BOİ ve KOİ Parametreleri Nedir Ne Değildir?

BOİ ve KOİ parametreleri, Çevre Mühendisliğinde su kaynaklarının kirlenme derecelerinin belirlenmesi, atıksuların kirletme potansiyellerinin saptanması ve arıtma tesislerinin tasarımı ve işletilmesi gibi konularda temel öneme sahip iki parametredir.

Aşağıda detayları ile anlatılacak olan bu iki parametre temel olarak, su bünyesindeki organik maddelerin, doğal yollarla ya da yüksek sıcaklıkta, çeşitli kimyasallar eşliğinde oksitlenmesi ile tayin edilmektedir.

BOİ, yani Biyokimyasal/Biyolojik Oksijen İhtiyacı; aerobik şartlarda (hava içeren bir su ortamında) organik maddelerin (karbon, hidrojen, oksijen, azot, fosfor ve kükürt içeren kimyasal bileşikler) bakteriler tarafından parçalanıp sindirilebilmeleri için gerekli olan oksijen miktarı olarak tanımlanabilir.

BOİ ifadesi ilk olarak 1800’lü yıllarda İngiltere’deki nehirlerin organik kirliliğini ölçmek için kullanılmıştır. O dönemde BOİ 18,3oC ve 5 gün ile standartlaştırılmıştır. Bu rakamların seçilmesinin sebeplerinden biri ise İngiltere’de akım süresi 5 günden fazla olan nehir olmaması ve yaz aylarında ortalama sıcaklığın 18,3oC olmasıdır. Dolayısıyla standartların belirlenmesinde oksijen ihtiyacı açısından en kötü şartlar dikkate alınmıştır. Sonraları ise standart 20oC ve 5 günlük inkübasyon (mikroorganizma üremesi) periyodu belirlenmiştir. *

Organik maddeler ve mikroorganizmalar üzerinde yapılan araştırmalar sonucunda, 20oC’deki test koşullarında bakterilerin metabolik faaliyetlerinin günlerce devam edebildiği görülmüştür. Bu şartlar altında teorik olarak organik maddelerin tam biyolojik oksidasyonu için sonsuz zaman gereklidir. Fakat pratik amaçlarla reaksiyonun 20 günde tamamlandığı kabul edilmiştir. Ancak, 20 günlük sürenin de uzun olması sebebiyle de bu süre 5 gün ile sınırlandırılarak analiz BOİ5 adını almıştır. Organik maddenin doğal yollarla parçalanması 5 günden fazla sürdüğü için yapılan bu analiz gerçek BOİ değerinin ancak bir kısmını vermektedir. Evsel ve endüstriyel nitelikli atıksular üzerinde yapılan araştırmalarda bu 5 günlük BOİ değerinin, toplam (nihai) BOİ değerinin %70 – 80 kadarı olduğu bulunmuş ve bu sonuç yeterli kabul edilerek, test için 5 günlük bekletme süresi kabul edilmiştir.

KOİ yani Kimyasal Oksijen İhtiyacı; su bünyesindeki organik maddelerin, asidik ortamda, yüksek sıcaklıkta kuvvetli oksitleyici kimyasallar ile oksitlendirilmesi esasına dayanır. Test esnasında karbonlu organik maddeler CO2 ve suya, azotlu organik maddeler ise NH3 (amonyağa) dönüşürler.

KOİ analizinin en önemli avantajı toplam 3 saat içerisinde sonuçlanabilmesidir. Analizin kısa sürmesi sebebi ile birçok durumda BOİ analizi yerine tercih edilmektedir.

KOİ analizi esnasında biyolojik olarak oksitlenemeyen organik maddelerin de oksitlenmesi sebebi ile KOİ parametresi, bazı istisnai durumlar dışında, BOİ parametresinden daima daha yüksektir. Arıtılmamış ham halde bulunan evsel ve endüstriyel nitelikli atıksuların BOİ5 ve KOİ değerleri arasında BOİ5/KOİ = 0,4 – 0,8 şeklinde bir oran mevcuttur. Bu oran evsel atıksular için ortalama 0,5, endüstriyel atıksular için ise 0,65 olarak kabul edilebilir.

KOİ testinde, BOİ testindeki biyokimyasal reaksiyonlar yerine, kimyasal redox (yükseltgenme – indirgenme) reaksiyonlarının gerçekleşmesinden dolayı özellikle arıtma tesisi tasarımları esnasında KOİ parametresi BOİ parametresi ile birlikte değerlendirilmelidir. Örneğin; KOİ değerleri eşit ve 1000 mg/litre olan iki farklı endüstriyel nitelikli atıksu numunesinin birinde, BOİ değeri 100 mg/litre iken, diğer numunede ise BOİ değerinin 700 mg/litre olduğu görülmektedir. Böyle bir durumda yalnızca KOİ değerlerinin eşit olması sebebiyle bu atıksulara benzer arıtma prosesleri uygulanması durumunda, atıksulardan biri rahatça arıtılabilirken diğeri arıtılamayacaktır. Bu sebeple çeşitli mühendislik ve tasarım hatalarının önüne geçilmesi için bu parametrelerin birlikte yorumlanması gerekmektedir.

Kaynaklar:

  1. Prof. Dr. Ahmet GÜNAY: Çevre Mühendisleri için Su Kimyası ve Temel İşlemler
  2. Prof. Dr. Ahmet SAMSUNLU: Çevre Mühendisliği Kimyası
  3. Prof. Dr. İzzet Öztürk, Dr. Hacer TİMUR, Dr. Ufuk KOŞKAN: Atıksu Arıtımının Esasları