Karma bir balast suyu arıtım sistemi ve elektrokimyasal teknoloji

Öz

Balast tanklarında taşınan yabancı türler dünya gemi inşa endüstrisinin küresel boyuttaki en önemli çevresel problemlerinden birisidir. Bu problemin çözümüne yönelik olarak son 10-15 yılda birçok çalışma tamamlanmıştır. Bununla birlikte bu çalışmalar, kullanılan yönteme ve balast suyunda yer alan organizmalara bağlı olarak farklı sonuçlar vermektedir. Bu nedenle günümüzde gemi üzerinde balast suyu arıtımı konusunda yapılan çalışmaların çoğu birden fazla yöntemin bir arada kullanıldığı karma sistemler üzerinde yoğunlaşmaktadır. Klor gerek içme suyu dezenfeksiyonunda kullanılan en eski ve en genel yöntem olması, gerekse büyük hacimlerdeki sularda istenmeyen organizmaları gidermede de kullanılabilmesi nedeniyle balast suyu dezenfeksiyonu için önemli bir alternatif oluşturmaktadır. Ancak başta klor olmak üzere, dezenfektanların gemi üzerinde depolanması ve kullanılması gemi ve mürettebat güvenliği açısından riskler içermektedir. Diğer taraftan Cl2 gazı HOCl olmak üzere çeşitli dezenfektanların elektrokimyasal olarak üretimi gün geçtikçe önem kazanmakta ve balast suyu arıtımı için de alternatif haline gelmektedir. Bu çalışma Avrupa Birliği 6. Çerçeve Programı tarafından desteklenen 031529 kontrat numaralı araştırma projesi BaWaPla (Sustainable Ballast Water Management Plant) sonunda hayata geçirilen filtre, UV ve elektrokimyasal teknolojilerin bir arada kullanıldığı karma sistem için elektrokimyasal hücrelerin geliştirilme ve optimizasyon aşamasındaki laboratuvar çalışmalarının bir kısmını içermektedir. 3.5 yıllık Proje süresinin iki yıllık dönemde birbirinden farklı şekilde tasarlanmış 5 elektroliz hücresi farklı çalışma koşullarında test edilmiştir. Laboratuvar çalışmalarının sonuçları dikkate alınarak yeni bir hücre tasarımı gerçekleştirilmiş ve işletim parametreleri belirlenmiştir. Geliştirilen hücreler, Ağustos ve Eylül 2009’da Blyth-İngiltere’de kurulan büyük ölçekli pilot sistemde de kullanılarak test edilmiştir. Gerçekleştirilen testlerde IMO (International Maritime Organization-Uluslararası Denizcilik Örgütü) tarafından imzaya açılan “Gemilerin Balast Suları ve Sedimanının Kontrolü ve Yönetimi” sözleşmesinde yer alan deşarj standartları sağlamıştır. BaWaPla sistemi, IMO onayına hazır durumdadır.

Anahtar Kelimeler

• Balast suyu arıtımı
• elektrokimyasal hücre
• klor üretimi

Kaynakça

1. APHA., (1998). Standard methods for the examination of water and wastewater, 19th Ed., Washington D.C.
2. Aliotta, J. Rogerson, A., Campbell, C.B., Yonge, M., (2003). Ballast water treatment by electro-ionization, Proceedings, 1st International Ballast Water Treatment R&D Symposium, IMO, 61-69, 26-27 March, London.
3. Andruschenko, A., Dukhanin A., Rabotnyov, V., Skanunov, Y., Tishkin, S., (2004). Hydrodynamic transonic treatment and filtration of ship ballast water, Proceedings, 2nd International Ballast Water Treatment R&D Symposium, IMO, 264-270, 21-23 July, London.
4. Bilgin Güney, C. ve Yonsel, F., (2009). Onboard electrochemically generation of disinfectant for ballast water treatment, Proceedings, 13th Congress of International Maritime Association of Mediterranean IMAM 2009, 12-15 Ekim, İstanbul.
5. Bilgin Güney, C. ve Yonsel, F., (2011). Effects of ammonia on electrochemical chlorine generation for ballast water treatment, Proceedings, International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering OMAE 2011, June 19-24, Rotterdam.
6. Carney, K.J., Delany, J., Mesbahi, E., Pazouki, K., Rajarajan, N., Emami, K., (2010). Biological, technical and operational assessment and recommendations for system’s operational optimization, Teknik rapor, D 5.3, BaWaPla Projesi, AB 6. Çerçeve.
7. Dang, K., Yin, P., Sun, P., Xiao, J., Song, Y., (2004). Application study of ballast water treatment by electrolyzing seawater, Proceedings, 2nd International Ballast Water Treatment R&D Symposium, IMO, 21-23 July, 103-110, London.
8. Derek, K.G., Duggan, I.C. and MacIsaac., H.J., (2006). Can sodium hypochlorite reduce the risk of species introductions from diapausing invertebrate eggs in non-ballast ships?, Marine Pollution Bulletin, 52, 689-695.

9. Hesse, K., Casey, M., Zhou, P., Aslan, F., Schmid, A., Leigh, A., Santos, A., (2008). The TREBAWA ballast water project, Proceedings, 2nd International Ballast Water Treatment R&D Symposium, IMO, London, 21-23 July, IMO, 231-242, London.
10. Jorquera, A.M., Valencia, G., Eguchi, M., Katayose, M., Riquelme, C., (2002). Disinfection of seawater for hatchery aquaculture systems using electrolytic water treatment, Aquaculture, 207, 213-224.
11. Kim, E., Shin, K., Kang, J.H., Pak, D., Lee, K.P., Lee, I.S., Rhie, K., (2006). Consideration on the environmental acceptability and biological effectiveness of the electrochemical disinfection system for ballast water management, Proceedings, Oceans Asia Pacific Conference, 16-19 May, Singapore.
12. Kraft, A., Stadelmann, M., Blaschke, M., Kreysig, D., Sandt, B., Schröder, F., Rennau, J., (1999). Electrochemical water disinfection Part 1: Hypochlorite production from very dilute chloride solutions, Journal of Applied Electrochemistry, 29, 861-868
13. Leffler, C.E., Rogerson, A., Paul, W., Germaine, G., Elliot, M., Antonelli, V., Grubs, S., Campbell, C., Beall, G., Salamone, A., (2004). Electrosanitization of ballast water, Proceedings, 2nd International Ballast Water Treatment R&D Symposium, IMO, 21-23 July, 111-120, London.
14. Mackey, T.P., Tagg, R.D., Parsons, G.M., (2000). Technologies for ballast water management, Proceedings, 8th ICMES/SNAME New York Metropolitan Section Symposium, May 22-23, New York.
15. Matousek, R.C., Hill, D.W., Herwig, R.P., Cordell, J.R., Nielsen, B.C., Ferm, N.C., Lawrence, D.C., Perrins, J.C., (2006). Electrolytic sodium hypochlorite system for treatment of ballast water, Journal of Ship Production, 22, 3, 160-171.
16. Röpell, H., Mann, T., (2004). A new modular concept for the treatment of ships ballast water-the Haman project, Proceedings, 2nd International Ballast Water Treatment R&D Symposium, IMO, 21-23 July, 271-273, London.
17. Pazouki, K., Mesbahi, E., Enshaei, H., Leigh, T., Laverty, M., (2010a). The assembly of the full-scale BaWaPla system, Teknik rapor, D 3.2, BaWaPla Projesi, AB 6. Çerçeve.
18. Pazouki, K., Mesbahi, E., Enshaei, H., Leigh, T., Laverty, M., (2010b). BaWaPla system improvement and optimization, Teknik rapor, D 3.5, BaWaPla Projesi, AB 6. Çerçeve.
19. Stocks, D.T., O’Reilly, M., McCracken, W., (2004). Sodium hypochlorite as a ballast water biocide, Proceedings, 2nd International Ballast Water Treatment R&D Symposium, IMO, London, 21-23 July, 137-148, London.
20. Tsolaki, E., Pitta, P., Diamadopoulos, E., (2010). Electrochemical disinfection of simulated balast water using Artemi salina as indicator, Journal of Chemical Engineering, 156, 305-312.
21. Vijayaraghavan, K., Ramanujam, T.K., Balasubramanian, N., (1999). In situ hypochlorous acid generation for the treatment of syntan wastewater, Waste Management, 19,319-323.
22. Wright, D.A., Dawson, R., (2004). Some shipboard trials of ballast water treatment systems in the United States, Proceedings, 2nd International Ballast Water Treatment R&D Symposium, IMO, 21-23 July, 243-257, London.
23. Zhang, S., Yang, C.D., Gong, W., Wang, Q., Xiao, J., Zhang, H., Wang, Q., (2004). Effects of the chlorination treatment for ballast water, Proceedings, 2nd International Ballast Water Treatment R&D Symposium, IMO, 21-23 July, 148-157, London.