Evsel arıtma çamur raksiyonlarında yağ-gres ve lipid maddelerinin anaerobik stabilizasyonda giderim potansiyeli ve susuzlaşmaya etkisinin araştırılması
Yükleniyor...
Dosyalar
Tarih
25.06.2018
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Selçuk Üniversitesi
Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü
Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
In this thesis, anaerobic stabilization of primary (PS) and secondary (SS) sludge fractions in municipal wastewater treatment plants (WWTP) was studied at different loading rates at mesophilic temperature (35 ° C) in laboratory-scale semi-batch anaerobic reactors. The operational performance was monitored with methane production, volatile solids (VS) concentration and removal, alkalinity/volatile fatty acids (VFA), toxicity (H2S) and control strategy and final stabilized sludge quality with oil and grease content and dewaterability. In the present WWTP system, PS and SS are mixed and pumped to the anaerobic digesters at variable volumes. Mixing of sludge fractions leads to problems in the sludge line and biological treatment process. The feasibility, advantages and disadvantages of the separate anaerobic stabilization of PS and SS were investigated. VS loading rates of 0.57-2.05 and 0.27-0.57 kg VS/m3.d were applied for PS and SS, respectively. The methane conversion rate was 150-700 mL/VSadded for PS and 100-990 mL/VSadded for SS. The toxic effects caused by increased loading in PS stabilization were controlled by iron chloride addition. Methane conversion rate increased with increasing loading up to 1.3 kg VS/m3.d for PS, 50-65% VS removal and dewatering decreased. For SS, methane conversion rate increased with increasing loading up to 0.44 kg VS/m3.d, 40-50% VS removal and stabilized dewatering capacity.The optimum loading values for PS and SS in the separate stabilization model were determined as1.1-1.3 and 0.4-0.44 kg VS/m3.d, respectively. Oil and grease content as % of VS for stabilized sludge was 0.30-0.65% and 0.84-1.5% for PS and SS, respectively. In the stabilized sludge samples, N contents were obtained in the range of 56.5-84 and 120-177 mg N/g for PS and SS, respectively. P contents of 12- 20 and 30-56 mg P/g were obtained, respectively. When the results are assessed, it has been determined that separate sludge stabilization will provide benefits such as lower retention time/reactor volume and higher dewatering characteristics for SS.The changes in PS content affected process performance and in the case of high loading rate, hydrolysis rate was exceeded which was observed by the VS accumulation in the reactor, but it was possible to recover methane production by iron chloride addition.
Tez çalıGmasında kentsel atıksu arıtma tesislerinde (AAT) oluGan birincil (BÇ) ve ikincil çamur (GÇ) fraksiyonlarının ayrı anaerobik stabilizasyonu, laboratuvar ölçekli yarı-kesikli anaerobik reaktörlerde mezofilik sıcaklıkta (35 oC) farklı yükleme hızlarında çalıGılmıGtır. Her çamur tipi için uygulanan iGletme koGullarında biyogaz üretimi, uçucu katı madde (UKM) ve giderimi, alkalinite/uçucu yağ asitleri (UYA) dengesi, sülfür (H2S) etkisi ve kontrol stratejisi ile stabilize çıkıG çamurunda yağ-gres miktarı ve susuzlaGma özelliği incelenmiGtir. BÇ ve GÇ fraksiyonlarının karıGımı mevcut AAT sistemi çamur hattı ve ana hat biyolojik arıtım prosesinde problemlere yol açmaktadır. ÇalıGma kapsamında kentsel arıtma çamurlarının 35 oC?de ayrı anaerobik stabilizasyonu modelinin uygulanabilirliği, avantajları ve dezavantajları belirlenmiGtir. BÇ ve GÇ için sırasıyla 0,57-2,05 ve 0,27-0,57 kg UKM/m3.gün aralıklarında yükleme hızları uygulanmıGtır. Metan dönüGüm oranı BÇ ve GÇ için sırasıyla 150-700 ve 100-990 mL/g UKMeklenen aralıklarında gerçekleGmiGtir. BÇ stabilizasyonunda artan yükleme ile oluGan toksik etkiler demir klorür ilavesi ile kontrol edilmeye çalıGılmıGtır. BÇ için 1.3 kg UKM/m3.gün yüklemeye kadar artan yükleme ile metan dönüGüm oranında artıG, UKM gideriminde %50-65 ortalama giderim ve susuzlaGma özelliğinde düGüG, GÇ için 0,44 kg UKM/m3.gün yüklemeye kadar artan yükleme ile metan dönüGüm oranında artıG, UKM gideriminde %40-50 ortalama giderim ve susuzlaGma kabiliyetinde sabitlenme elde edilmiGtir. Her iki çamur fraksiyonu için ayrı stabilizasyon modelinde BÇ ve GÇ için optimum yükleme değerleri sırasıyla 1,1-1,3 ve 0,4-0,44 kg UKM/m3.gün olarak belirlenmiGtir. Stabilize çamurda yağ gres miktarı %UKM olarak; BÇ ve GÇ için sırasıyla % 0,30-0,65 ve % 0,84-1,5 seviyesinde gerçekleGirken çamur susuzlaGmaya etki belirlenmemiGtir. Stabilize çamur numulerinde N içeriği BÇ ve GÇ için sırasıyla 56,5-84 ve 120-177 mg N/g aralığında elde edilmiGtir. P için sırasıyla 12-20 ve 30-56 mg P/g değerleri elde edilmiGtir. Sonuçlar değerlendirildiğinde, ayrı çamur stabilizasyonunun özellikle GÇ için mevcut sisteme göre daha düGük bekletme süresi/reaktör hacmi ve daha yüksek susuzlaGma özelliği gibi faydalar sağlayacağı belirlenmiGtir. BÇ çürütücüsünde artan yükleme hızı sonucunda proses performansı olumsuz etkilenmiGtir, ayrıca yüksek yüklemelerde hidroliz hızının aGıldığı reaktörde UKM akümülasyonu ile gözlenmiGtir fakat demir klorür ilavesi ile metan üretiminin arttırılması mümkün olmuştur.
Tez çalıGmasında kentsel atıksu arıtma tesislerinde (AAT) oluGan birincil (BÇ) ve ikincil çamur (GÇ) fraksiyonlarının ayrı anaerobik stabilizasyonu, laboratuvar ölçekli yarı-kesikli anaerobik reaktörlerde mezofilik sıcaklıkta (35 oC) farklı yükleme hızlarında çalıGılmıGtır. Her çamur tipi için uygulanan iGletme koGullarında biyogaz üretimi, uçucu katı madde (UKM) ve giderimi, alkalinite/uçucu yağ asitleri (UYA) dengesi, sülfür (H2S) etkisi ve kontrol stratejisi ile stabilize çıkıG çamurunda yağ-gres miktarı ve susuzlaGma özelliği incelenmiGtir. BÇ ve GÇ fraksiyonlarının karıGımı mevcut AAT sistemi çamur hattı ve ana hat biyolojik arıtım prosesinde problemlere yol açmaktadır. ÇalıGma kapsamında kentsel arıtma çamurlarının 35 oC?de ayrı anaerobik stabilizasyonu modelinin uygulanabilirliği, avantajları ve dezavantajları belirlenmiGtir. BÇ ve GÇ için sırasıyla 0,57-2,05 ve 0,27-0,57 kg UKM/m3.gün aralıklarında yükleme hızları uygulanmıGtır. Metan dönüGüm oranı BÇ ve GÇ için sırasıyla 150-700 ve 100-990 mL/g UKMeklenen aralıklarında gerçekleGmiGtir. BÇ stabilizasyonunda artan yükleme ile oluGan toksik etkiler demir klorür ilavesi ile kontrol edilmeye çalıGılmıGtır. BÇ için 1.3 kg UKM/m3.gün yüklemeye kadar artan yükleme ile metan dönüGüm oranında artıG, UKM gideriminde %50-65 ortalama giderim ve susuzlaGma özelliğinde düGüG, GÇ için 0,44 kg UKM/m3.gün yüklemeye kadar artan yükleme ile metan dönüGüm oranında artıG, UKM gideriminde %40-50 ortalama giderim ve susuzlaGma kabiliyetinde sabitlenme elde edilmiGtir. Her iki çamur fraksiyonu için ayrı stabilizasyon modelinde BÇ ve GÇ için optimum yükleme değerleri sırasıyla 1,1-1,3 ve 0,4-0,44 kg UKM/m3.gün olarak belirlenmiGtir. Stabilize çamurda yağ gres miktarı %UKM olarak; BÇ ve GÇ için sırasıyla % 0,30-0,65 ve % 0,84-1,5 seviyesinde gerçekleGirken çamur susuzlaGmaya etki belirlenmemiGtir. Stabilize çamur numulerinde N içeriği BÇ ve GÇ için sırasıyla 56,5-84 ve 120-177 mg N/g aralığında elde edilmiGtir. P için sırasıyla 12-20 ve 30-56 mg P/g değerleri elde edilmiGtir. Sonuçlar değerlendirildiğinde, ayrı çamur stabilizasyonunun özellikle GÇ için mevcut sisteme göre daha düGük bekletme süresi/reaktör hacmi ve daha yüksek susuzlaGma özelliği gibi faydalar sağlayacağı belirlenmiGtir. BÇ çürütücüsünde artan yükleme hızı sonucunda proses performansı olumsuz etkilenmiGtir, ayrıca yüksek yüklemelerde hidroliz hızının aGıldığı reaktörde UKM akümülasyonu ile gözlenmiGtir fakat demir klorür ilavesi ile metan üretiminin arttırılması mümkün olmuştur.
Açıklama
Anahtar Kelimeler
Arıtma çamurları, anaerobik
Kaynak
WoS Q Değeri
Scopus Q Değeri
Cilt
Sayı
Künye
Bayhan C. (2018). Evsel arıtma çamur fraksiyonlarında yağ-gres ve lipid maddelerinin anaerobik stabilizasyonda giderim potansiyeli ve susuzlaşmaya etkisinin araştırılması. Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yayımlanmış Yüksek Lisans Tezi, Konya
