bir alan bulun
• Yüksek tuzluluk oranına sahip deşarjın hızlı ve verimli bir şekilde dağılmasını sağlayacak güçlü su altı akıntılarına sahip bir yer bulun
• Tuzlu su deşarj sistemine zarar verebilecek ve karışım modellerini değiştirebilecek gemi trafiğinin olduğu alanlardan kaçının
• İnşaat maliyetlerini en aza indirmek için nispeten sığ sularda ve kıyı şeridine yakın bir deşarj yeri belirleyin

Yüzey sularına tuzlu su deşarjıyla ilgili temel çevresel sorunlar şunlardır:

• Yerel su ekosisteminin tuzluluk toleransı
• Bazı su bileşenlerinin konsantrasyonunun zararlı seviyelere yükselmesi
• Renk bozulması ve düşük oksijen içeriği

Yüzey suyuna tuzlu su deşarjının fizibilite değerlendirmesi aşağıdaki temel konuları içerir:

• Deşarj bulutunun değerlendirilmesi Dağılım ve yeniden dolaşım
• Deşarj toksisitesinin değerlendirilmesi
• Deşarj edilen suyun kalitesinin ilgili düzenleyici kurumlar tarafından belirlenen su kalitesi standartlarını karşılayıp karşılamadığının değerlendirilmesi
• Deşarjın minimum mesafede tasarlanması için yerel su ekosisteminin tuzluluk kapasitesinin değerlendirilmesi

3. Potansiyel SWRO Tuzlu Suyu Arıtma Gereksinimleri

Genellikle, açık okyanus girişlerinden gelen tuzlu su arıtma suyu, deşarjdan önce arıtma gerektirmez. Bunun nedeni, iyon bileşiminin deşarj okyanus alanının iyon bileşimine benzer olması ve bu nedenle genellikle yerel ekosisteme iyon dengesizliği tehdidi oluşturmamasıdır.

Tuzlu su daha sonra bir difüzyon sistemi kullanılarak deşarj edilir veya daha fazla difüzyona gerek kalmadan doğrudan deşarj için güvenli bir tuzluluk seviyesine (genellikle ≤ 40.000 mg/L) kadar kaynak deniz suyu ile karıştırılır.

Ancak, besleme deniz suyunu toplamak için bir kuyu kullanırsak, tuzdan arındırma konsantresi, artan demir konsantrasyonu nedeniyle renk değiştirebilir, düşük oksijen konsantrasyonuna sahip olabilir veya okyanusa deşarj edilmeden önce arıtma gerektiren bileşenler içerebilir.

Kıyı kuyuları ile alüvyal kıyı akiferlerinden toplanan besleme deniz suyu, indirgenmiş formda yüksek seviyelerde demir (Fe) ve manganez (Mn) içerebilir. Ters ozmoz (RO) ön arıtmasında, besleme hava veya oksijene maruz kalmadan tutulur, bu da Fe ve Mn'yi renksiz olan çözünmüş indirgenmiş formda tutar. RO membranları çözünmüş iyonları kolayca reddeder ve bunlar tuzdan arındırma tuzlu suyunda tutulur.

Bu konsantre havaya maruz kaldığında, demir indirgenmiş formdan (tipik olarak demir sülfür, Fe₂S₃) oksitlenmiş forma (demir hidroksit, FeO(OH)) dönüşür. FeO(OH) kırmızı renktedir ve deşarj alanının görsel görünümünü bozabilir. Bu nedenle, besleme suyundaki indirgenmiş formdaki demirin oksitlenmesi ve ön arıtma sisteminde uzaklaştırılması veya tuzlu suyun FeO(OH)'yi uzaklaştırmak için çöktürme yoluyla arıtılması gerekir.

Ayrıca, düşük çözünmüş oksijen (DO) içeren büyük bir tuzlu su deşarjı, oksijen tükenmesine ve yerel su ekosisteminde strese neden olabilir. Böyle bir durumda, tuzlu suyun yeniden havalandırılması gerekir.

4. Yüzey Suyu Deşarj Maliyetleri

Yüzey suyu tuzlu su deşarjının inşaat maliyetleri, aşağıdaki sahaya özgü faktörlere bağlıdır:

• tuzlu su deşarj akış hızı
• kıyıya yakın veya açık deniz deşarjı
• inşaat malzemeleri
• deşarj difüzör sisteminin karmaşıklığı
• tuzlu suyun tuzdan arındırma tesisinden yüzey suyu deşarj çıkışına taşınmasının maliyetleri
• tuzlu su arıtma maliyetleri (gerekirse)
• deşarjın çevresel izlenmesi

Ayrıca, toplam maliyeti etkileyecek olan yer üstü veya yer altı deşarj boru hattının kurulum maliyetlerini de dikkate almalıyız. Olağandışı zemin koşulları, boru hattı sisteminin kurulum maliyetini önemli ölçüde artırabilir. Su altı hendek kazısı genellikle kuru zeminde hendek kazısından 3 ila 5 kat daha pahalıdır. Bu nedenle, deşarj borusu bir hendeğe yerleştirilmek yerine, genellikle okyanus tabanına serilir ve tüm deşarj uzunluğu boyunca her 5 ila 10 metrede bir yerleştirilen beton bloklarla sabitlenir.

Konsantre taşıma maliyetleri, tuzlu su akış hızı ve tuzdan arındırma tesisi ile deşarj noktası arasındaki mesafeyle orantılıdır.

Deşarj borusu yapım maliyetleri, deşarj borusunun boyutu ve difüzör sistemi konfigürasyonu (ki bu 1) tuzlu su hacmi, 2) tuzluluk ve 3) hidrodinamik koşullardan etkilenir) bölgeye özgüdür.

Şekil 1'de, kıyıya yakın okyanus deşarjları için tuzlu su akış hızına bağlı olarak inşaat maliyetlerine ilişkin kaba bir yaklaşım sunulmuştur. Şekil 2, tuzlu suyun arıtma tesisinden deşarj borusu yapısına taşınması, tuzlu su arıtma (gerekirse) veya deşarjın açık denizde izlenmesi maliyetleri dahil edilmeden, HDPE boru hattının ve beton tünel deşarj borularının birim inşaat maliyetini (ABD$/metre cinsinden) göstermektedir. Çevresel izleme maliyetleri, özellikle deşarjın çevresel açıdan hassas bir alanda olması durumunda önemli olabilir.