Pilot tests with mbr system for wastewater treatment and production of process water from wastewater with integrated MBR-NF, MBR-RO processes
Atıksu arıtımı için mbr sistemiyle yapılan pilot çalışmalar ve bütünleşik MBR-NF, MBR-RO prosesleri ile atıksudan proses suyu üretimi
- Tez No: 488249
- Danışmanlar: PROF. DR. NALAN KABAY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 124
Özet
Bu tez iki bölümden oluşmuştur. İlk kısımda; atıksu arıtımında kullanılan membran biyoreaktör (MBR) sisteminin çalışma koşullarının iyileştirilmesi, ikinci kısımda ise MBR sistemiyle arıtılan atıksudan nanofiltrasyon (NF) ve ters osmoz (RO) sistemleri yardımıyla farklı sektörler için proses suyu elde edilmesi amaçlanmıştır. Bu amaçlar doğrultusunda İzmir sınırları içerisindeki İTOB-OSB Atıksu Arıtma Tesisi'nde kurulu bulunan taşınabilir laboratuarlarda pilot ölçekli MBR, NF ve RO sistemleriyle deneyler yapılmıştır. Son zamanların en önemli problemlerinden biri temiz su kaynaklarının giderek azalması ve evsel/endüstriyel atıksuların bertaraf edilmesidir. Atıksu arıtımında kullanılan membran bioreaktör (MBR) sistemleri biyolojik arıtım ile membran filtrasyonun bir arada olduğu hibrit sistemlerdir. Atıksuyun sertlik derecesinden kaynaklanan problem özellikle membranların tıkanmasına yol açmakta, bu durum özellikle sistem debisini düşürmektedir. İTOB-OSB'ne ait atıksu arıtma tesisinin MBR ünitelerinde yaşanan bu sorunu en aza indirerek sistemin mümkün olan en az sıklıkta temizlinmesi ve en iyi şekilde çalışacağı koşulları belirlemek amacıyla pilot MBR sistemiyle testler yapılmıştır. Plaka tipi, Kubota marka polietilen membranların kullanılmıştır. Farklı antiskalant dozajları, farklı antiskalant çeşitleri ve farklı difüzör delik çaplarının etkisi incelenmiştir. Sistem kontrolü akı ölçümünün yanı sıra süzüntü örneklerine ait kalite analizleri ile yapılmıştır. MBR süzüntüleri ilk arıtma çıkışı olarak nitelendirilmektedir. Bu yöntem ile atıksudaki tuzluluk giderilememektedir. MBR ile arıtılmış suyun farklı amaçlar doğrultusunda tekrar kullanımı için uygun kalitede su üretilmiş olması gerekmektedir. Özellikle buhar kazanı besleme ve soğutma suyu amaçlı kullanımda daha kaliteli su gerekmektedir. Bu nedenle bu tez çalışmasının ikinci kısmında MBR sonrasında ileri arıtım yöntemi olarak NF ve RO kullanılmıştır. Pilot sistemler adı verilen NF/RO arıtma sistemlerinde üç adet TM720D-400 RO ve üç adet TM620-400 NF membranları kullanılmıştır. Mini-pilot ölçek sistemde ise Dow Filmtech BW 30 (RO) ve Dow Filmtech NF 90 (NF) membranları bulunmaktadır. Pilot ölçek NF/RO çalışmalarında farklı membran konfigürasyonları, NF sisteminin RO sistemi öncesinde ön arıtım olarak kullanılması, ve işlemler sonunda üretilen ürün suyun proses suyu olarak kullanılabilirliği incelenmiştir. Mini-pilot ölçek sistem kullanılarak yapılan çalışmalar ise 24 saat süreli kesintisiz çalışmalar olup beş döngü şeklinde gerçekleştirilmiştir. Üretilen süzüntü sularından alınan örnekler literatürden elde edilen farklı sektörlere ait proses suyu kalite standartlarıyla karşılaştırılmıştır. İTOB-OSB'de kurulu bulunan farklı sektörlerle yapılan anketler aracılığıyla da karşılaştırma yapılmıştır. Pilot ölçek sistemlerle yapılan çalışmalarda RO membranlarıyla işletmelerin talep ettiği proses suyuna ait kalite standartlarının büyük bölümü sağlanırken NF membranlarınıyla da kısmi olarak başarı sağlanmıştır. En çok gözlenen durum RO sistemi ile elde edilen ürün suyu kalitesi farklı sektörler tarafından istenen kalitenin bir hayli üzerinde kalırken NF sistemi ile üretilen su aynı kalitenin üst sınırına dayanmaktadır. Bu neden tek çeşit proses suyu üretilmesinin yerine, sektöre özel proses sularının üretilmesinin daha doğru olduğu düşünülmüştür. Mini-pilot ölçek sistemde ise hem RO hem de NF membranlarının aranan proses suyu kalitesini çoğunlukla sağladığı görülmüştür. Yapılan maaliyet hesaplamalarında pilot sistemle üretilen proses suyunun maliyeti RO sistemi için metreküp başına 1.22 € ile 1.50 € arasında değişirken NF sistemi için 0.69 € ile 0.74 € arasında değişmiştir.
Özet (Çeviri)
This thesis is composed of two parts. It is aimed to improve the working conditions of the membrane bioreactor (MBR) system used in wastewater treatment in the first part and to obtain process water for different purposes by using nanofiltration (NF) and reverse osmosis (RO) systems from the wastewater treated with MBR system in the second part. In line with these objectives, various experiments were carried out with, pilot scale MBR, NF and RO systems in the portable laboratories established in the Wastewater Treatment Plant of İTOB Organized Industrial Zone (ITOB-OSB) within the İzmir borders. The most important problem in recent times is the gradual reduction of clean water resources and the elimination of wastewater generated by industrial and municipal processeses. One of the methods used in wastewater treatment is the hybrid systems called as membrane bioreactor (MBR) which consist of membrane filtration and biological treatment. Problems arising from water hardness fouls the membranes and decrease the flowrate of the systems. The same problem is seen in the MBR units of İTOB-OSB. It is aimed to minimize the problems experienced and to determine the conditions in which the system will work best with the least possible cleaning. Plate type, Kubota brand polyethylene membranes are used in the studies with different antiscalant doses, different antiscalant types and different diffuser hole diameters. Water quality analysis and measurement of flowrate are conducted to control pilot MBR system.. MBR permeate is evaluated as effluent of first treatment. Salinity of the wastewater cannot be removed by this method. In order to reuse the MBR treated wastewater for different purposes, a quality of water must be produced. High quality is required for boiler feeding and cooling water purposes. Advanced treatment can be conducted as solution. NF and RO systems were used as advanced treatment methods in the second part of this thesis. In systems called pilot systems, three TM720D-400 RO and three TM620-400 NF membranes were used. In the mini-pilot system, there were Dow Filmtech BW 30 (RO) and NF 90 (NF) membranes. Different membrane configurations, use of NF system as pretreatment are investigated with pilot scale systems and possibility to produce process water is conducted. Experiments with mini-pilot system took 24 hour for each membrane in a cycle. 5 cycles are completed and produced water is examined for the process water production. Quality analyses of the samples are carried out and the results are compared with the process water quality standards of some sectors obtained from the literature. Some other process water quality requirements are obtained through questionnaires made with different sectors established in the ITOB-OSB. Partially the same success has been achieved with NF and RO membranes with pilot systems. Permeate quality of RO system was much better than the required quality parameters while the upper limit of the same parameters is forced with the NF system. So, it is thought that it is more accurate to produce sector specific process water instead of producing one kind of process water. In studies using mini-pilot system, it is found that both RO and NF membranes provide most of the process water quality. Permeate quality of NF90 and BW30 membranes were very close. Cost of produced process water with pilot systems was changing between 1.22 € and 1.50 € for RO system and it was changing between 0.69 € and 0.74 € for NF system.
Benzer Tezler
- Membran biyoreaktörlerde titreşim ile tıkanma kontrolü
Fouling control of membrane bioreactors by vibration
RECEP KAYA
Doktora
Türkçe
2018
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL KOYUNCU
- Membran biyoreaktörlerde enerji ihtiyacının azaltılması ve membran yüzey temizleme işlemlerine değişik yaklaşımlar
Reduction of energy consumption in mbr systems and different aproaches of membrane surface cleaning systems
SEDAT SOYBAY
Doktora
Türkçe
2016
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL KOYUNCU
- Integration of MBR treatment system with NF/RO processes for wastewater reclamation and reuse - pilot tests at ITOB industrial zone
Atık suların arıtımı ve yeniden kullanımı için MBR arıtma sisteminin RO ve NF prosesleri ile entegre edilmesi – ITOB Organize Sanayi Bölgesi'nde pilot test çalışmaları
MERVE GÜNDOĞDU
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Kimya MühendisliğiEge ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NALAN KABAY
- Post-treatment of MBR treated wastewater with high salinity by means of NF/RO processes for wastewater reuse in irrigation: Pilot-scale tests at ITOB Wastewater Treatment Plant
MBR yöntemi ile arıtılmış yüksek tuzlulukta atık suların tarımsal sulamada geri kullanımı için NF/RO prosesi ile son aşama arıtımı: ITOB-OSB Atık Su Arıtma Tesisi'nde pilot ölçek testler
MERT CAN HACIFAZLIOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Kimya MühendisliğiEge ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NALAN KABAY
- Membran biyoreaktörü (MBR) ile evsel atıksu arıtımı
Domestic wastewater treatment with membrane bioreactor (MBR)
NEVZAT ÖZGÜ YİĞİT
Doktora
Türkçe
2007
Çevre MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. MEHMET KİTİŞ
DOÇ.DR. ÖZER ÇINAR