Factors affecting the treatment efficiency of municipal solid wastes in simulated landfill bioreactors
Simüle katı atık biyoreaktörlerinde kentsel katı atıkların arıtma verimini etkileyen faktörler
- Tez No: 150443
- Danışmanlar: PROF.DR. DERYA SPONZA
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2004
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 194
Özet
VIII ÖZET Her yıl kentsel, endüstriyel ve tarımsal faaliyetlerden kaynaklanan milyonlarca ton katı atık üretilmektedir. Kentsel katı atıklar havanın, suyun ve toprağın kirlenmesine sebep olan başlıca kirletici kaynaklardan biridir ve mutlaka arıtılmalıdırlar. Anaerobik arıtma şimdiye kadar genellikle atıksularm antımmda kullamlmaktaydı. Ancak son yıllarda, katı atıklardan biyogaz oluşumu ve yüksek hacim azalması sağlaması nedeniyle anaerobik arıtmanın organik kökenli katı atıkların arıtılmasında kullanımına olan ilgi artmaktadır. Buna ilaveten son zamanlarda kentsel katı atıkların antımmda, geleneksel katı atık depolaması yerine biyoreaktör depolama tekniği kullamlmaktadır. Bu doktora tezi kapsamında, ketsel katı atıkların simüle biyoreaktörlerde arıtma verimini etkileyen faktörler incelenmiştir. Çalışmada Dokuz Eylül Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi mutfağından alman organik kökenli katı atıklar kullanılmıştır. İncelenen faktörler; sızıntı suyu geri devri, geri devir hacmi, atık parçalaması, sıkıştırma, havalandırma, alkalinite ilavesi, endüstriyel ve kentsel arıtma çamuru ilavesidir. Anaerobik biyoreaktörler 8 farklı çalışma periyodunda işletilmiştir. Çalışma boyunca simüle biyoreaktörlerde oluşan sızıntı sularında kimyasal oksijen ihtiyacı (KOÎ), inert KOİ, biyolojik oksijen ihtiyacı (BOİ), uçucu yağ asitleri (UYA), pH, amonyum azotu (NH4-N), toplam azot, nitrat azotu (NO3-N), toplam fosfor, toplam organik karbon (TOK), anaerobik toksisite (ATA), Lumistox toksisite testi yapılmıştır. Katı atıklarda ise su muhtevası, organik madde, % karbon, atık ağırlığı, toplam azot ve toplam fosfor analizleri çalışma periyodunun başlangıç ve sonunda yapılmıştır. Buna ilaveten toplam ve metan gazı miktarları ile metan yüzdeleri ölçülmüştür.IX Reaktör hacminin % 13'ü mertebesinde bir sızıntı suyu geri devri uygulamasının anaerobik reaktör verimini ve sızıntı suyu arıtma verimini artırdığı gözlenmiştir. Sızmtı suyu geri devri yapılmaması ve yüksek geri devir hacimleri katı atıkların biyolojik ayrışmasına ve metan gazı üretimlerine önemli bir katkı sağlamadıkları gözlenmiştir. Atıkların parçalanması katı atıkların ayrışmasına, sızıntı suyu özelliklerinin iyileştirilmesine ve metan gazı oluşumuna önemli katkılar sağlarken, atıkların sıkıştırılması atık miktarım artırdığından ayrışma zamanını uzatmaktadır. Simüle katı atık biyoreaktörlerine alkalinite ilave edilmesi katı atık miktarını, organik madde içeriğini ve biyolojik ayrışma zamanım azaltmaktadır. Alkalinite ilavesi yapılan reaktörlerde pH metan bakterileri için uygun aralığa geldiğinden metan miktarı ve metan yüzdesinin arttığı gözlenmiştir. Alkalinite ilave edilen reaktörler arasında 6 g/l NaHC03 alkalinitesi eklenen reaktörün sızıntı suyu kalitesi metan üretimi ve katı atık özellikleri bakımından 3 g/l NaHCÛ3 alkalinitesi eklenen reaktörden daha iyi olduğu gözlemlenmiştir. Simüle katı atık biyoreaktörlerinin kesikli havalandırılması (hartada bir gün bir saat havalandırma) sızıntı sularının KOİ ve UYA konsantrasyonlarında azalma sağlarken, metan miktarı ve yüzdesi (özellikle haftada 3 gün birer saat havalandırma yapılan reaktörde) önemli seviyelerde düşmüştür. Sızıntı suyu miktarı, atık miktarı ve organik madde içeriği havalandırmalı reaktörlerde havalandırılma yapılmayana kıyasla daha düşüktür. Buna ilaveten havalandırmalı reaktörlerde kısmi denitrifikasyon gerçekleşmiştir. Havalandırmanın sızmtı suyu toksisitesine olumlu bir etkisi olmamıştır. Endüstriyel çamurlarla (organik kökenli katı atık endüstriyel çamur oram ağırlık olarak 1:2) organik kökenli katı atıkların birlikte arıtılmaları, sızmtı suyu KOİ ve UYA azalması ile pH düzenlemesi bakımından olumlu bir katkı sağlamıştır. Fakat endüstriyel çamurlardaki ağır metal konsantrasyonu nedeniyle katı atık reaktöründeki metan miktarı ve metan yüzdesinin daha düşük olduğu gözlenmiştir. ATA testiX endüstriyel çamur ilave edilen reaktörlerde metan inhibisyonu olduğu sonucunu vermektedir. Kanalizasyon çamurları (organik kökenli katı atık kanalizasyon çamuru oram ağırlık olarak 1 :3) ile organik kökenli katı atıkların birlikte arıtılmaları, sızıntı suyu KOÎ, UYA azalması, pH ayarlanması ile katı atık reaktörlerinde metan miktarı, metan yüzdesi, organik madde, karbon içeriğinin azaltılması, atık miktarında azalma ve atık çökelmesi bakımından olumlu bir katkı sağlamıştır.
Özet (Çeviri)
V ABSTRACT Millions tons of solid wastes are generated each year from municipal, industrial and agricultural sources. Municipal solid wastes (MSWs) are major sources of air, water and soil contamination and they must be treated. Anaerobic digestion has been up to now essentially applied to wastewater. However, in recent years, there is increasing interest in using anaerobic digestion as a means of generating biogas from, and the reducing the volume of, the organic fraction of municipal solid waste (OFMSW). In addition, bioreactor landfill technology instead of traditional landfilling has been used for the treatment of MSW, recently. In the frame work of this Ph.D. thesis, factors affecting the treatment efficiency of MSWs in simulated landfill bioreactors were investigated. OFMSWs were collected from the kitchen of Engineering Faculty in Dokuz Eylul University Campus. These investigated factors are leachate recirculation, recirculation volume, waste shredding, waste compaction, aeration and additions of alkalinity, industrial and sewage sludge to MSWs. The bioreactors were operated at eight different modes. During the study; chemical oxygen demand (COD), inert COD, Biological oxygen demand (BOD), volatile fatty acids (VFA), pH, ammonium nitrogen (NHU-N), total nitrogen (TN)> nitrate nitrogen (N03-N), total phosphorus (TP), total organic carbon (TOC), anaerobic toxicity assay (ATA), Lumistox toxicity test were carried out in leachate samples produced from the solid waste in simulated bioreactors. Water content, organic matters, C percentage, waste quantity, TN, TP analysis were carried out in solid waste before and after anaerobic incubation period. In addition, the quantities of total and methane gas and methane percentages were measured.VI A leachate recirculation volume of 13 % of the reactor volume was found suitable for the anaerobic degradation and methane gas productions of MSWs in simulated bioreactors. The leachate quality was improved in this recirculation volume. The anaerobic landfilling bioreactors operated without leachate recirculation and high recirculation volume were found unsuitable for the anaerobic biodegradation of solid waste and methane gas productions. Shredding of MSWs contributed to stabilization of solid waste, increase the treatment characteristics of leachate and methane gas production, while the waste compaction increased the stabilization time due to high quantity of compressed waste. Addition of alkalinity reduced the waste quantity, the organic matter content of the solid waste and the biodegradation time in simulated solid waste bioreactors. Methane quantity and methane percentage also increased in alkalinity added reactors due to suitable pH for growth of methanogenic bacteria through the anaerobic incubation period. Between alkalinity added reactors, 6 g/l NaHCÛ3 alkalinity added reactor was better than 3 g/1 NaHC03 alkalinity added reactor in terms of leachate quality, methane production and solid waste characteristics. Intermittent aeration (one day in a week during one hour) decreased the COD and VFA concentrations of leachate samples. Methane gas production and methane gas percentage significantly decreased in aerated bioreactors (especially three days in a week during one hour). Leachate quantity, waste quantity and organic matter content of the solid waste in aerated reactors were lower than the non-aerated reactor from the strictly anaerobic conditions. In addition, partial denitrification carried out in aerated reactor. Furthermore, aeration has no positive effect on reduction of leachate toxicity. Co-digestion of industrial sludge (the weight ratio of the OFMSW to industrial sludge was 1 :2 dry solid basis) with OFMSW has a positive effect in terms of COD and VFA reduction and pH adjustment in leachate samples. However, methane gasVII production and methane percentage were lower in industrial sludge added MSW bioreactor due to toxicity of heavy metal to methane genesis. ATA test showed that methane inhibition was occurred in industrial sludge added reactors. Co-digestion of sewage sludge (the weight ratio of the OFMSW to sewage sludge was 1 :3 dry solid basis) and OFMSW has a positive effect in terms of COD, VFA reduction and pH adjustment in leachate samples. Organic matter, C reduction, methane gas production, methane percentage, in reduction of waste quantity and waste settlement was better in sewage sludge amended landfilling bioreactors.
Benzer Tezler
- Tavuk atıklarının farklı aşı çamuru içeren yukarı akışlı havasız çamur yataklı reaktörlerde arıtılabilirliğinin karşılaştırılmalı olarak değerlendirilmesi
Comparative evaluation of anaerobic treatment of chicken manure at up-flow anaerobic sludge bed reactors inoculated with different sludge types
ÇİSİL GÜLÜMSER
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÇİĞDEM YANGIN GÖMEÇ
- Reçine, aktif karbon ve Uv lambalarının ev tipi su arıtma cihazlarındaki etkinliğinin araştırılması
Başlık çevirisi yok
İREM TÖRE
- Evsel atık su arıtma tesislerinden kaynaklanan sera gazı salımının tahmini
Estimation of greenhouse gas emission from domestic wastewater treatment plants
HAZAL GÜLHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İZZET ÖZTÜRK