Hızlı nüfus artışı ve sanayileşme sonucunda oluşan atık sular tabiatın özümleyebileceği
miktarı aşmış ve alıcı ortamları kirlenme tehlikesi ile karşı karşıya bırakmıştır. Doğadaki
ekolojik dengeyi olumsuz yönde etkileyebilecek ve diğer faydalı kullanımlarını
engelleyecek bu durumun önüne geçebilmek için atıksuları uzaklaştırmadan önce arıtma
zorunluluğu doğmuştur. Atıksuların nitelikleri kaynaklarına bağlı olarak önemli farklılıklar
gösterir ve bu farklılıklara göre arıtma yöntemleri de değişir. Atıksuların genellikle
%99’undan daha yüksek bir kısmı su ve yalnız geri kalan kısmı kirletici maddelerden
oluşmaktadır. Kirleticiler suyun içinde çözünmüş halde bulunabilecekleri gibi, katı madde
olarak askıda da bulunabilirler. Bu maddelerin özelliklerine göre uzaklaştırılmaları için
kullanılabilecek arıtma yöntemi de değişir. Örnek olarak organik kirleticilerin
uzaklaştırılması için en etkin yöntemin “biyolojik arıtma” olduğu söylenebilir. Biyolojik
arıtma atıksuyun içinde bulunan askıda veya çözünmüş organik maddelerin bakterilerce
parçalanması ve çökebilen biyolojik floklarla sıvının içinde kalan veya gaz olarak
atmosfere kaçan sabit inorganik bileşiklere dönüşmesidir. Biyolojik arıtmanın esası organik
kirleticilerin doğada yok edilmeleri için yer alan biyoflokülasyon ve mineralizasyon
proseslerinin kontrolü ile çevrede ve optimum şartlarda tekrarlanmasıdır. Böylece doğadaki
reaksiyonların hızlandırılarak daha kısa bir sürede, emniyetli ortamda gerçekleştirilmeleri
sağlanmaktadır.
Biyolojik arıtma sistemleri değişik şekillerde sınıflandırılabilirler. Ortamda oksijen
varlığına göre havalı (aerobik) ve havasız (anaerobik) olarak sınıflandırılan bu sistemler
kullanılan mikroorganizmaların sistemdeki durumuna göre askıda ve sabit film (biyofilm)
prosesleri olarak da sınıflandırılabilirler.
5.1 Biyolojik Arıtma Sistemleri
Atıksu arıtımında biyolojik arıtımın fonksiyonu ve mikroorganizmaların rolü bu bölümde
verilecektir.
5.1.1 Biyolojik Arıtmanın Amacı
Biyolojik arıtmanın amacı, atıksudaki çökelmeyen kolloidal katıları pıhtılaştırarak
gidermek ve organik maddeleri kararlı hale getirmektir. Evsel atıksu arıtımında organik
madde içeriğinin yanı sıra azot ve fosfor gibi besi maddeleri de biyolojik arıtımda giderilir.
Çoğu kez durumda toksik olabilecek eser (iz) miktardaki organik maddeleri gidermek de
önemlidir. Tarım alanlarından geri dönen sularda önemli olan azot ve fosforun arıtılması
kritik önem taşır. Endüstriyel atıksular için, organik ve inorganik bileşiklerin arıtımı
önemlidir. Bu bileşiklerden çoğu mikroorganizmalar üzerinde toksik etki yaptıkları için
genellikle özel zaman ön arıtma gerekebilir.
5.1.2 Biyolojik Arıtmada Mikroorganizmaların Rolü
BOI’nin giderimi, çökmeyen kolloidal katıların pıhtılaştırılması ve organik
maddelerin kararlı hale gelmesi, başta bakteriler olmak üzere çeşitli mikroorganizmalar
tarafından gerçekleştirilir. Mikroorganizmalar, kolloidal ve çözünmüş karbonlu organik
maddeleri çeşitli gazlara ve yeni hücrelere dönüştürerek kullanırlar. Hücre dokusunun
özgül ağırlığı sudan daha fazla olduğundan arıtılmış sudan çökerek ayrılır.