Treatability of aircraft deicing fluids (ADFs) by high-rate anaerobic systems: An investigation on biogas potential and energy recovery
Havalimanlarında ortaya çıkan buz çözücü sıvıların yüksek-hızlı anaerobik sistemlerde arıtılabilirliği: Biyogaz potansiyeli ve enerji geri kazanımının araştırılması
- Tez No: 541857
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ÇİĞDEM GÖMEÇ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Çevre Bilimleri, Mühendisliği ve Yönetimi Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 118
Özet
Günümüzde havayolu ulaşımı artık çoğunlukla tercih edilen bir ulaşım alternatifi olmaktadır. İnsanlara birçok açıdan kolaylık sağlayan havayolu taşımacılığı, artan dünya nüfusuyla beraber giderek daha fazla tercih edilmeye başlanmıştır. Türkiye İstatistik Kurumu'nun havayolu ulaştırma istatistikleri incelendiğinde, kullanımın her geçen yıl, bir önceki yıla göre arttığı görülmektedir. Bu verilere göre 10 yıl önce 2006 yılında yaklaşık 595000 adet olan iç-dış hat toplam uçak trafiği, 2016 yılında yaklaşık 1.450.000 adet olarak kayıtlara geçmiştir (TUIK, 2017). Dünya genelinde havalimanlarında yoğun kar yağışının gerçekleştiği kış şartlarında uçuş güvenliğini sağlamak amacı ile uçuş öncesi veya uçuş sırasında üzerinde kar veya buz olan uçaklara piste indikleri zaman özel bir alanda buz çözücü sıvı (BÇS) uygulaması yapılmaktadır. Buz buz çözücü sıvılar, uçakların dış yüzeylerinde birikmiş olan buz, don ve kar gibi birikimlerin uzaklaştırılması amacıyla uygulanır. BÇS işleminde kullanılan dört tip sıvı mevcuttur. Bu sıvıların en temel bileşeni, 'etilen glikol' veya 'propilen glikol'dür. Bu çalışmada temel hammaddesi propilen glikol olan sıvı seçilmiştir. Çünkü yapılan araştırmalara göre, diğer bileşen ile karşılaştırıldığında 'propilen glikol'ün çevreye verdiği zarar daha azdır ve arıtımı daha kolaydır. Ayrıca Tip 2 sıvısı aynı zamanda buz oluşmayı önleyen bir yapıya da sahiptir. BÇS'ları; Tip 1, Tip 2, Tip 3 ve Tip 4 olarak ayrılmaktadır. Tip 1 sıvısı; %8 sudan, %90 glikoldan ve %2'den daha az oranda kimyasal maddelerden oluşmaktadır. Tip 2 ve Tip 4 sıvıları ise Tip 1 sıvısının yeniden formüle edilmiş hali olup; %33 oranında su, %65 oranında glikol ve %2 oranında alkol esaslı kimyasallardan oluşmaktadır. Bu tip sıvıların, Tip 1 sıvısına göre daha fazla su miktarı içermesi nedeni ile kullanımları öncesinde seyreltme yapmaya gerek kalmamaktadır. BÇS tipleri uygulanacak uçakların boyutlarına göre değişmektedir. Farklı tipte bulunan bu sıvılar arasındaki en temel fark, viskozite değerleridir. Bu sıvılar, Uluslararası Standartlar Kuruluşu (ISO) tarafından belirlenen kurallar ve standartlar çerçevesinde üretilmektedir. (EPA, 2000). BÇS işleminde tüm dünyada yaygın olarak kullanılan Tip 2 sıvısı, İstanbul'da halen inşaatı süren büyük bir havalimanında da kullanılacaktır. Mevcut uygulamada, bu sıvılar, sıcak su ile seyreltildikten sonra uçaklara püskürtülmekte ve bu işlemi takiben havalimanlarında bulunan ızgara ve kanallar vasıtasıyla taşınarak bir depolama tankı içerisinde biriktirilmektedir. Depolama tankının belirli bir süre sonra dolması ile birlikte belirli oranlarda evsel nitelikli atıksulara karışarak en yakın Kentsel Atıksu Arıtma Tesisi (AAT)'ne taşındığı bilinmektedir. Ayrıca, yağmur yağması ve yüzeysel akış gibi yollarla buz-çözücü sıvı ile kontamine olmuş bu atıksular nihayetinde Kentsel AAT'lere ulaşabilmektedir. Ancak, yapılan araştırmalar göstermektedir ki bu sıvılar ile kontamine olmuş atıksular, AAT'lerde bulunan biyolojik sistemlerin kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ) yükünü önemli ölçüde arttırmakta ve bu tesislerin tasarım parametreleri ile uyumlu olmayan arıtma verimlerinde çalışmalarına sebebiyet vermektedir. Türkiye şartlarında BÇS işlemi sadece kış aylarında ve iklim özelliklerinden dolayı yaklaşık 3 ay süresince uygulanan bir işlemdir. Türkiye'deki birçok havalimanında toplanan BÇS'nin bir kısmı, depolama tanklarından tankerler vasıtasıyla uzaklaştırılırken; bir kısmı ise arıtılmadan doğrudan kanala veya alıcı ortama verilmektedir. BÇS yüksek organik madde içermesi nedeni ile doğrudan deşarj yapıldığında, çevresel ve insan sağlığı bakımından risk oluşturmaktadır. Bu tarz sıvılar tarafından kontamine olan atıksuların başlıca çevresel etkileri şunlardır (Vasilyeva, 2009): • Alıcı ortamdaki çözünmüş oksijen miktarını düşürmesi, • Alıcı ortamdaki azot ve fosfor konsantrasyonunun artımına bağlı olarak ötrofikasyona neden olması, • Alıcı ortamdaki canlılar için ölü bölgeler oluşturması, • Alıcı ortamdaki canlılık çeşidini değiştirmesi ve azaltması, • Yeraltı sularını ve içme sularını kontamine etmesi, • Alıcı ortamın ve çevresindeki bölgelerin fiziksel şartlarını değiştirmesi (koku, köpük sorunu vb.), • BÇS solunumu ile ortaya çıkabilecek sağlık problemleri ve ciltte ve gözde tahrişe neden olması gibi problemlere neden olmaktadır. Yapılan araştırmalar sonucun da, Tip 2 sıvısı ile kirlenmiş atıksuların arıtımında havasız arıtma sistemlerinin, aerobik sistemlere göre daha fazla verim sağladığı ve işletme maaliyetlerinin daha düşük olduğu görülmüştür. Bu sebeple, bu sıvıların karıştıkları atıksuların daha sürdürülebilir yöntemlerle arıtılarak kaynağında yönetilmeleri gün geçtikçe önem arz etmektedir. Bu tez çalışması kapsamında, hali hazırda havalimanlarında oluşan evsel karakterde atıksuların, yüksek organik madde içerikli buz çözücü sıvı ile belirli oranlarda seyreltilerek; yüksek hızlı bir anaerobik (havasız) reaktörde arıtılabilirliği ile biyogaz verimi araştırılmıştır. Böylece, yüksek organik içerikli BÇS'nin bu tarz reaktörlere beslenmeden önce gerekli ilave seyreltme suyu ihtiyacı da halihazırda havalimanında üretilen evsel atıksuyun kullanılmasıyla daha sürdürülebilir bir yaklaşımla karşılanmış olacaktır. Tez çalışmasında, son yıllarda havasız biyoteknoloji alanında çok yaygın olarak kullanılan yukarı akışlı havasız çamur yataklı reaktör (HÇYR) sistemi kullanılmış olup; bu tip reaktörler enerji teknolojileri arasında önemli bir yer kaplamaktadır. Bu sistemlerde, yüksek organik içerikli atıksuların arıtımlarına izin verilmekte, arıtım için daha az alana ihtiyaç duyulmakta ve reaktörde yenilenebilir bir enerji kaynağı olan biyogaz eldesi mümkün olabilmektedir. Çalışma kapsamında ayrıca, biyoreaktör içerisinde işletme süresince belirli aralıklarla alınacak çamur numunelerinde, mikrobiyal türlerdeki değişim de araştırılmış ve yüksek oranda glikol içeren bu tarz sıvıların anaerobik arıtımları sırasında biyosistemler üzerindeki etkisi hücre içi yaklaşımla da belirlenebilmesi hedeflenmiştir. Bu tez kapsamında ilk olarak çalışmanın amaç, kapsam ve önemi tanımlanarak, ne için bu çalışmanın yapılması gerektiği vurgulanmıştır. İkinci bölümünde ise konu ile ilgili genel bilgiler verilerek, anaerobik biyoteknolojinin ne olduğu, BÇS genel özelliklerinden ve arıtma koşullarından bahsedilmiş olup, son olarak ise BÇS ile kontamine olmuş evsel karakterde atıksuların arıtımı ile yapılmış çalışmalardan örneklerin verildiği bir literatür araştırması bulunmaktadır. Bu genel bilgilendirme sonrasında, çalışmada kullanılan tüm yöntemler üçüncü bölümde detaylı olarak verilmiştir. Ayrıca bu bölümde tez çalışmasında kullanılan evsel atıksuyun karekterizasyonuna, BÇS (Tip 2) özelliklerine, BÇS ile kontamine olmuş evsel atıksuyun karekterizasyonuna detaylı olarak değinilmiş olup, çalışma süresince kullanılan reaktörlerin (kesikli ve sürekli) işletme koşulları hakkında da detaylı bilgiler bulunmaktadır. İki tür reaktörde aynı işletme koşullarında yürütülmüştür. Dördüncü bölüm olan 'Bulgular ve Değerlendirme' kısmında, kesikli ve sürekli reaktör düzeneklerinden elde edilen konvansiyonel parametreler pH, alkalinite, toplam-çözünmüş kimyasal oksijen ihtiyacı; tKOİ-çKOİ giderimleri, askıda katı madde (AKM), uçucu askıda katı madde (UAKM), biyogaz üretimleri, PG analizi ve uçucu yağ asitleri (UYA) değişimleri sunulmaktadır. Bu arada reaktörlerin işlemi sırasında belirli aralıklarla alınan numunelerden yapılan analizlerin sonuçları detaylandırılarak verilmiştir. Çalışmanın son bölümünde ise tez çalışması kapsamında elde edilen sonuçlar özet halinde sunularak, gerekli değerlendirmelere yer verilmiştir. Ayrıca çalışma sonucunun varmak istediği yer belirtilerek, gerçek ölçekte bu sistemlerin sürdürülebilir olduğuna ulaşılmıştır. Çalışma sonuçlarına göre belirli bir orana kadar BÇS ile kontamine olmuş evsel atıksuların kesikli ve sürekli olarak işletilen havasız reaktörlerde arıtılması durumunda yüksek biyogaz üretimlerinin gerçekleştiğini ortaya konulmuştur. Tez çalışmasının ilk kısmında kesikli reaktörlerde %0, %0,83, %1,01, %1,20, %2,24, %2,83, %3,08, %3,45, ve %4,20 oranlarında Tip 2 BÇS içeren toplam 9 adet reaktör hazırlanmıştır. Yapılan deneyler ve biyogaz verimi sonucunda optimum oran %0,83 ve %1,01 Tip 2 BÇS olmuştur. Bu yüzde de elde edilen tKOİ giderim yüzdesi 90'dır. çKOİ giderimi ise %94 olarak elde edilmiştir. Ayrıca üretilen biyogazlardan biyogaz verimi hesaplanarak, en yüksek verim 0,63 m3/kg çKOİbeslenen değerinde %0,83 reaktöründe bulunmuştur. Bunun yanında, BÇS oranının ≥%1,20 olduğu reaktörlerde biyogaz verimlerinde düşüş gerçekleşmiştir. Bunun nedeni ise yüksek BÇS oranı UYA artışına neden olmuş, bununla birlikte pH değerinin düşmeside metanojenler üzerinde yarattığı inhibisyon etkisi olduğu gözlemlenmiştir. Reaktörler 74 gün boyunca işletilmiş olup, süre sonunda reaktörler açılarak çalışmanın ikinci kısmına başlanılmıştır. Kesikli olarak işletilen havasız reaktörlerde evsel atık sudaki optimum BÇS oranının %0,83 ve %1,01 olarak belirlenmesini takiben; çalışmanın ikinci kısmında yukarı akışlı bir HÇYR sistemi yaklaşık 8 ay boyunca işletilmiştir. İşletmeye alma döneminde tez çalışmasının ilk kısmında işletilen kesikli reaktörlerden de aşı olarak çamur numunesi kullanılmıştır. Ayrıca, kağıt-karton fabrikasına ait bir mezofilik havasız reaktörden aşı çamuru ilave edilmiştir. Başlangıç aşamasında sisteme sadece evsel atıksu ile besleme yapılmış; daha sonra belirlenen BÇS aralığında (%0,36-%0,54 BÇS) yaklaşık iki ay boyunca besleme yapılmıştır. Bunu takiben; işletmenin 68-154. günleri arasında BÇS besleme oranı %1,05 oranına yükseltilmiştir. Fakat sistemde, yüksek organik yüklemeden dolayı bir süre sonra gaz üretimi durmuştur. Gaz üretiminin tekrardan görülebilmesi için sisteme beslenen BÇS oranı tekrardan %0,19 oranına düşürülmüştür. Sistemde düşük biyogaz üretimi gözlemlenmesine rağmen, yüksek oranda KOİ ve TKM giderimleri gözlenmiştir. Buna göre, biyogaz verimleri birinci periyot için (%0,36-0,54 BÇS) 3,9 L/kg çKOİbeslenen, ikinci periyot için (%1,05 BÇS) 1,4 L/kg çKOİbeslenen ve üçüncü periyot için ise (BÇS=%0,19) 1,8 L/kg çKOİbeslenen değerlerinde bulunmuştur. HÇYR sisteminde yüksek oranda organik karbon (tKOİ ve çKOİ) giderimi elde edilmiştir. Buna göre her periyotta işletme dönemi boyunca ortalama giderim verimleri tKOİ ve çKOİ için sırası ile %73-%88 ve %84-%90 aralığında bulunmuştur. Bu nedenle, bu çalışmanın bulguları, havasız sistemlerin Tip II BÇS'nin belirli bir oranın üzerinde ≥%1,05 beslenmesi sonucunda zehirli etkiye sebep olabileceğini ve inhibisyon etkisinin yarı-sürekli olarak işletilen anaerobik sistemlerde (yüksek hızlı HÇYR gibi) daha belirgin bir şekilde gözlendiğini göstermiştir. Yapılan bu çalışmalara ek olarak, bakteriler ve metanojenler arasındaki mikrobiyal ilişkilerin anlaşılabilmesi, ayrıca özellikle BÇS gibi kirleticilerle kontamine olmuş atıksuların arıtılması sırasında bu türlerin anaerobik reaktörlerin kararlılığını ve performansını nasıl etkilediğinin belirlenebilmesi için mikrobiyal topluluk analizi de gerçekleştirilmiştir. Buna göre, Actinobacteria, Bacteroidetes, Chloroflexi, Firmicutes, Fusobacteria, Proteobacteria, Spirochaetes, Synergistetes, Thermotogae ve Verrucomicrobia filumları birinci ve ikinci periyotların son günlerinde alınan çamur örneklerinde (sırası ile %0,36-0,54 BÇS; t=67 gün ve %1,05 BÇS; t=154 gün) yapılan analizlerde tespit edilmiştir. Bunlar arasında, işletme süresince baskın iki tür olan Bacteroidetes ve Firmicutes filumları sırası ile %25'den %30'a ve %31'den %32'ye artış göstermiştir. Ayrıca, arke filumlarından; Methanomicrobia, Methanobacteria ve Thermoplasmata yapılan mikrobiyolojik analizler sonucunda baskın olarak gözlenmiştir. Methanomicrobia ve Methanobacteria filumları artış gösterirken, Thermoplasmata filumunun bağıl baskınlık oranı azalmıştır. Bu tez çalışmasında ayrıca, havalimanlarında gerçek ölçekte kurulacak havasız sistemlerin işletme şartlarının daha iyi anlaşılabilmesi için; tek modüllü yukarı akışlı bir HÇYR reaktörüne ait kavramsal tasarım 2019 yılı için yapılmıştır. Tasarım hesaplamaları sırasında, sadece bu çalışmadan elde edilen sonuçlar değil aynı zamanda araştırılan havalimanının önceki yıllara ait rapor verilerinden (buz çözücü uygulaması yapılan uçak sayısı vb.) de yararlanılmıştır. Sonuçlar, kontrollü besleme ve işletme şartları altında BÇS ile kontamine olmuş evsel atıksuların yüksek-hızlı havasız arıtımının uygulanabilir olduğunu ve makul miktarlarda biyogaz üretimi ile enerji geri kazanımının da mümkün olabileceğini göstermiştir. Buna göre, içerisinde %0.5 oranında Tip II BÇS içeren evsel atıksuların HÇYR ile arıtımı sırasında yaklaşık 920 m3/gün biyogaz ile bunun eşdeğeri olan yaklaşık 4340 kW-saat toplam enerji (elektrik ve ısı) üretimleri elde edilebilmiştir.
Özet (Çeviri)
Air transportation is the most preferable alternative due to the increase in world's population because it provides convenience to people in many ways. International Organization of Standardization (ISO) examined that the airline transportation has increased remarkably compared to previous years. For example, total number of domestic and international flights, which were approximately 595,000 in 2006, was recorded as 1,450,000 in 2016 (TUIK, 2017). In order to ensure flight safety in winter conditions when heavy snowfall occurs at the airports around the world, Aircraft Deicing Fluids (ADFs) are applied at the special places namely the 'deicing pads' to remove ice, frost and snow accumulated on the outer surfaces of the aircraft. There are four types of ADFs used during deicing applications. The main component of these fluids is 'ethylene glycol (EG)' or 'propylene glycol (PG)'. Compared to EG, PG is less harmful to the environment and it is easier to be treated. In addition, some of the ADFs (i.e., Type II) has a structure that prevents ice formation. Four types of ADFs are named as Type I, Type II, Type III, and Type IV. Among them, Type I ADF consists of 8% water, 90% glycol and less than 2% chemical substances. Type II and Type IV ADFs are the reformulated types of the Type II ADF; and it consists of 33% water, 65% glycol and 2% alcohol-based chemicals. Since such ADFs contain more water than Type II ADF, a dilution does not need before their usage. The types of ADFs vary according to the size of the aircraft. The main difference between these fluids is their viscosity. ADFs are produced in accordance with the standards set by ISO (EPA, 2000). Among them, Type II ADF is widely used in all over the world for deicing purpose and this type of ADF will be also used at the airport that is still under construction in Istanbul. During their applications; ADFs are sprayed on the surfaces of the airplanes after being diluted with hot water. Then, they are discharged/transported to the storage tanks by the channels at the airports. It is known that the storage tanks at the airports might be discharged to the nearest municipal wastewater treatment plant (WWTP) at certain ADF ratios. Moreover, ADFs might eventually reach to the municipal WWTPs via surface runoff through raining and snow melting. However, studies have shown that the organic loading rates (OLRs) of the biological systems at the WWTPs i.e., chemical oxygen demand (COD) are significantly increased by the wastewaters contaminated with ADFs and this might lead to lower treatment efficiencies which are not compatible with design parameters. Besides, the effluents of the WWTPs also do not provide the required standards given in the related regulations. ADF application is done in Turkey only in winter time (i.e., about 3 months). A portion of the ADF is collected at several airports in Turkey and it is moved away from the storage tank by a tanker. On the other hand, some portion is given directly to the sewerage system or to the receiving water bodies without any treatment. Since ADF contains high organic matter, it leads to environmental pollution and/or human health risks in the case of its direct discharge. The main impacts of wastewaters contaminated by ADFs are as follows (Vasilyeva, 2009): • Decreased amount of dissolved oxygen in the receiving water body, • Increased nutrient concentration and accordingly eutrophication in the receiving water body, • Creation of dead zones for the aquatic organisms, • Change and/or decrease in the variety of living beings in the environment, • Contamination of groundwater and drinking water sources, • Change in the physical conditions of the environment and surrounding areas (e.g., odour, foam problem, etc.), • Respiratory health problems, skin and eye irritation. Preliminary studies reported that anaerobic systems provide more effective treatment performance than aerobic systems and operating costs of anaerobic systems are lower in the treatment of wastewaters contaminated especially with Type II ADF. For this reason, it is more feasible to treat/manage the wastewaters contaminated with these fluids by anaerobic systems at the source of the pollution. Since the wastewater contaminated with ADFs have high COD concentrations that might seriously affect the biological systems at the WWTPs; ADF ratios should be at optimum/appropriate rate inside wastewater in order to treat easily. The aim of this study is to investigate anaerobic treatability of domestic wastewaters contaminated with ADFs (i.e., including high organic matter) at certain ratios by a high-rate anaerobic reactor namely the upflow anaerobic sludge bed (UASB) reactor. Besides, the biogas yield and the change in the ADF were also evaluated during anaerobic treatment next to conventional parameters such as total COD (tCOD), soluble COD (sCOD), pH, alkalinity, etc. UASB reactor occupies an important place among energy technologies. In these systems, wastewaters with high organic content could be treated, less space is needed for treatment and biogas can be obtained as a renewable energy source. Within the scope of the study, it is also aimed to investigate the change in microbial species in the biomass samples taken at certain intervals during the operation to understand the effect of these types of ADFs having high PG contents on the microbial cultures during anaerobic treatment. In the thesis, first of all, the purpose, scope and importance of the study was defined. The second part includes a literature review by giving general information about the subject and anaerobic biotechnology, the main characteristics of the ADFs, and the treatment methodologies of the wastewaters contaminated with ADFs. Moreover, the previous studies about the related subject were evaluated and main conclusions were given in this part. After this part; materials and the methods used during the study are given in detail in the third section. Also, in this section, the characteristics of the raw domestic wastewater, pure Type II ADF, and domestic wastewater contaminated with Type II ADF as well as the operating conditions of the bioreactors (batch and UASB) are given. In the fourth 'Results and Discussion' section; conventional parameters pH, alkalinity, tCOD, sCOD, total suspended solids (TSS), volatile suspended solids (VSS), biogas productions, PG, and volatile fatty acids (VFAs) are measured. In the last 'Conclusion' part; the main findings/remarks obtained within the scope of this study are presented and necessary future works are evaluated. According to the results, high biogas productions occur during anaerobic batch treatment of domestic wastewaters contaminated with Type II ADF until a certain ratio whereas biogas production from the UASB reactor indicated relatively lower yields. In the first study with batch system, a total of 9 reactors were run with Type II ADF in the domestic wastewater with the following ratios; 0% (control), 0.83%, 1.01%, 1.20%, 2.24%, 2.83%, 3.08%, 3.45%, and 4.20%. Results in terms of biogas yield and tCOD removal, the optimum ADF ratio was found as as 0.83% and 1.01%, respectively. The removal efficiencies of tCOD and sCOD at these ADF ratios changed between 90-97%. In addition, the highest biogas yield in the reactor with 0.83% ADF was found as about 0.404 m3/kg sCODinfluent. Moreover, biogas yields decreased dramatically in the reactors where ADF ratios were ≥ 1.20% which might be due to the fact that high ADF ratios caused an increase in VFAs so that the methanogens could be inhibited at pH values lower than optimum range. After the determination of the optimum ADF ratio in the domestic wastewater as about 0.83 and 1.01% in the batch study, a high-rate UASB reactor was operated at semi-continuous mode for about 8 months in the second part of this thesis study. During the start-up of the UASB reactor, some of the sludge taken from the batch reactors was used as the inoculum which has been already adapted to Type II ADF. Moreover, raw granular methanogenic sludge was also added into the bioreactor which was supplied from the mesophilic anaerobic reactor of a paper/cardboard industry. The total volume was 1300 m. At start-up; the UASB reactor was operated only with the raw domestic wastewater as the substrate and the ADF ratio was between 0.36-0.54% in the domestic wastewater for about two months (i.e., adaptation on ADF). Afterwards, the ADF ratio in the domestic wastewater was increased to 1.05% as operation continued between 68-154 days (about three months) which then decreased to 0.19% during the last two months due to low biogas productions. Despite of relatively lower biogas production; high COD and TSS removals were obtained during the study. Accordingly, the biogas yields were obtained as 3.9 L/kg sCODinfluent for the first period (ADF=0.36-0.54%), 1.4 L/kg sCODinfluent for the 2nd period (ADF=1.05%), and 1.8 L/kg sCODinfluent for the 3rd period (ADF=0.19%). Moreover, average tCOD and sCOD removals changed between 73-88% and 84-90%, respectively for each period. Hence, findings of this study indicated that Type II ADF might cause inhibitory effect above a certain ratio ≥ 1.05% which was observed more clearly in the high-rate anaerobic system operated at semi-continuous mode. In addition to these results, the microbial communities were identified in order to understand the microbial relationships between bacteria and methanogens as well as how these cultures affect the stability and the performance of anaerobic reactors especially when treating wastewaters contaminated with special pollutants like ADFs. Accordingly, the phyla namely Actinobacteria, Bacteroidetes, Chloroflexi, Firmicutes, Fusobacteria, Proteobacteria, Spirochaetes, Synergistetes, Thermotogae and Verrucomicrobia were detected at the last operating days of the 1st period at 0.36-0.54% ADF (t=67 day) and the 2nd period at 1.05% ADF (t=154 day). Among them, Bacteroidetes and Firmicutes were the dominant phyla during the operation of the UASB reactor at increased ADF ratios (from ca. 25% to 30% and from ca. 31% to 32%, respectively). Moreover, three dominant archaeal phyla were detected namely Methanomicrobia, Methanobacteria, and Thermoplasmata and while the relative abundances of Methanomicrobia and Methanobacteria increased, the relative abundance of Thermoplasmata decreased. Additionally, a conceptual design of one module UASB reactor was also done for the year 2019 in order to reflect field-scale conditions better at airports. Not only the findings of this study were used but also the reported aircraft numbers that de-icing application had been done in previous years were taken into consideration during conceptual design. Results indicated that high-rate anaerobic treatment of ADF-contaminated domestic wastewaters could be applicable at controlled feeding and operating conditions with reasonable biogas and energy productions. Accordingly, about 920 m3/day biogas production equivalent to ca. 4340 kWh total energy (electricity and heat) generation could be obtained by the UASB reactor treating about 0.5% Type II ADF included domestic wastewater.
Benzer Tezler
- Buz çözücü sıvı içeren atıksuların havasız arıtımında biyogaz geri kazanımı ile optimum glikol oranının araştırılması.
Investigation of optimum glycol ratio and biogas recovery during anaerobic treatment of the wastewaters contaminated with aircraft de-icing fluid.
HÜSEYİN MURAT GÖKTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÇİĞDEM GÖMEÇ
- Tekstil boyama atıksularının arıtılabilirliği
Başlık çevirisi yok
BURCU SOYHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FATOŞ GERMİRLİ BABUNA
- Tekstil endüstrisinde kullanılan yardımcı kimyasalları taşıyan ayrık akımların arıtılabilirliği
Treatability of segregated textile effluents containing auxiliary chemicals
CANAN TÜRKER
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATOŞ GERMİRLİ BABUNA İ
- Mezbaha ve sızıntı sularının anaerobik yukarı akışlı reaktörde arıtılabilirliği
Treatability of slaughterhouse and landfill leachate in anaerobic sludge bed reactor
HAYATİ BOZKURT
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Çevre MühendisliğiHarran ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HAKKİ GÜLŞEN
- Düzenli depolama alanı atıksularının elektrokimyasal yöntemler ile arıtılabilirliği
Treatability of landfill leachate by electrochemical processes
DİLAY DEMİRAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Çevre MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEVİL VELİ