Aktif çamur sistemlerinde üretilen çamurun inorganik fraksiyonlarının belirlenmesi
Determination of inorganik fractions for stugge produced in activated sludge systems
- Tez No: 103981
- Danışmanlar: DOÇ. DR. SEVAL SÖZEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2001
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 131
Özet
ÖZET Aerobik biyolojik arıtma sistemlerinde organik karbonun giderimi sırasında çözünmüş oksijen tüketilerek biyokütle oluşur. Biyolojik reaktörün kararlı dengede çalışabilmesi için, oluşan biyokütlenin fazla çamur olarak sistemden atılması gerekir. Biyolojik çamurun arıtılması ve uzaklaştırılması en azından substrat ayrışması kadar önemli ve pahalı bir işlemdir. Bu nedenle sistemde net üretilen çamur miktarının belirlenmesi büyük önem taşımaktadır. Aktif çamur sisteminde toplam çamur miktarı, sistemde üretilen biyokütle ile giriş akınımda yer alan inorganik sabit katıların toplamından oluşmaktadır. Giriş akımındaki inorganik katılar sistem içinde çamur bekletme süresi/hidrolik bekletme süresi oranı ile birikmektedir. Sistemde üretilen biyokütle ise günümüzde kabul gören modeller çerçevesinde aktif biyokütle, inert biyokütle ve giriş akımında mevcut olan inert organik maddenin sistem içindeki birikimi ile oluşmaktadır. Üretilen biyokütlenin bu bileşenleri yaygın olarak UAKM veya KOİ cinsinden verilmektedir. Toplam üretilen çamurun hesaplanabilmesi için bu bileşenlerin inorganik fraksiyonlarının (g AKM/g KOİ, UAKM/AKM) bilinmesi gerekmektedir. Genel olarak uygulamada sistemde üretilen biyokütlenin inorganik fraksiyonunun ihmal edilebilir mertebede olduğu kabul edilerek UAKM miktarı AKM miktarına eşit alınmakta ve giriş akımındaki inorganik katılar da dikkate alınarak toplam çamur miktarı hesaplanmaktadır. Çökelme havuzlarının tasannu katı madde akısı parametresi esas alınarak yapıldığından çökelme havuzuna giren çamur miktarının askıda katı madde bazında belirlenmesi büyük önem taşımaktadır. Son yıllarda yapılan bazı çalışmalarda sistem içerisinde üretilen biyokütle miktarının belirlenmesinde inorganik fraksiyonlar da dikkate alınmaktadır. Ancak bu çerçevede dikkate alman dönüştürme oranlan deneysel veriler olmaktan çok, belirli kabullere dayanılarak elde edilmiş değerlerdir. Bu çalışmada mikrobiyal aktivite sonucunda sistemde üretilen toplam biyokütlenin, her bir bileşeni dikkate alınarak inorganik madde dönüştürme oranlannın deneysel olarak belirlenmesi hedeflenmiştir. Bu amaç doğrultusunda öncelikle kolay aynşabilen organik madde niteliğindeki sentetik atıksularla sonra da evsel atıksularla yapılan deneyler ile, ilgili biyokütle bileşenlerinin inorganik madde dönüştürme faktörleri bulunmuş ve deneysel bulgular modelleme çalışmalan ile desteklenmiştir. Sentetik atıksular ile yürütülen deneysel çalışmalar, sistemde üretilen aktif (Xh) ve inert (Xp) biyokütle toplamının 1.12-1.39 g AKM/g partiküler KOİ aralığında değiştiğini, ortalama olarak 1.22 g AKM/g partiküler KOİ olarak alınabileceğini göstermektedir. Benzer şekilde 0.83-0.97 g UAKM/g partiküler KOİ aralığında değişen birim çamur miktanmn ortalama olarak 0.88 g UAKM/g partiküler KOİ olarak alınabileceği görülmektedir. Bu sonuçlar sistemde üretilen biyokütlenin UAKM/AKM oranının ortalama olarak 0.72 olduğunu ve 0.68-0.75 aralığında değiştiğini vurgulamaktadır. Evsel atıksular ile yapılan deneylerin sonuçlanna xii u. TfRsıtâSfinîi mm IWfWrnfTAfTOfl ¥fuaimbakıldığında ise 1.02-1.12 g AKM/g partiküler KOİ, 0.82-0.88 g UAKM/g partiküler KOİ ve 0.78-0.82 UAKM/AKM aralığında değişen değerler bulunmuştur. Buna göre ortalama oranlar 1.07, 0.85 ve 0.80 olarak verilebilir. Sentetik atıksularla yürütülen deneylerde sisteme ilave edilen tampon çözeltilerden dolayı oluşabilecek kimyasal çökelme nedeniyle, UAKM/AKM oranının evsel atıksulara oranla düşük olması açıklanabilir. Aktif ve inert biyokütle oluşumunun toplamını yansıtan deneysel bulgular, her iki bileşene ait inorganik fraksiyonların belirlenebilmesi amacıyla modellenmiş ve sentetik atıksularda aktif biyokütle için uçucu askıda katı madde oranı 0.85 g UAKM/g partiküler KOİ, inorganik madde fraksiyonu ise 1.15 g AKM/g partiküler KOİ olarak belirlenmiştir. Evsel atıksular için hesaplanan oranlar ise 0.85 g UAKM/g partiküler KOİ ve 1.05 g AKM/g partiküler KOİ şeklindedir. Deneysel çalışma çamur yaşı hem düşük hem de yüksek olan sistemlerle yürütülmüş ve yüksek çamur yaşından dolayı sistemde biriken inert mikrobiyal ürünlerin hem deneysel çalışmalar hem de model çalışmaları sonucunda bulunan oranlan dikkate alınmayacak kadar az etkilediği gözlemlenmiştir. Bunun sonucunda inert biyokütleye ait dönüştürme faktörleri literatürde verilen değerler esas alınarak 0.75 g UAKM/g partiküler KOİ ve 0.75 g AKM/g partiküler KOİ olarak kabul edilmiştir. Aktif biyokütle için bulunan değerler literatürde evsel atıksular için ASM3 modeli (Gujer ve diğ., 1999) çerçevesinde verilen 0.9 g AKM/g partiküler KOİ ve Gujer ve Kayser (1998) tarafından verilen 0.83 g AKM/g partiküler KOİ değerlerinden daha büyüktür. Bu durum literatürde verilen değerler ile hesap yapılması durumunda çamur miktarının olduğundan daha düşük hesaplandığını göstermektedir. xm
Özet (Çeviri)
DETERMINATION OF INORGANIC FRACTIONS FOR SLUDGE PRODUCED IN ACTIVATED SLUDGE SYSTEMS SUMMARY In aerobic biological treatment systems, biomass is produced while organic carbon is removed from the system by utilizing dissolved oxygen. Produced biomass should be discharged regularly as excess sludge for the stable balance of the biological reactor. Treatment and disposal of biological sludge is as important and expensive as substrate removal. For that reason, the quantity of net produced excess sludge should be calculated carefully. Total sludge consists of biological sludge produced during the aeration and fixed solids in the incoming flow. Fixed solids in the influent accumulate in the system by the ratio of sludge detention time / hydraulic detention time. Biomass produced in the system is accepted to have three components due to the kinetic models commonly used. These are active biomass, inert biomass and inert particular organic biomass from incoming flow. All of these components are usually pronounced in form of VSS or COD. For calculating total sludge quantity the inorganic fractions of these components should be determined correctly. But usually, the inorganic fraction of the biomass produced in the system is ignored, so VSS amount is taken equal to the TSS amount and total sludge quantity is calculated by adding the fixed solids to this TSS amount. Determining the sludge quantity in total suspended solids form has very great importance in the modeling of settling tanks. It has great importance that to determine the sludge amount based on suspended solids since the settling tanks are designed according to the parameter of solid material flux. In last years, the inorganic fraction of biomass produced in the system is also used while calculating the total sludge amount. But these coefficients are not experimentally determined values, they are found by doing certain acceptances. In this project, it is objected to define experimentally the inorganic fractions of the biomass components produced in the system. For this object, firstly synthetic then domestic wastewaters were used in the experiments and the results were supported by modeling studies. Experimental studies with synthetic wastewaters show that, the sum of active (Xh) and inert (Xp) biomass produced in the system is varying between 1.12-1.39 g TSS/g particulate COD and the average can be accepted as 1.22 g TSS/g particulate COD. Similarly, it can be seen that the unit sludge amount is varying between 0.83-0.97 g VSS/g particulate COD and the average value can be accepted as 0.88 g VSS/g particulate COD. The results are emphasizing that, the VSS/TSS ratio of the biomass produced in the system is varying between 0.68-0.75 and the average is 0.72. Experimental studies with domestic wastewaters show that, the sum of active (Xh) and inert (Xp) biomass produced in the system is varying between 1.02-1.12 g TSS/g xivparticulate COD and the average can be accepted as 1.07 g TSS/g particulate COD. Similarly, it can be seen that the unit sludge amount is varying between 0.82-0.88 g VSS/g particulate COD and the average value can be accepted as 0.85 g VSS/g particulate COD. The results are emphasizing that, the VSS/TSS ratio of the biomass produced in the system is varying between 0.78-0.82 and the average is 0.80. In synthetic wastewaters the VSS/TSS ratio is smaller than in domestic wastewaters because buffer solutions were added to the system while studying with synthetic wastewaters and because of that chemical precipitation occurs. The experimental data reflecting the sum of active and inert biomass, was modeled in order to determine inorganic fractions of both components and for the active biomass VSS and inorganic matter fractions were found that 0.85 g VSS/g particulate COD and 1.15 g TSS/g particulate COD, respectively for synthetic wastewaters. Same factors were found as 0.85 g VSS/g particulate COD and 1.05 g TSS/g particulate COD for domestic wastewaters. Experimental studies were both made for low and high sludge retention times and it has been seen that there is no important difference between the obtained data. So, conversion factors relating to inert biomass were estimated as 0.75 g VSS/g particulate COD and 0.75 g TSS/g particulate COD according to literature. The values found for active biomass are higher than the value of 0.9 g TSS/g particulate COD given in literature for municipal wastewaters according to ASM 3 (Gujer et. al, 1999) and 0.83 g TSS/g particulate COD given by Gujer and Kayser (1998). This situation shows that, the sludge amount will be lower than the reality when the account is made using the values given by literature. xv
Benzer Tezler
- Kentsel atıksu arıtma tesisi anaerobik çamur çürütücülerinin dinamik proses modelleme yaklaşımı ile analizi
Analysis with dynamic process modeling approach of anaerobic sludge digesters of the urban wastewater treatment plant
KERİM EKİCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAYRETTİN GÜÇLÜ İNSEL
- Dynamic membranes in aerobic membrane bioreactor systems for municipal wastewater treatment
Dinamik membranların kullanıldığı havalı membran biyoreaktör sistemleri ile kentsel atıksu arıtımı
ONUR IŞIK
Doktora
İngilizce
2021
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM DEMİR
DOÇ. DR. HALE ÖZGÜN ERŞAHİN
- Biogas recovery during anaerobic treatment of lignocellulose-rich pollutants with high sulphate content: an investigation via innovative applications
Yüksek sülfat içerikli lignoselüloz bakımından zengin kirleticilerin havasız arıtımı sırasında biyogaz geri kazanımı: yenilikçi uygulamalarla bir araştırma
EDA YARSUR
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÇİĞDEM GÖMEÇ
- Extended exergy accounting (EEA) analysis of Turkish society: Determination of environmental remediation costs
Genişletilmiş ekserji analizi metodunun Türkiye uygulaması: Çevresel etki maliyetlerinin belirlenmesi
CANDENİZ SEÇKİN
Doktora
İngilizce
2013
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET R. BAYÜLKEN
PROF. DR. ENRICO SCIUBBA
- Fabrication of forward osmosis membrane and its application after membrane bioreactor
İleri osmoz membran üretimi ve membran biyoreaktör sonrası uygulanması
SEDA GAZİOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL KOYUNCU