Geri Dön

Modelling of the leachate treatment plant with membrane bioreactor process

Membran bioreaktör procesli bir sızıntı suyu arıtma tesisinin modellenmesi

PDF İndir

  1. Tez No: 735212
  2. Yazar: CANSU DELİBAŞ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. İZZET ÖZTÜRK
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Çevre Bilimleri, Mühendisliği ve Yönetimi Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 101

Özet

Katı atık bertarafında en çok kullanılan yöntemlerden biri düzenli depolamadır. Tüm dünyada olduğu gibi, Türkiye'de de katı atıkların büyük bir kısmı düzenli depolama tesislerinde bertaraf edilmektedir. Atık yönetimi piramidinde son basamakta olmasına rağmen, düzenli depolama tüm dünyada hala yaygın bir şekilde uygulanmaktadır ve çevreye çeşitli etkileri bulunmaktadır. Bu etkilerden bazıları; orman alanlarının azalması, sera gazlarının salımına neden olması ve yeraltı su kaynaklarının kirlenmesi riskidir. Bu tür etkileri en aza indirmek ve çevreye olan zararını önlemek adına, düzenli depolama sahalarında belirli kontrol sistemleri kullanılmaktadır. Bu sistemler; Gaz Toplama Sistemleri ve Sızıntı Suyu Toplama Sistemleridir. Gaz toplama sistemleri, Dünya'ya sera etkisi yaratan metan, karbondioksit ve düşük orandaki bazı gazların, atmosfere salımını minimuma indiren bir sistemdir. Sızıntı suyu (SS) toplama sistemi ise, evsel atıksudan çok daha fazla kirli olan SS'in toplanması için kurulmaktadır. Sızıntı suyu, düzenli depolama sahasındaki depolanmış atıkların içerdikleri sulardan oluşan atıksudur. Bu tür kirli sular, kirlilikten tümüyle kurtulmak ve çevreye daha az zarar vermek için uygun bir biçimde arıtılmalıdır. Arıtma Tesisine gelen bir SS'in karakterizasyonu dönem dönem değişmektedir. Değişime sebep olan nedenlerden biri yağıştır. Düzenli depolamaya gelen yağış, SS özelliklerini direkt olarak etkilemektedir. Yağmur ya da kar yağışı, depolama tesisinden gelen suyu seyreltebilmektedir. Yüksek yeraltı suyu seviyesi durumunda, iyi yalıtılmamış düzenli depolama tabanında, SS ile yeraltı suyunun karışmasıyla sonuçlanabilir. Oluşan bu çöp suyunun yeraltına sızması da yeraltı su kaynaklarını etkilemektedir. Bu durumda, yeraltı suyu kaynakları kirlenmiş ve depolama sahası, çevreye büyük zarar vermiş olacaktır. Katı atık bileşenleri, oluşan SS muhtevasının baş etmenidir. Atık içindeki farklı bileşenler, mikroorganizmalar yardımıyla ayrıştırılır ve SS'e geçer. Kaynaklar, son zamanlarda artan plastik kullanımının, SS'i da etkilediğini göstermektedir. Yapılan çalışmalar, SS'in 17 farklı mikro plastik çeşidini içerdiğidir. Bu mikro plastikler atıksu arıtma tesisinde arıtılamayıp, deşarj yoluyla su kaynaklarına ulaşmaktadır. SS'de tespit edilen bu plastiklerin konsantrasyon eşdeğeri litrede 0,5 ila 25 parça olarak kaynaklarda belirtilmiştir. SS karakteristiğini değiştiren diğer etmenler depolama sahası özellikleriyle alakalıdır. Depolama sahasının redoks potansiyeli SS özelliklerini etkilemektedir. Ortamın pH değeri, depo bünyesinde gerçekleşen biyokimyasal prosesleri etkilemektedir. Bu kimyasal prosesler arasında redoks tepkimeleri de bulunmaktadır ve nütrient çözünürlüğünü etkilemektedir. Sızıntı suyu bileşenlerini etkileyen en önemli nedenlerden biri de depo yaşıdır. Atıklar depolandıktan sonra geçen süre, SS kirlilik konsantrasyonlarında değişime sebep olmaktadır. Bu parametreler Kimyasal Oksijen İhtiyacı(KOİ), Biyokimyasal Oksijen İhtiyacı (BOİ), toplam azot (TN), amonyak azotu (NH4-N), toplam fosfor (TP), alkalinite ve pH'dır. Depo yaşı genç olan sızıntı sularında, düşük moleküler ağırlığa sahip ve kısa zincirli organik maddeler oluşmaktadır. Bu tür maddeler, biyolojik olarak kolay ayrışabilen organiklerdir ve giderilmesi kolaydır. Depo yaşı ilerledikçe moleküler ağırlıkları büyük ve uzun zincirli organik maddeler ile kararlı yapıdaki maddeler, kolay ayrışabilen maddeler uzaklaştığından, sayıca fazlalaşır ve yoğunlaşır. Mevcut büyük yapıdaki moleküller, zor ayrışabilen yapıda olduklarından, SS'in arıtılabilirliğini azaltır. Zamanla kolay ayrışabilen maddelerin azalmasıyla, SS'de kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ) ve biyokimyasal oksijen ihtiyacı (BOİ) değerleri düşmektedir.Değişen BOİ ve alkalinite değerleri, SS'in arıtılabilirliğini değiştirmektedir. Yüksek BOİ değerine sahip sızıntı suları, düşük olana göre fazla kolay ayrışabilen organik maddelere sahip olduğundan, arıtma verimleri yüksektir. Genç Sızıntı Suyu olarak adlandırabildiğimiz tipteki sızıntı suları, yüksek BOİ değerine ve arıtma potansiyeline sahiptir. Yaşlı Sızıntı Suları ise, düşük arıtma verimlerine sahiptir ve denitrifikasyon prosesi için çözünebilir organik madde eklemesine ihtiyaç duyarlar. Alkalinite düşüklüğü de biyolojik arıtımı etkiler ve sürekli biçimde kontrol edilmesi gereklidir. Arıtım verimi için gözlemlenen diğer parametreler giriş fosfor ve azot değerleridir. Genel olarak yüksek olarak gözlemlenen azot değerinin yanında, fosfor konsantrasyonu, sızıntı sularında düşüklük gösterebilir. Biyolojik arıtma şartlarının sağlanabilmesi için sürekli fosfor eklemesi yapılması gerekmektedir. Sızıntı suyu kirlilik parametrelerini, evsel atıksu ile karşılaştırılması durumunda, SS parametrelerinin evsel atıksu'dan çokça fazla olduğu görülmektedir. KOİ bakımından karşılaştırıldığında, orta kirlilikteki SS, orta kirlilikteki evsel atıksu'dan yaklaşık 16 kat daha kirlilik barındırmaktadır. BOİ/KOİ oranları da atıksu tiplerine göre farklılık göstermektedir. Bu oran, evsel atıksularda ortalama 0,5 iken, sızıntı sularında depo yaşına göre büyük değişiklik göstermektedir. Depo yaşına göre 3 kategoride incelediğimiz SS'de, Genç SS için oran 0,5'ten fazla, Orta Kuvvette SS için oran 0.5 ve Yaşlı SS için 0.3'ten düşüktür. Bu oran, SS'lerin arıtılabilirlikleri hakkında da bilgi ve en fazla arıtılabilirliğe sahip SS çeşidi Genç SS'dur. SS çeşitlerine göre değişen tüm parametrelerin konsantrasyon değerleri, tezin ilgili bölümünde gösterilmiştir. Tezde incelenen durumlardan biri de, farklı SS konsantrasyonlarının mevcut arıtma tesisi kapasitesini nasıl etkileyebileceğidir. Literatür bilgileri, ikinci ve üçüncü bölümde sıralanmıştır. İlk bölüm, SS karakterizasyonu ile, evsel atıksu ve kendi içinde karşılaştırılmasını içermektedir. Genç, Orta ve Yaşlı SS konsantrasyonları ilgili bölümde belirtilmiştir. Ayrıca, genelde membran biyoreaktör (MBR) ile arıtılan, laboratuvar ya da tam ölçekli SS arıtımlarını inceleyen çalışmalara yer verilmiştir. Çalışmaların çoğunda görüldüğü üzere, SS arıtımı için en verimli kullanılan yöntem MBR yöntemidir. MBR prosesinde kullanılan katı madde ayırımı yapan birim, genelde ultrafiltrasyon (UF) olarak seçilmektedir. Bu arıtma tasarımı nanofiltrasyon (NF) ya da ters osmos (TO) birimleriyle desteklenebilmektedir. Bazı çalışmalarda yer verilen arıtma konfigürasyonları bir tablo halinde ilgili bölümde gösterilmiştir. Literatür başlığı altında verilen diğer türden bilgiler, modelleme konusu ile ilgilidir. Modellemenin temellerini oluşturan aktif çamur modelleri, evsel atıksu, endüstriyel atıksu ve tabii ki sızıntı suyu modellemesi için kullanılmaktadır. Üç çeşit aktif çamur modeli (AÇM) bulunmaktadır. Bu modellerin işleyiş mekanizmaları detaylı bir şekilde, ilgili bölümde anlatılmıştır. Her bir modelin, atıksu arıtma mekanizması bazı farklılıklar içermektedir ve bunlar, farklı kinetik değerler kullanılarak ortaya çıkarılır. Her bir model çeşidi için farklı kinetik veri aralığı tanımlanmıştır. Bu değer aralıkları dışına çıkılması, model işleyişi açısından doğru olmaz. Tezde araştırılan SS'e ve SS'in arıtımına uygun olarak, AÇM1 model tipi seçilmiştir. Bu model tipi ile nitrifikasyon ve denitrifikasyon prosesleri, herhangi bir kısıtlayıcı unsur olmadan modellenmektedir. Sızıntı Suyu modeli, GPS-X isimli atıksu arıtımı modellemesi yazılımı yardımıyla yapılandırılmıştır. GPS-X'te 3 AÇM de bulunmaktadır. Ek bazı model çeşitleri de, tercih edilebilecek bazı arıtma prosesleri için tasarlanmıştır. Model yazılımı, geliştiriciler tarafından iyi kalibre edilmiştir. Gerçek veri ile uyumsuz olan çıktıları düzenlemek dışında, geri kalan kalibrasyon parametrelerinde genelde değişiklik yapılmamaktadır. AÇM1 için belirlenen değer aralıkları, tipik değerlerle birlikte ilgili bölümde belirtilmiştir. Bu tez kapsamında, Membran Biyofilm Reaktör ile SS arıtımı yapan bir Sızıntı Suyu Arıtma Tesisi incelenmiştir. Bu tesis Türkiye'nin İzmit ilinde yer almakla birlikte İzmit merkez ilçesinin tüm atıklarının depolandığı bertaraf tesisinden gelen SS'i arıtmak için kurulmuştur. İzmit ilinin yıllık toplam atık miktarı 634.000 ton kadardır. İzmit Büyükşehir Belediyesi tarafından kurdurulan tesiste, yıllık ortalama 160.000 m3 SS arıtılmaktadır. SS arıtma tesisi kapsamında biyolojik proses ünitesi, UF ve NF ünitesi yer almaktadır. Tezin amacı, SS tesisinde arıtılan, çeşitli özelliklerdeki sızıntı sularının merkezi atıksu arıtma sistemine emniyetle deşarj edilebilecek niteliğe getirmesinin denetlenmesidir. Sızıntı suyu arıtma tesisinden gelen veriler, modelleme için kullanılmıştır. Mevcut SS özellikleri orta sertlikte SS özellikleri ile uyumludur. Tesis verilerine göre, giriş KOİ değeri denitrifikasyon prosesinin verimli bir şekilde gerçekleşmesi için yeterli değildir. Bu nedenle; tesisteki biyolojik arıtım prosesinde, giriş KOİ değeri, giriş azot değerinin 4 katı olacak şekilde düzenlenmektedir. Tesisin modellemesinde 52 günlük performans değerleri, bu durum esas alınarak düzenlenmiştir. giriş KOİ fraksiyonları, literatür verileri kullanılarak hesaplanmıştır. Model yazılımına girilen veriler arasında tesisin fiziksel ve işletme bilgileri de yer almaktadır. Tesis biyolojik arıtım prosesi kapsamında sırasıyla, bir anoksik tank ve aerobik tank içeren A/O prosesi bulunmaktadır. Katı madde ayırımı için UF prosesi kullanılmaktadır. Aerobik tanktan anoksik tanka içsel geri devir yaptırılmaktadır. Bu geri devir miktarı, ortalama giriş debisinin 4 katı kadardır. Aerobik tanktan, günlük oluşan çamur miktarı kadar atık çamur çekilmektedir. Bu miktar çamur yaşı 20-22 gün arasında olacak şekilde ayarlanmaktadır. UF ünitesinde çıkan süzüntü çıkışa (deşarj) giderken, konsantre kısmı biyolojik tankların başına verilmektedir. Modelleme adımları kalibrasyon ile başlamaktadır. Kalibrasyon sonrası, doğrulama adımına geçilir. 52 günlük tesis verileri iki parça halinde kullanılmıştır. Bu verilerin ilk yarısı kalibrasyon, ikinci yarısı ise doğrulama için kullanılmıştır. Modelde iki türlü kalibrasyon işlemi gerçekleştirilmiştir. İlki kararlı-durum kalibrasyonu ve ikincisi ise dinamik kalibrasyondur. Kararlı-durum kalibrasyonunda ilk yarısı kullanılan verilerin ortalamaları modele girilmiştir. Bu kalibrasyon yapıldıktan ve model çıktıları ile gerçek verilerin uyuştuğu görüldükten sonra, dinamik kalibrasyon gerçekleştirilir. Dinamik kalibrasyon, 26 günlük verilerin günlük olarak modele aktarılmasıyla başlamaktadır. Aktarılan verilere göre model, günlük olarak çıktı vermektedir. Bu çıktılar gerçek değerlerle karşılaştırılır. Kinetik parametreler, bu kalibrasyon süresi boyunca değişim gösterebilir. Değişen kinetik parametreler, değerleriyle birlikte tablo halinde gösterilmiştir. Sızıntı suyu giriş parametre değerlerinin zamanla değiştiği göz önünde bulundurularak, değişen koşulların arıtma kapasitesini nasıl etkilediği de incelenmiştir. Bu kapsamda 3 senaryo, gerçek veriler ve literatür verileri kullanılarak oluşturulmuştur. Bu üç senaryoda Genç SS, Yaşlı SS ve yağmur suyu ile Seyrelmiş SS ile beslenen SS arıtma tesisindeki performans değişimleri görülmek istenmiştir. Çıkış parametrelerinde özellikle KOİ, amonyum ve nitrata ağırlık verilmiştir. Birinci senaryo için, giriş KOİ değeri Genç SS'ye göre ayarlanmıştır. Giriş amonyum azotu değeri mevcut senaryo ile sabit tutulmuştur. Giriş KOİ/NH4-N oranı 5.2 olarak belirlenmiştir. Bu oran, eklenen KOİ değeri mevcut KOİ'yi geçmeyecek şekilde ayarlanmıştır. Genç SS' i temsil eden bu SS'de biyolojik olarak ayrışabilir KOİ miktarı çoğunluktadır. Birinci senaryoya göre, çıkış amonyak ve KOİ miktarı mevcut durum senaryosuyla aynıdır. Fakat mevcut duruma göre çıkış nitratı KOİ artışıyla birlikte düşüş göstermiştir. Giriş KOİ değerinin, giriş amonyum azotu değerinin 5.2 katı olması halinde, çıkış nitratı bu sızıntı suyu için 500 mg/L seviyelerine ulaşmaktadır. Oranı artırmak, çıkış nitrat parametresini iyileştirmektedir. Fakat oranın artması yüksek miktarlarda ek organik madde ihtiyacı doğuracağından uygulanabilir değildir. İkinci senaryo Yaşlı SS arıtımının mevcut tesiste meydana getireceği durumu gözlemlemek için oluşturulmuştur. Burada yeniden giriş KOİ değerinde değişiklik yapılmıştır. Giriş KOİ değeri, gerçek veriler temel alınarak ortalama 3650 mg/L ve amonyak azotu değeri ise 1360 mg/L seviyelerine çekilmiştir. Ayrıca giriş KOİ fraksiyonlarında da değişiklik yapılmıştır. Giriş çözünebilen inert madde oranı %7'den %23'e çıkarılmıştır. Bu durum çıkış KOİ konsantrasyonunda artışa sebep olmuştur. KOİ/NH4-N oranı 2,7 olarak görülmektedir. Yaşlı SS özellikleri göz önünde bulundurulduğunda, giriş amonyağı ve debide de azaltmaya gidilmiştir. Bu senaryoya göre çıkış parametrelerinde fark edilir bir artış söz konusudur. KOİ arıtım verimi %92'ten %75 seviyelerine inmiştir. Amonyak arıtımında bir düşüş söz konusu değil iken, çıkış nitrat kalitesi düşmüştür. Bu değer model tarafından ortalama 1000 mg/L olarak hesaplanmıştır. Üçüncü ve son senaryo, sızıntı suyunun yüksek yağış altında seyrelmesinin incelenmesini hedef almaktadır. Bu senaryoda giriş parametreleri %50 oranında azaltılırken debi ise aynı oranda artırılmıştır. Bu senaryo için giriş KOİ fraksiyonları mevcut durum senaryosu ile sabit tutulmuş, KOİ/NH4-N oranı 3,4 olarak hesaplanmıştır. Amonyum giderim verimi %99 da sabit kalırken KOİ giderim verimi de %93 olmuştur. Son başlık olan Sonuç Başlığında, tezde yer verilen tüm literatür verilerine ve kinetik parametrelerin tipik değerler ve aralık değerler ile karşılaştırılmasına yer verilmiştir. SS Arıtma Tesisi mevcut durumunun modele aktarılması ile çeşitli senaryoların bu model üzerinden işlenmesi açıklanmıştır. Bu üç senaryoda incelenen çıkış parametreleri, giriş konsantrasyonları ile birlikte karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak, mevcut SS Arıtma Tesisinin (MBR) arıtma kapasitesi incelenmiştir. Yüksek debi, düşük giriş konsantrasyonları ve yüksek KOİ seviyeleri uygun bir çıkış değeri elde edilerek arıtılabilmektedir. Organik madde ekleme işlemi şart olup, çıkış nitrat iyileştirilmek istenmesi halinde, bu ekleme miktarının artırılması gerekmektedir. Çıkış KOİ değerleri deşarj standartlarına uygundur. Fakat SS'in yaşlanması durumunda, çıkış KOİ değeri sınır değerler civarında olacaktır. En iyi nitrat çıkış değerleri KOİ/ NH4-N'nun 5.2 olduğu senaryoda görülmektedir. Tesisin çalıştırılan model çıktılarına göre, kanala deşarj şartları sağlandığı; SS'in yaşlanması halinde ek bir KOİ giderimi veya farklı bir arıtma yöntemi seçilmesi uygun görülmüştür.

Özet (Çeviri)

The widely used method of waste disposal is landfilling both worldwide and in Turkey. This method is conventionally adhered to regardless of the fact that it is the last, therefore the last desirable, step in the waste management pyramid. There are numerous negative effects of landfills, including, deforestation, greenhouse gas emissions, and groundwater pollution. Control systems are utilized for detection and minimization of environmental pollutants, such as the gas collection and leachate collection systems being installed during the construction phase. Methane (CH4), carbon dioxide (CO2) and various other low rate gases, along with highly polluted leachate are handled at well-designed landfill sites. Environmetal conditions and leachate properties may change over the course of the landfill life. Precipitation directly affects the leachate characteristics. High groundwater levels and leackage of the landfill leachate (LL) may result in groundwater pollution. Landfill properties may alter leachate characteristics; such as waste composition, pH and redox potential of the landfill. The literature shows, it is showen that increasing plastic usage affects the leachate composition. About 17 different plastic types are included in leachate with varying concentrations of 0.5-25 item in a liter of leachate. Another substantial factor affecting the leachate characteristics is landfill age. It directly alters the characterization of leachate pollution parameters; namely Chemical Oxygen Demand (COD), Biochemical Oxygen Demand (BOD), total nitrogen (TN), ammonium nitrogen (NH4-N), total phosphorous (TP), alkalinity, and pH. BOD or alkalinity levels are indicator of treatability. High BOD levels shows that the leachate can be well treated . In the new landfilled wastes, low-chain and weak organic molecules exist which are categorized as easily biodegradable. In the old aged leachates, heavy molecular weight matters are dominant. If BOD level of a leachate is low, this leachate is generally categorized as old with low treatability of old leachates is low. Additionally, phosphorous (P), alkalinity and organic matter addition is necessary for biological treatment of leachate. In terms of the COD parameter, medium-strength leachate is 16 times polluted than medium-strength domestic wastewater. The BOD/COD ratio is different for several leachate types because treatabilities vary. Landfill leachate is classified in 3 categories according to landfill age. Landfills with age of 5 years or less generate young leachate. When the landfill age is in between 5-10 years, leachate is categorized as medium. Old leachate results from 10 years and older landfills. The BOD/COD ratio is greater than 0.5 for young leachate, equal to 0.5 for medium leachate and less than 0.3 for old leachate. In summary, young leachate has the highest level of treatability while medium leachate is almost as high. Organic matter addition is possible sometimes in medium leachates. Old leachate has the lowest treatability. All the parameters change with landfill age as provided in the literature review section of thesis. This thesis investigates how different LL types affect the current treatment capacity of the leachate treatment plant. First section of 2 literature sections compare of LL with domestic wastewater and with respect to landfill age. Furthermore, leachate treatment technologies are included in the related section. Most of the leachate treatment configurations are made of membrane biofilm reactor (MBR) process. This process is proven to be the most sufficient for leachate treatment. Following MBR, additional treatment units can be implemented to the configuration for increased effluent quality. In general, ultrafiltration (UF) unit exists in solid seperation as a part of the MBR process with additive units namely nanofiltration (NF) and reverse osmos (RO). Examples for leachate treatment configurations were given comperatively in this section. Other topic in literature is regarding modelling. Modelling approaches for wastewater treatment were discussed. The most commonly used model types are activated sludge models (ASMs). There are 3 ASMs for wastewater treatment modelling which are highlighted in detail respectively. The model type utilized within the scope of this study as been further elaborated. Model type selection differs with wastewater characterization and observed effluent parameters. Kinetic parameters vary with different leachate characteristics where each model type defines its interval of kinetic values. Model type were determined according to this perspective where the most appropriate model type has been selected as ASM1 for this study. The aim of the study coincide with ASM1 modelling mechanisms. The program used for leachate modelling is GPS-X (Hydromantis, Canada). It is used for domestic wastewater or industrial wastewater modelling, and inevitably for leachate. The program is well-calibrated with an easy-to-construct configuration process. Treatment capacity of the plant has been detected for the current situation baseline and for different conditions (scenarios). This thesis evaluates the leachate treatment capacity of a leachate treatment plant utilized a MBR system located in İzmit province of Turkey. The treatment plant was constructed for İzmit Landfill Facility. Approximately 634,000 tons of waste was disposed of at the site with 160,000 m3 of leachate generation in 2019. The biological treatment plant includes UF and NF membrane units. The aim of the thesis is the investigation of the plant's treatment performance with respect to discharge standards. The modelling was realized with actual data from the plant. Average flowrates and pollution parameters of generated leachate were provided. Besides, leachate characteristics were defined as medium strength. Treatability is high, but COD addition is acqiured for the denitrification process. The COD/NH4-N ratio is defined as 4 for good denitrification efficiency. Effluent quality of treated leachate were known and used for modelling of the treatment process at baseline conditions. Performance data of 52 days was used in the model. Physical properties of the plant, along with volumes of reactors and flowrates into reactors were provided. Firstly, the current situation of the leachate treatment plant has been implemented in the model as the baseline. The plant includes anoxic and aerobic tanks with UF membrane for solid seperation. Internal recirculation flowrate is defined as 4 times the influent flowrate. Sludge retention time was set to 20-22 days. The modelling study started with steady-state calibration. 52 days of data were divided into 2 for calibration and verification purposes.The average values of the obtained data for leachate treatment plant were used for this step. Model outputs has been calibrated with actual data. Leachate characterization and kinetic parameters were also calibrated. Then, the final calibration was conducted with the dynamic data of 26 days. Changing kinetic and default values were presented comparatively in the related section. After model was dynamically calibrated, verification of the model was done with another set of actual data. Model was able to predict the effluent COD and, NH4-N values , however, effluent nitrate value appered lower than the model prediction. Therefore; it was concluded that influent COD concentration was actually higher than the data obtained from the plant. COD effluent consists of the soluble inert part of the influent COD. Ammonium nitrogen is treated with high efficiency. Leachate characteristics change with as landfill age and precipitation. In order to see the treatment capacity of the plant with changing leachate characteristics, three different scenario were generated. Treatment of young and old leachate in addition to diluted leachate were modelled by varying influent leachate characteristics. For the young leachate in the first scenario, influent COD concentration increased up to 5.2 times of the influent NH4-N concentration. Young leachates have high biodegradable COD levels. The result of the scenario provided the lowest nitrate value of 500 mg/L, and lowest COD concentration at the effluent. In the second scenario, old leachate has a relatively greater non-biodegradable portion of the influent COD. COD concentration of this type of leachate is 3650 mg/L in average, and easily degradable COD level is in low portion,in addition, NH4-N concentration is ~1360 mg/L. The COD/ NH4-N ratio is 2.7. The results showed the highest nitrate value of like 1000 mg/L, and the treatment efficiency for COD is decresed to 75% from 92%. Third scenario includes diluted leachate with rainwater. Flowrate naturally is more than other scenarios, and the influent concentrations are the lowest. Pollution loads were decreased by 50%, while flowrate increased by 50%. The COD/ NH4-N ratio is 3.4 and COD fractions are same with default scenario. The NH4-N removal rate is 99% and COD removal rate is 93% while parameters are in acceptable levels. Results and Discussion Section includes comparisons of modelling scenarios and kinetic values. According to the scenario effluents, nitrate is directly related with the influent COD or biodegradable part of COD, and the denitrification volume of A/O process. Ammonium effluent is not affected by the changes at the influent characterisation. Soluble inert part of the influent COD goes directly into the effluent without being treated. This study investigate the treatment capacity of the landfill leachate treatment plant. COD addition is necessary for the effluent quality. The best nitrate concentration in the effluent was observed when COD/NH4-N ratio reached the value of 5 or higher. Feasible amount for COD addition is not to exceed the raw influent COD concentration. Appropriate ratio was selected as 5.2 for the studied plant. According to the model evaluations, LL with high flowrates, low influent concentrations and high COD levels can be treated properly. Effluents of young leachate and diluted leachates can be discharged to sewage system. Old leachate has high effluent COD, and the concentration is within the discharge limitation for the sewage system. Further treatment units or different treatment processes may be necessary, such as NF or RO.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    864011

    Çöp sızıntı sularının MBR + NF ile arıtılması, performans değerlendirmesi ve modellenmesi

    Treatment of landfill wastewater with MBR + NF, performance evaluation and modelling

    MURAT YİĞİT

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. EMİNE ÇOKGÖR

  2. Tez No

    282736

    Düzenli depolama sahalarında oluşan sızıntı sularının membran biyoreaktör ve nanofiltrasyon teknolojisi ile arıtımı

    Treatment of landfill leachate by membrane bioreactor and nanofiltration technology

    VAHİT BALAHORLİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2011

    Çevre Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. ENDER ÇETİN

  3. Tez No

    898349

    Anaerobik çıkış suyundan adsorpsiyon ile fosfor geri kazanımı

    Phosphorus recovery from anaerobic effluent by adsorption

    OZAN YILMAZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Çevre MühendisliğiSüleyman Demirel Üniversitesi

    Çevre Bilimleri Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÖZLEM SELÇUK KUŞÇU

  4. Tez No

    251523

    Susuzlaştırılmış kentsel arıtma çamurlarına ait sızıntı suyunun biyolojik ayrışabilirliğinin değerlendirilmesi

    Evaluation the biodegradibility of dewatered urban sludge leachate

    MERVE ÇIRPICI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2009

    Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. H. GÜÇLÜ İNSEL

  5. Tez No

    637664

    Development of iron-rich anode materials for lithium-ion battery technology from local FeCr alloys

    Yerli FeCr alaşımlarından lityum iyon pil teknolojisi için demirce zengin anot malzemelerinin geliştirilmesi

    MEHMET FERYAT GÜLCAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SEBAHATTİN GÜRMEN

    DR. ÖĞR. ÜYESİ BİLLUR DENİZ KARAHAN

Geri Dön