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
- Tez No: 488336
- Danışmanlar: PROF. DR. NALAN KABAY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Atık yönetimi, atık suyun yeniden kullanımı, endüstriyel atıksu arıtımı, membran prosesleri, nanofiltrasyon, tarımsal sulama, ters osmoz, Agricultural irrigation, concentrate management, industrial wastewater treatment, membrane process, nanofiltration, reverse osmosis, wastewater reuse
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 164
Özet
Temiz su kaynaklarını arttırmak önemlidir ve su gereksinimini azaltacak prosesler veya sulama teknikleri geliştirmek, kirlenmiş kaynakları farklı amaçlarla kullanmak veya suları geri kazanmak ile gerçekleştirilebilir. Bunların en önemlisi ise atık suları kullanılabilir su kazanmak amacıyla arıtmaktır. Atıksular; tarımsal veya peyzaj sulaması, endüstriyel proses veya içme suyu amaçları için geri kazanılabilir. Sulama suyu kazanımı; kalitesinin sulanacak bitkiye göre belirlenmesi ve bitkilerin değişik kalitelerde sularla sulanabilmesinden dolayı daha kolaydır. Membran biyoreaktör (MBR) bir ikincil arıtım ünitesidir ve diğer ikincil arıtım prosesleri gibi besleme suyunun organik kirliliği ve tıkayıcıların çoğunu gidermekle beraber, atık suyun tuzluluğunu ve sertliğini düşüremez. Bu durum, tarımsal sulamada kullanmak üzere daha yüksek kaliteli suların üretilmesi için üçüncül arıtma sistemlerini [nanofiltrasyon (NF) ve/veya ters osmoz (RO)] gerekli kılmaktadır. Bu çalışmanın amaçları; ITOB-OSB atıksu arıtma tesisinin MBR ile arıtılmış atıksularının NF ve RO prosesleri ile tuzundan arındırılması ve geri kazanılması ile tarımsal sulama potansiyelinin değerlendirilmesidir. Üretilen su; FAO, WHO ve USEPA tarafından belirlenen, T.C. Çevre ve Şehircilik Bakanlığı'nın da kabul ettiği su kalite standartları ile karşılaştırılmıştır. Arıtılan suların geçirgenlikleri ve sodyum-potasyum iyonlarının zararları da değerlendirilmiştir. MBR süzüntüsü; askıda katı madde, pH ve bulanıklık standartlarına uygundur, ancak diğer standartlara uyum göstermemektedir. Dolayısıyla MBR süzüntüsüne NF/RO üçüncül arıtımı uygulanmıştır. Sulama amaçlı geri kazanım deneyleri, her biri 37 m2 aktif yüzey alanına sahip 3 TM720D-400 RO ve 3 TM620-400 NF membranlarıyla gerçekleştirilmiştir. NF süzüntüsü meyveli bitkiler gibi tuzluluğa hassas bitkiler için kullanılamayacak olsa da, çoğu peyzaj bitkisi ve sebze için kullanılabilecektir. RO süzüntüsü yetersiz besleyici element derişimlerinden (yüksek tuz giderimi sebebiyle) ötürü sulamada doğrudan kullanılamaz, ayrıca toprak geçirgenliğine de zararlı etkileri vardır. Fakat 2:1 oranında RO süzüntüsü-MBR süzüntüsü karışımı araştırılan tüm sular arasında en iyi sulama suyu olarak tespit edilmiştir. RO süzüntüsü MBR süzüntüsünün toksik etkilerini bastırırken, MBR süzüntüsü ise RO süzüntüsünün besleyici niteliğini geliştirmektedir. Çalışmada ayrıca NF prosesinin RO öncesi ön-arıtım olarak kullanılması değerlendirilmiştir. RO prosesinden elde edilen debi saatte 407 L artmış, toplam su geri kazanımı %23 düşmüştür. Membranların kirlenme mekanizmasıyla ilgili deneyler 2.6 m2 aktif yüzey alanına sahip BW30-RO ve NF90 membranlarıyla gerçekleştirilmiştir. Deneylerin amacı membranların kirlenme mekanizmalarını ve temizlik prosedürlerini kavramak ve membranın ömrünü mümkün olduğunca uzatacak temizlik stratejisi geliştirmektir. Temel kirlilik kaynağının divalent katyonlar olduğunu görülmektedir. Düşük sıklıkta organik yıkamanın (düşük derişimde NaOH ve HOCl çözeltileri kullanılarak) eşlik ettiği sık gerçekleştirilen inorganik yıkamanın (2000 mg/L sitrik asit veya daha düşük derişimde daha güçlü asit) membran ömrünü uzatmak için gerekli olduğu belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Increasing clean water sources is necessary and this can be done by creating processes or irrigation techniques requiring less amount of water, using polluted sources or reclaiming these waters by different processes. Among these solutions, the treatment of wastewaters to obtain useable water. Wastewaters can be recovered to reuse it for different purposes such as agricultural or landscape irrigation water, industrial process water and drinking water. Irrigation water can be obtained easily since the quality of irrigation water depends on the plant to be irrigated. Membrane bioreactor (MBR) is a secondary treatment unit and like other secondary treatment processes, it cannot decrease salinity and hardness of wastewater although it removes most organics and clogging particles. This situation leads to the need of tertiary treatment system [nanofiltration (NF) or reverse osmosis (RO)] to produce higher quality waters for irrigation purposes. Aims of this study were to desalinate and recover discharged saline MBR treated wastewater of ITOB organized industrial wastewater treatment plant and evaluate the potential of treated water as irrigation water. Use of product water as irrigational water was evaluated by comparing properties of product water with the standards identified by FAO, WHO, USEPA and accepted by T.R. Ministry Of Environment And Urbanization. Infiltration ability of treated water and harms of sodium-potassium ions were evaluated. Although MBR permeate as irrigation water was in accordance with standards given for total suspended solid, pH and turbidity, but it did not fit with others. Experiments on reclamation of wastewater for irrigation purposes were performed by using 3 TM720D-400 RO and 3 TM620-400 NF membranes each having 37 m2 active surface area. It is found that NF permeate cannot be used for salinity-sensitive plants such as most fruit plants while it can be used in the irrigation of most landscape plants and vegetables. RO permeate cannot be used directly for irrigation due to its insufficient nutrient elements concentrations (because of high salt rejection) and harmful effects on soil infiltration. Yet, a mixture of 2:1 RO permeate-MBR permeate was found as the best possible option for irrigation among others in this research. While RO permeate suppresses toxic effects of MBR permeate, MBR permeate improves the nutrient properties of RO permeate. Also, application of NF process as pre-treatment prior to RO was evaluated in this research. Flow rate obtained from RO process was increased from 85.9 to 96.9 L/h but total water recovery was decreased by 23%. Experiments on fouling mechanism of membranes were performed by using a BW30-RO and a NF90 membrane each having 2.6 m2 active surface area. Aim of these experiments was to understand fouling mechanism and cleaning procedure of membranes, developing a strategy to increase the lifespan of membrane as long as possible. Results indicate that main fouling source is inorganic foulants such as divalent cations. Occasional organic cleaning (by using low concentrations of NaOH and HOCl solutions) accompanying with frequent inorganic cleaning (by using at least 2000 mg/L citric acid or less concentration of a stronger acid) is necessary to increase the membrane life.
Benzer Tezler
- Hastane atıksularının membran distilasyon biyoreaktör ile arıtımı
Treatment of hospital wastewater by membrane distillation bioreactor
YASİN ABDULLAH USLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Çevre MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MAHİR İNCE
- Düz plaka polimerik membranların bisbal kullanılarak modifikasyonunun membranların performans ve biyokirlenmelerine olan etkileri
The effects of the modification of flat-sheet membranes with bisbal regarding the performance and antibiofouling characteristics of the polymeric membranes
MEHMET CAN GÜÇLÜ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜLEYMAN ÖVEZ
- Fabrication and characterization of hollow fiber membrane with bisbal additive: Membrane bioreactor (MBR) application
Bısbal ilaveli hollow fiber membran üretimi ve karakterizasyonu: Membran biyoreaktör (MBR) uygulaması
FATMA NUR ŞEYMA YAVUZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL KOYUNCU
- Forward osmosis membrane bioreactor performance in wastewater treatment
İleri osmoz membran biyoreaktörün atık su arıtım performansı
HAJAR GHASEMZADEH MOMEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜLEYMAN ÖVEZ
- Fate, environmental impact and treatability of favipiravir and surveillance of sars-cov-2 RNA: Comparison with Covid-19 cases
Favipiravir'in akıbeti, çevresel etkisi ve arıtılabilirliği ile sars-cov-2 RNA'nın izlenmesi: Covid-19 vakaları ile karşılaştırma
BAHRİYE ERYILDIZ YESİR
Doktora
İngilizce
2024
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL KOYUNCU