Adsorptive biological treatment of pretreated landfill leachate by fed-batch operation
Ön arıtılmış sızıntı suyunun yarı sürekli işletmeyle adsorban ilaveli biyolojik arıtımı
- Tez No: 136784
- Danışmanlar: PROF. DR. FİKRET KARGI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2003
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Çevre Bilimleri ve Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 187
Özet
VI ÖZET Yüksek miktarlarda KOI, amonyum azotu ve toksik madde varlığından dolayı, deponi alanları sızıntı suyunun biyolojik arıtımı önemli zorluklar arzeder ve düşük giderme verimi ile gerçekleşir. Sızıntı suyunun biyolojik olarak antılabilirliliğini arttırmak için ön antım olarak koagülasyon-flokülasyon ve pH=12 de amonyumun havalandırma ile giderimi uygulanmıştır- Koagülasyon-flokülasyon yöntemiyle KOI ve amonyum giderimini sağlamak için farklı dozlarda Aİ2(S04)3, FeCfe ve kireç (CaO)' den oluşan 3 kimyasal kogülant kullanılmıştır. Bu üç koagülantm KOI giderim verimleri düşük dozlarda karşılaşünlabilir (0.5 - 1 g/L). Yüksek miktarda kullanılan koagülantın daha fazla çamur oluşturması ve koagülantiann yüksek fiyatları düşünüldüğünde, 1 g/L gibi düşük koagulant dozları tercih edilmiştir. Bu üç koagülantm 1 g/L derişiminde KOI giderme verimleri yaklaşık olarak %45 olarak bulunmuştur. 1 g/L kireç dozu ve pH=12' de uygulanan koagülasyondan sonra üst sıvıdaki aşın amonyumu gidermek için farklı pIT larda havalandırma uygıüannnştır. pH=12' de 45 dakika sonrasında havalandırmayla amonyum konsantrasyonu 1200 mg/L' den yaklaşık 700 mg/L' ye düşürülmüştür. Ön arıtılmış sızmtı suyu havalandırma tankmda yan sürekli (fed-batch) işletmeyle aerobik biyolojik arıtıma tabii tutulmuştur. Giriş suyundaki KOI derişimi ve debisinin KOI ve amonyum iyonlarının giderimleri üzerine etkisi araştırılmıştır. Girişteki 7000 mg KOI/L ve 0.21 L/sa debide yaklaşık olarak %76 KOI ve %23VII NH4-N giderim verimlerine ulaşılmıştır. KOI giderim verimleri KOI yükleme oranlarının artmasıyla azalmıştır. KOI giderimi için bir kinetik model geliştirilmiş ve deneysel veriler kullanılarak kinetik sabitler bulunmuştur. KOI ve amonyum azotu giderimlerini arttırmak için ön arıtılmış sızıntı suyuna yan sürekli (fed-batch) işletilen bir havalandırma tankında zeolît ve aktif karbon ilavesiyle adsorpsiyonlu biyolojik arıtım uygulanmıştır. Adsorban konsantrasyonları 0-5 g/L arasında değiştirilmiştir. KOI ve amonyum giderimleri adsorban konsantrasyonu artmasıyla birlikte artmıştır. PAC eklenmesiyle elde edilen KOI giderimleri zeolit eklenmesiyle elde edilenlerden daha yüksek çıkmıştır. Buna rağmen zeolit, sızıntı suyunda amonyum-N giderimleri açısından PAC tan daha iyi sonuç vermiştir. 2 g/L' nin üzerindeki zeolit ve PAC ilavelerinde yaklaşık olarak sırasıyla %87 ve %77 KOI giderim verimlerine ulaşılmıştır. Yan sürekli işletmede 30 saatin sonunda 5g/L PAC ve zeolit konsantrasyonlarında amonyum azotu giderim verimleri sırasıyla %30 ve %40 olarak bulunmuştur. PAC ve zeolit konsantrasyonlarımı bir fonksiyonu olarak, biyolojik antımm üzerine adsorpsîyon etkilerini belirlemek amacıyla empirik bir eşitlik geliştirilmiştir. Çıkıştaki KOI ve amonyum konsantrasyonlarım azaltmak için, ön arıtılmış sızmtı suyunun yan sürekli biyolojik arıtımı ardışık olarak farklı operasyon zamanlarında (30 sa, 3x10 sa, 5x6 sa) PAC varlığında ve yokluğunda uygulanmıştır. Ardışık yan sürekli işletmede işletme zamanı 6 saat olarak beş defa tekrarlandığında, 30 saatlik tek işletmeye gore daha yüksek KOI giderimleri sağlanmıştır. Ardışık yan sürekli işletmede (PAC=2 g/L) işletme zamanı 6 saat olarak beş defa tekrarlandığında.vm toplam 30 saatlik peryodun sonunda çıkış KOI and NH4-N konsantrasyonları 365 mg/L ve 360 mg/L olarak bulunmuştur. Sistemin uzun zamanda performansım görmek için ardışık yan sürekli işletmede (PAC=2 g/L) işletme zamanı 30 saat olarak 3 kez tekrarlanmıştır. Toplam 90 saatlik sürenin sonunda çıkış KOI and NH4- N konsantrasyonları 285 mg/L ve 224 mg/L olarak bulunmuştur. Bu değerler 5x6 saatlik işletmede elde edilenlerden daha düşüktür. Ardışık yan sürekli işletmede işletme süresi artığında çıkış suyu kalitesi de yükselmektedir. PAC ilaveli biyolojik arıtımda giriş suyundaki N/KOI oranının KOI ve amonyum giderme verimlerine etkisi araştırılmıştır. Lnh4-n/Lkoi oranının artmasıyla, KOI giderim verimleri artmış ve çıkış konsantrasyonlan azalmıştır. Daha yüksek KOI giderim verimlerini sağlamak için optimum Lnim-n/Lkoi oram olan 0.05-0.08 arasında %85 COD ve %44 NH4-N giderim verimlerine ulaşılmışta. Lnh4-n/Lkoi oram 0.03 olduğunda, KOI giderim verimi %78' e düşmektedir. Çıkış suyu KOI derişimlerini kabul edilebilir seviyeye düşürmek için ileri antım olarak kimyasal oksidasyon kullanılmıştır. Bu amaçla biyolojik arıtımdan sonra toplanan sızıntı suyu üç değişik oksidant laıllanılarak (H2O2, Fenton's oksidant, NaOCİ) kimyasal oksidasyona tabii tutulmuştur. Fenton oksidasyon deneylerinde 150/250 mg/L H202/FeS04 oranında %68 giderim verimi, 95 mg/L çıkış KOI ve 2 mg/L NH4-N derişimi ile H2O2 ve NaOCİ deneylerinden daha iyi sonuçlar elde.edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Ill ABSTRACT Early biological treatment studies with the raw leachate did not yield high COD and nitrogen removals. In order to improve biological treatability,, the landfill leachate was subjected to pretreatment by chemical coagulation-floccularion followed by air stripping of ammonia at pH =12. Three different chemical coagulants, alum (Aİ2(S04)3 ), FeCİ3 and lime (CaO) were used in different concentrations tor COD and nitrogen removal by cwagulation-flocculation- COD concentrations of the three coagulants at low doses (0.5-1.0 g/L) were comparable. Considering the problems associated with the use of high coagulant doses such as more sludge formation and high cost of coagulation, low doses of coagulants such as 1 g/L were preferred. Percent COD removals for the three coagulants at the dose of 1 g/L were almost the same as 45%. Supernatant solution after coagulation with lg/L lime at pH =12 was subjected to air stripping at different pH levels to remove excess ammonia from the leachate. Ammonium concentration was reduced to nearly 700 mg/L from 1200 mg/L after 45 minutes of air stripping at pH=12. The pretreated leachate was subjected to aerobic biological treatment in an aeration tank by fed-batch operation. The effects of the feed wastewater COD content and flow rate on COD and ammonium ions removal were investigated. Nearly 76% COD and 23% NH*-N removals were obtained with a flow rate of 0.21IV L/h and the feed COD content of 7,000 mgCOD/L. COD removal efficiency decreased with increasing COD loading rates. A kinetic model for COD removal was developed and the kinetic constants were determined by using the experimental data. In order to improve the extent of COD and ammonium nitrogen removals, pretreated leachate was subjected to adsorbent supplemented biological treatment in an aeration tank operated in fed-batch mode by using powdered zeolite (PZ) and powdered activated carbon (PAC) as adsorbents. Adsorbent concentrations were varied between 0 g/L and 5 g/L. Percent COD and ammonium-N removals increased with increasing adsorbent concentrations. COD removals with PAC addition were significantly higher than those obtained with zeolite. However, zeolite performed better than the PAC in ammonium-N removal from the leachate. Nearly 87% and 77% COD removals were achieved with PAC and zeolite concentrations above 2 g/L, respectively. Ammonium-N removals were 30% and 40% with PAC and zeolite concentrations of 5 g/L, respectively at the end of 30 hours of fed-batch operation. An empirical equation was developed to describe the contribution of adsorption over biological treatment as a function of PAC and zeolite concentrations. To further decrease effluent COD and ammonium concentrations, two sets of repeated fed-batch experiments with different operation times (3x10 h and 5x6 h) were performed with and without PAC addition. When the operation time was divided to 3x10 hours and 5x6 hours, better results were obtained than that of the 30 hours single cycle operation with and without PAC addition. The effluent COD and NH4-N concentrations were 365 mg/L and 360 mg/L in the repeated fed-batchoperations of 5x6 hours with 2 g/L PAC addition. To observe system performance at longer operation times, a three-cycle operation with 30 hours durations was used (3x30 h) in repeated fed-batch mode in the presence of 2g/L PAC. At the end of 90 hours repeated fed-batch operation (3x30 h), the effluent COD and NH4-N concentrations were 285 mg/L and 224 mg/L, respectively which are considerably lower than those obtained with 5x6h operation. Apparently, longer operation times in repeated fed-batch operation resulted in better effluent water quality. Effects of N/COD ratio in the fed wastewater on COD and ammonium removal in PAC added biological treatment were investigated. Percent COD removals increased and the final COD contents decreased with increasing Lnh4-n/Lcod ratio. Lnh4-n/Lcod=0-05-0.08 rati0 was optimum resulting in 85% COD and 44 % NH4-N removal. Percent COD removal decreased to 78%, when Lnh4-n/Lcod was reduced to 0.03. Chemical oxidation was used to further reduce COD content of landfill leachate after PAC added biological treatment. Three oxidizing agents (H2O2, Fenton's reagent, NaOCl) were used in different concentrations for chemical oxidation. Chemical oxidation by Fenton reagent resulted in higher COD removals as compared to H2O2 and NaOCL Nearly, %68 COD removal, 95 mg/L effluent COD and 2 mg/L NH4-N have been obtained with 150/250 mg/L H202/FeS04 ratio.
Benzer Tezler
- Treatment of toxic wastes in petrochemical industry wastewater with chemical oxidation processes
Petrokimya endüstrisi atık suyundaki toksik atıkların kimyasal oksidasyon prosesleri ile arıtımı
MERAL İNCE
Yüksek Lisans
İngilizce
2003
Çevre MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FÜSUN ŞENGÜL
- Marmara Denizi'nde su kalitesinin korunması doğrultusunda yenikapı atıksu arıtma tesisinin tasarımına esas olacak arıtılabilirlik çalışması
Treatability study based on the design of yenikapi wastewater treatment plant for the protection of water quality in the Marmara Sea
ŞEYDA DUBA
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEVAL SÖZEN
- Advanced treatment of biologically pre-treated industry effluents
Biyolojik olarak önarıtılmış endistriyel atıksuların ileri arıtma yöntemleriyle arıtımı
GÜLÇİN ERDEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2003
Çevre MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞEGÜL PALA
- Advanced treatment of pre-treated real textile industry wastewater by integration of physical, chemical and biological methods in the presence of rice husk based materials
Ön arıtıma tabi tutulmuş gerçek tekstil endüstrisi atık suyunun pirinç kabuğu bazlı malzemeler varlığında ve fiziksel, kimyasal ve biyolojik yöntemlerin integrasyonu ile arıtımı
ÖZLEM BULCA
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Kimya MühendisliğiEge ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜLİN ERSÖZ
- The treatment of pre-treated real textile industry wastewater by application of combined physical, chemical and biological methods in the presence of corn cob and walnut shell based materials
Ön arıtıma tabi tutulmuş gerçek tekstil endüstrisi atık suyunun mısır koçanı ve ceviz kabuğu bazlı malzemeler varlığında ve fiziksel, kimyasal ve biyolojik yöntemler dizisi ile arıtımı
İNCİ ECEM METİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Kimya MühendisliğiEge ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜHEYDA ATALAY