Chemically enhanced activated sludge process for the biodegradation of denim processing wastewaters
Denim prosesi atıksularının kimyasal destekli biyolojik ayrışabilirliğinin incelenmesi
- Tez No: 563234
- Danışmanlar: PROF. DR. SEVAL SÖZEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Çevre Biyoteknolojisi Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 119
Özet
Tesisten kaynaklanan atıksuların karakterizasyonunu belirlemek ve karakterizasyonun değişimini ortaya koymak üzere 30 gün boyunca atıksu arıtma tesisi girişinden 4 saatlik kompozit numune alınmış ve yapılan ölçümler istatistiki olarak değerlendirilmiştir. KOI üzerinden yapılan değerlendirme giriş akımındaki konsantrasyonların zamanın %68'inde 1.300 mg/L değerine eşit ya da daha küçük olduğunu göstermektedir. Diğer bir bakış açısı ile zamanın %68'inde 1.300 mg KOI/L'ye eşit ya da daha düşük konsantrasyonda atıksu arıtılmak üzere arıtma tesisine gelmektedir. Benzer değerlendirmenin çözünmüş KOI için yapıldığında zamanın %70'inde konsantrasyonun 850 mg/L'ye eşit ya da daha düşük olduğu görülmüştür. AKM konsantrasyonları dikkate alınmak kaydı ile yapılan değerlendirmede zamanın %50'sinde 3.050 mg/L, %70'inde ise 3.400 mg/L ya da daha küçük konsantrasyonlar görüldüğü saptanmıştır. UAKM konsantrasyonları zamanın %50'sinde 400 mg/L, %70'inde ise 450 mg/L ya da daha küçük konsantrasyonlar sergilemiştir. Fiziksel ve fiziksel-kimyasal arıtmanın biyolojik arıtılabilirlik üzerindeki etkisini ortaya koyabilmek üzere biyolojik arıtılabilirlik esaslı karakterizasyon çalışmaları ve respirometrik testler yürütülmüştür. Respirometrik deneylerde elde edilen oksijen tüketim hızları (OTH) ve eş zamanlı KOI tüketim hızı grafiklerinden yararlanılarak modelleme çalışması yapılmıştır. Modelleme çalışmasında içsel solunum için modifiye edilmiş ASM1 modeli kullanılmıştır. Basit çökelme uygulanmış atıksuda toplam KOİ'yi oluşturan fraksiyonların %9'unun kolay ayrışabilir KOİ, %43'ünün çözünmüş yavaş ayrışabilir KOİ, %16'sının partiküler yavaş ayrışabilir KOI, %14'ünün çözünmüş inert KOI ve %17'lik kısmının ise partiküler inert KOİ'den oluştuğu ortaya konmuştur. Fiziksel-kimyasal arıtma uygulanmış atıksuda ise bu oranlar sırasıyla %9 kolay ayrışabilir KOİ, %65 çözünmüş yavaş ayrışabilir KOİ ve %24 çözünmüş inert KOI olarak değişmiştir. Fiziksel arıtma sonrasında uygulanan kimyasal arıtma ile partiküler KOI bileşenlerinin tamamının giderilebildiği, dolayısıyla biyolojik arıtmanın yükünün azaltıldığı görülmüştür. Fiziksel-kimyasal arıtma uygulamasının sadece fiziksel arıtmaya oranla bir ölçüde kolay ayrışabilen organik maddeyi de gidermiş olması maksimum çoğalma hızının 5 1/gün'den 3 1/gün'e düşmesine neden olmuştur. Fiziksel-kimyasal arıtma, özellikle partiküler KOI ve partiküler inert KOİ'nin giderilmesi çerçevesinde biyolojik arıtma öncesinde önemli bir adım olarak dikkate alınmalıdır. Bu çalışma kapsamında, etkili renk giderimi sağlayabilmek amacıyla için yeni bir yaklaşım benimsenmiş, en yüksek renk içeriğine sahip atıksu akımları debileri oranında ayrı toplanarak, ayrık akımda renk giderim verimi araştırılmıştır. Oluşturulan kompozit numunede ozon, hidrojen peroksit ve fenton oksidasyonu ile ileri oksidasyon uygulanmıştır. Fenton oksidasyonunun ve 10 dak reaksiyon süresinin optimum olduğunun belirlenmesi sonrasında aynı yöntem genel atıksuya da renk giderimiamacı ile uygulanmıştır. Fiziksel-kimyasal arıtmadan geçirilmiş genel atıksuda tüm dalga boylarında renk absorbansının 1.0 1/m altında kaldığı görülmüştür. Elde edilen sonuçlar karşılaştırmalı olarak değerlendirildiğinde, renk gideriminin rengi esas olarak oluşturan ayrıkS akımlarda yapılmasının genel atıksu üzerinde-boru ucu uygulaması yapılmasına oranla teknik ve ekonomik açıdan çok daha efektif olduğunu ortaya koymuştur. Ancak bu çalışmada, ayrıca fenton oksidasyonunun denim atık suları üzerindeki potansiyelini ortaya koymak üzere esas olarak 'Fenton oksidasyonu, denim atıksularında renk ve KOİ giderme amacıyla geleneksel aktif çamur prosesi yerine kullanılabilir mi?' sorusunu da akla getirmiştir.
Özet (Çeviri)
This study aimed to investigate the treatability of denim processing wastewaters by using physical, chemical and biological processes in different flowschemes and to optimise the removal of basic pollutant parameters together with colour. An integrated physical-chemical scheme was applied as an appropriate pre-treatment for denim processing wastewaters. The major objective was to achieve full removal of pumice stone and color, and to provide an optimum adjustment of wastewater characteristics for biological treatment. The study firstly involved a comprehensive statistical evaluation of the plant effluent in terms of major quality indicators, based on 30 composite samples. This survey revealed a loaded effluent with 1.0 g/L pumice stone (> 2 mm in size); 3.4 g/L total suspended solids (TSS) (< 2 mm in size); 1.15 g/L COD and color 630 Pt-Co units, as 70 percentile values. Then, two representative samples approximating 70 percentiles values in terms of total COD levels were taken for lab-scale evaluation involving a sequence of plain settling and chemical settling experiments. plain settling for 1.0 h reduced the TSS levels to 760 - 520 mg/L and COD to 790 - 810 mg/L ranges for samples 1 and 2, respectively. No appreciable reduction was observed for color. Chemical treatment with optimum doses of polyelectrolyte and poly-aluminum chloride (PAC) exerted significant polishing impact on plain settling effluent, achieving almost complete removal of TSS, down to 60 mg/L, additional COD reduction to a final level of 335 mg/L. Moreover, color could be removed below 7.0/m for all absorbance levels of 436, 525, 630 nm tested in the experiments. Hence, the integrated physical-chemical treatment scheme proved to be effective and reliable approach to yield an effluent free of TSS and color with a COD level that can easily be eliminated through biological treatment. The effects of chemical treatment on quality of denim processing wastewater, the fate of major COD fractionation and kinetic coefficients describing main biological processes were evaluated using respirometry. Respirometry was also utilized to test the effects of pre-treatment by preparing oxygen uptake rate (OUR) curves. ASM1 modified for endogenous respiration can be used as basic backbone for achieving equivalent model for the treatment of denim processing wastewaters. COD fractionation for plain settled denim processing effluent was with 69% biodegradable fraction, a readily biodegradable COD ratio of 9%, soluble slowly hydrolyzable COD ratio of 43% and particulate inert fraction of 17%. Based on the obtained results, xxii integrated physical-chemical treatment sustains organic carbon composition in the wastewater and should be considered as a plain conditioning step for biological treatment due to stabilization of particulate inert COD. Additionally, the study adopted a new methodology for effective color removal; it involved a detailed in-plant analysis of a denim plant, identifying four major wastewater streams related to various dyeing steps, all with the highest color contribution to the plant effluent. Color removal experiments were implemented to these segregated waste streams, rather than the entire plant effluent. A flow proportional composite mixture of segregated streams was used for color removal experiments using the advanced oxidation process with ozone and hydrogen peroxide and Fenton oxidation. The latter yielded the best results achieving total removal of color below visual detection limit after an optimum reaction time of 10 minutes. Fenton oxidation process was also applied to a representative sample from the plant effluent after the physical chemical treatment sequence, where color absorbance levels were lowered at all wavelengths below 1.0/m. Comparative evaluation of all results provided conclusive indication that color treatment at source, implemented on selected segregated wastewater streams, presented distinct technical and economic advantages over the end of pipe treatment of the overall effluent. On the other hand, this study explored the limits of the potential of Fenton oxidation to answer the following major question for denim effluents: Can Fenton oxidation avoid and replace the traditional step of activated sludge treatment in terms of color and COD removal?
Benzer Tezler
- Integrated membrane filtration enhanced with chemical conditioning and biological treatability of olive mill wastewater
Zeytin karasuyunun kimyasal şartlandırma destekli entegre membran filtrasyonu sonrasında biyolojik arıtılabilirliğinin araştırılması
SUDE SALİMİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEVAL SÖZEN
- Ağır metal katkılı petrol hidrokarbonları kirliliği olan toprakların nano/bio yöntemiyle arıtımı
Remediation of soils co-contaminated with heavy metals and petroleum hydrocarbons using nano/bio process
BEKİR FATİH KAHRAMAN
Doktora
Türkçe
2019
Çevre MühendisliğiZonguldak Bülent Ecevit ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET ALTIN
- Effect of non steroidal anti-inflamatory drugs on microbial kinetics and population
Steroid yapıda olmayan antienflamatuvar yapıdaki ilaçların mikrobiyal kinetiğe ve populasyona etkisi
ESRA SALİH
- Energy efficient co-treatment of municipal wastewater and food waste
Kentsel atıksu ve yemek atıklarının enerji verimli birlikte arıtımı
HÜSEYİN GÜVEN
Doktora
İngilizce
2018
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İZZET ÖZTÜRK
- Karbon kaynağının ve katyon dengesinin biyolojik aşırı fosfor giderimi prosesi ve aktif çamurun çökme performansına etkisinin değerlendirilmesi
Evaluation of the effect of carbon source and cation balance on the enhanced biological phosphate removal and the settling performance of activated sludge
HÜSEYİN YAZICI
Doktora
Türkçe
2014
Çevre MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET KILIÇ