Bardenpho prosesi, evsel ve biyolojik olarak arıtılabilir endüstriyel atıksularda organik madde ve azot gideriminin gerçekleştirilmesi amacıyla geliştirilen ileri biyolojik atıksu arıtma yöntemlerinden biridir. Geleneksel aktif çamur sistemlerinin geliştirilmiş bir uygulaması olan bu teknoloji, farklı oksijen koşullarına sahip biyolojik reaktörlerin belirli bir düzen içerisinde çalıştırılması prensibine dayanmaktadır. Bardenpho sistemleri, dört kademeli ve beş kademeli olmak üzere farklı proses konfigürasyonlarında uygulanabilmektedir. Dört kademeli Bardenpho prosesi temel olarak organik madde ve azot giderimini hedeflerken, beş kademeli modifiye Bardenpho prosesi sisteme anaerobik bir bölüm eklenmesiyle biyolojik fosfor giderimini de mümkün hale getirir. Bu özellik sayesinde Bardenpho teknolojisi, özellikle toplam azot ve toplam fosfor konsantrasyonlarının azaltılmasının gerekli olduğu ileri biyolojik arıtma tesislerinde önemli bir alternatif oluşturmaktadır. Evsel atıksu arıtma tesisleri, belediye arıtma sistemleri, organize sanayi bölgeleri ve uygun atıksu karakteristiğine sahip endüstriyel işletmelerde kullanılabilen Bardenpho prosesi, alıcı ortamların korunmasına ve çevresel sürdürülebilirliğin desteklenmesine katkı sağlamaktadır.

Bardenpho prosesinin çalışma prensibi, biyolojik arıtma işlemlerinin anoksik ve aerobik koşullar altında kontrollü şekilde gerçekleştirilmesine dayanmaktadır. Dört kademeli sistemlerde atıksu öncelikle anoksik reaktöre alınır ve burada nitrat içeren geri devir akımıyla denitrifikasyon işleminin gerçekleştirilmesi hedeflenir. Ardından atıksu aerobik reaktöre geçerek havalandırma sistemleri aracılığıyla oksijenle temas ettirilir. Aerobik ortamda faaliyet gösteren mikroorganizmalar, biyolojik olarak parçalanabilir organik maddelerin giderilmesini sağlarken nitrifikasyon bakterileri amonyum azotunu nitrat azotuna dönüştürür. Nitrifikasyon sonucunda oluşan nitratın bir bölümü iç geri devir sistemi aracılığıyla ilk anoksik bölgeye gönderilir. Aerobik reaktörden çıkan su, ikinci anoksik bölgeye geçerek kalan nitratın denitrifikasyon yoluyla azaltılması için ilave bir biyolojik arıtma aşamasından geçirilir. Son aşamada uygulanan yeniden havalandırma işlemi, sudaki azot gazının uzaklaştırılmasına ve çözünmüş oksijen seviyesinin artırılmasına yardımcı olur. Böylece Bardenpho prosesi, birden fazla biyolojik reaksiyonun kontrollü şekilde yürütülmesiyle etkili organik madde ve azot giderimi gerçekleştirmeyi hedefler.

Beş kademeli modifiye Bardenpho prosesi, dört kademeli sistemin başlangıcına anaerobik reaktör eklenmesiyle oluşturulan gelişmiş bir biyolojik arıtma teknolojisidir. Bu sistemde atıksu sırasıyla anaerobik, birinci anoksik, birinci aerobik, ikinci anoksik ve ikinci aerobik bölümlerden geçirilir. Anaerobik aşamada fosfor biriktiren mikroorganizmaların uygun organik karbon kaynaklarını kullanarak fosfor salımı gerçekleştirmesi sağlanır. Sonraki aerobik aşamada ise bu mikroorganizmalar, saldıkları fosfordan daha fazlasını bünyelerine alarak biyolojik fosfor giderimine katkıda bulunur. Birinci anoksik reaktörde iç geri devir akımıyla taşınan nitratın denitrifikasyonu gerçekleştirilirken birinci aerobik reaktörde organik madde giderimi ve nitrifikasyon işlemleri yürütülür. İkinci anoksik reaktör, kalan nitratın azaltılmasını desteklerken son aerobik reaktör, yeniden havalandırma yoluyla arıtma prosesinin tamamlanmasına yardımcı olur. Biyolojik reaktörlerden çıkan karışık sıvı, son çöktürme tankında katı-sıvı ayrımına tabi tutulur. Fosfor içeren fazla aktif çamurun sistemden uzaklaştırılması, biyolojik fosfor gideriminin önemli bir aşamasıdır. Böylece beş kademeli Bardenpho prosesi, organik madde, azot ve fosfor giderimini bütünleşik bir biyolojik arıtma yaklaşımı içerisinde gerçekleştirmeyi amaçlar.

Bardenpho sistemlerinin yüksek arıtma performansı sağlayabilmesi için reaktör hacimlerinin, hidrolik bekletme sürelerinin, çamur yaşının ve geri devir oranlarının atıksuyun özelliklerine uygun şekilde belirlenmesi gerekir. Özellikle biyokimyasal oksijen ihtiyacı (BOİ), kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ), amonyum azotu, toplam azot ve toplam fosfor konsantrasyonları, proses tasarımında dikkate alınması gereken önemli parametrelerdir. Birinci aerobik reaktörden birinci anoksik reaktöre gerçekleştirilen nitrat geri devri, denitrifikasyon verimliliği üzerinde doğrudan etkilidir. İkinci anoksik bölgede yeterli organik karbon kaynağının bulunmaması durumunda ilave karbon dozajlama uygulamaları değerlendirilebilir. Beş kademeli uygulamalarda anaerobik bölgenin nitrat ve çözünmüş oksijen girişinden korunması, biyolojik fosfor giderimi açısından önem taşımaktadır. Bunun yanında sıcaklık, pH, çözünmüş oksijen, aktif çamur konsantrasyonu ve organik yükleme oranlarının uygun aralıklarda tutulması gerekir. Bardenpho teknolojisi, doğru mühendislik tasarımıyla yüksek besin maddesi giderimi gerektiren tesislerde etkili sonuçlar sunabilir. Ancak çok aşamalı reaktör yapısı, geri devir sistemleri ve havalandırma gereksinimleri nedeniyle tesisin alan ihtiyacı, enerji tüketimi ve işletme maliyetlerinin ayrıntılı şekilde değerlendirilmesi önemlidir.

Bardenpho ileri biyolojik arıtma tesislerinde otomasyon, havalandırma kontrolü, aktif çamur geri devri ve proses izleme sistemleri, işletme verimliliğinin sürdürülebilirliği açısından büyük önem taşımaktadır. PLC kontrollü otomasyon panoları, çözünmüş oksijen sensörleri, oksidasyon-indirgeme potansiyeli (ORP) ölçüm cihazları, debimetreler, pH sensörleri ve seviye kontrol ekipmanları sayesinde biyolojik arıtma aşamaları kontrollü şekilde yönetilebilir. Anoksik ve anaerobik reaktörlerde uygun mekanik karıştırıcılar kullanılarak homojen karışım sağlanırken aerobik reaktörlerde blower ve difüzör sistemleriyle gerekli oksijen transferi gerçekleştirilir. Aktif çamur geri devir pompaları ve iç geri devir sistemleri, biyolojik prosesin dengeli şekilde işletilmesini destekler. Son çöktürme tankında biriken çamurun uygun miktarda geri devredilmesi, reaktör içerisindeki mikroorganizma konsantrasyonunun korunmasına yardımcı olur. Fazla aktif çamurun ise kontrollü şekilde sistemden uzaklaştırılması ve uygun çamur yönetimi teknolojileriyle işlenmesi gerekir. Çamur yoğunlaştırma, filtre pres, dekantör ve diğer susuzlaştırma ekipmanları, tesisin kapasitesine ve işletme ihtiyaçlarına göre değerlendirilebilir. Havalandırma enerjisinin optimize edilmesi, geri devir sistemlerinin doğru yönetilmesi ve ekipman bakımının düzenli yapılması, Bardenpho prosesinin uzun vadeli işletme performansının korunmasına katkı sağlar.

Bardenpho prosesi, özellikle azot ve fosfor kaynaklı su kirliliğinin önlenmesi, ötrofikasyon riskinin azaltılması ve doğal su kaynaklarının korunması açısından önemli avantajlar sunan ileri biyolojik arıtma teknolojilerinden biridir. Dört kademeli uygulamalarda organik madde ve azot giderimine odaklanan sistem, beş kademeli modifiye uygulamalarda biyolojik fosfor gideriminin de gerçekleştirilmesine olanak tanır. Arıtılmış suyun kalitesi ve hedeflenen kullanım alanı doğrultusunda filtrasyon, membran teknolojileri, dezenfeksiyon ve diğer ileri arıtma yöntemleri sisteme entegre edilebilir. Böylece gerekli kalite kriterlerinin sağlanması durumunda arıtılmış atıksuların uygun teknik ve endüstriyel kullanım alanlarında geri kazanılması mümkün olabilir. Damlapınar, evsel ve endüstriyel atıksuların karakteristik özelliklerini, günlük atıksu debilerini, organik kirlilik yüklerini, azot ve fosfor konsantrasyonlarını ve hedeflenen çıkış suyu kalitesini dikkate alan ileri biyolojik arıtma çözümleriyle etkin su yönetimini hedeflemektedir. Bardenpho prosesine dayalı biyolojik reaktörlerin, havalandırma sistemlerinin, nitrat ve aktif çamur geri devir ekipmanlarının, son çöktürme ünitelerinin ve otomasyon teknolojilerinin uygun şekilde bir araya getirilmesi sayesinde yüksek verimli, güvenilir, çevreye duyarlı ve uzun ömürlü atıksu arıtma altyapılarının oluşturulması amaçlanmaktadır.