Sabit ve akışkan yataklı kolon reaktörlerde zeolit kullanarak sızıntı suyundan amonyak giderimi
Removal of ammonium from landfill leachate in fixed and fluidized beds using zeolite
- Tez No: 972792
- Danışmanlar: PROF. DR. AHMET DEMİR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Sızıntı suyu, iyon değişimi, zeolit, sabit yatak, rejenerasyon, Leachate, ion exchange, zeolite, fixed bed, regeneration
- Yıl: 2007
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, sabit ve akışkan yatak kolon reaktörlerde Gördes zeoliti kullanarak sızıntı suyundan amonyak giderimi araştırılmıştır. Yapılan deneysel çalışmalarda; amonyak giderim mekanizması belirlendikten sonra arıtma performansına etki eden temas süresi, pH, amonyak konsantrasyonu, katyon etkisi, rejenerasyon ve modifikasyonun etkileri incelenmiştir. Zeolitle amonyak gideriminin mekanizması iyon değişimidir. Sızıntı suyunda bulunan amonyum zeolit tarafından tutulurken atıksuya kalsiyum ve potasyum verilmektedir. Sızıntı suyu bileşiminde bulunan Na, K+, Mg2+ ve Ca²+ gibi katyonlar NH4'le rekabet ederek hem iyon değiştirme kapasitesini azaltmakta hem de dengeye ulaşma süresini uzatmaktadır. Düşük amonyum konsantrasyonlarında ve yüksek temas sürelerinde katyonların negatif etkisi daha büyük olurken katyonlar arasında K+>Na>Ca²+>Mg2+ şeklinde bir sıralama elde edilmektedir. Kolon çalışmalarında en iyi performans pH 7.5'te elde edilirken 115 dakikadan daha küçük temas sürelerinde sızıntı suyundaki amonyum ile zeolitin iç yapısındaki iyon değiştirme bölgelerinin etkileşimi yeterince gerçekleşmemiştir. Düşük amonyak konsantrasyonlarında kolon reaktörleri daha uzun süre çalıştırılabilirken yüksek konsantrasyonlarda zeolit yatak çok hızlı bir şekilde doygunluğa ulaşmaktadır. Sızıntı suyu besleme şeklinin karşılaştırılmasında en iyi performans aşağı akışlı sistemde edilmekte olup akışkan yataklı besleme ile en az arıtma kapasitesi elde edilmiştir. Yüksek temas süresi ve uzun çalışma sürelerinde oluşan anaerobik film tabakası nedeniyle yukarı akışlı sistemde arıtılan sızıntı suyu hacmi ve tutunan amonyum miktarı aşağı akışlı sistemden daha düşük değerlerde kalmıştır. Aşağı akışlı sistemin arıtma performansını arttırmaya yönelik çalışmalarda tuz ile yapılan modifikasyonun zeolit yatak yüksekliğinin arttırılmasına oranla daha fazla etkisi olmuştur. 20 gr/l NaCl tuz konsantrasyonu ile pH 11'de 4 defa yapılan rejenerasyon ile kırılma noktası kapasitesinde % 50 oranında artış kaydedilmiştir. Yüksek miktarda amonyak içeren Odayeri depo sahası sızıntı suyunun arıtımı için önerilen arıtma prosesi, MAP çöktürmesini takiben aşağı akışlı sistemde zeolitle iyon değişimidir.
Özet (Çeviri)
The scope of this thesis is ammonia removal from sanitary landfill leachate using natural zeolite under static and dynamic conditions. Gördes zeolite was used as medium of fixed and fluidized bed reactors. Experimental studies were conducted to evaluate the effect of various parameters such as pH, contact time, initial ammonium concentration, competitive ions, regeneration and modification. Mechanism of ammonium uptake onto the zeolite occurs by exchange with calcium and potassium ions. Removal capacity of leachate was lower than synthetic solution due to the presence of competitive cations such as Na, K+, Mg2+ and Ca²+. Cations compete with ammonium ions for the ion exchange sites of zeolite and inhibites the removal capacity and equilibrium time. Competition effect was observed to be higher at lower ammonia concentration and higher contact time. Experimental results showed that the competitive effects of cations were in the order as K*>Na*>Ca²+>Mg2+ Ammonium exchange by the natural zeolite was found to be strongly dependent on solution pH and maximum uptake in the column study was achieved at pH 7.5. The contact time of less than 115 min. was inadequate to achieve a high removal rate in bed reactors. Comparison of bed reactors indicated that downflow system has the highest ammonium removal efficiency and fluidized system has the lowest breakthrough capacity. The performance of upflow mode was lower than downflow due to formation of anaeorobic biofilm attached on the zeolite particles at higher contact time and operation times. Modification with NaCl solution was found more attractive than increasing of bed height for the performance improvement of fixed bed. Upon exhaustion of the zeolite bed, the regeneration cycle was initiated using 10 g/1 NaCl at pH 11 and it was observed that breakthroug capacity of zeolite reactor was increased by 50% during 4 cycles of regeneration. The best option for the treatment of high ammoia leachate of Odayeri sanitary landfill site was suggested as MAP precipitation followed by fixed-bed ion exchange system operated in down-flow mode.
Benzer Tezler
- Sabit ve akışkan yataklı kolon reaktörlerde doğal kil mineralleri kullanılarak amonyağın giderilmesi
Başlık çevirisi yok
İBRAHİM BORA ÖZDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
1999
Maden Mühendisliği ve Madencilikİstanbul Teknik ÜniversitesiCevher Hazırlama Ana Bilim Dalı
PROF.DR. GÜNDÜZ ATEŞOK
- Elementel kükürt bazlı ototrofik ve miksotrofik denitrifikasyon prosesleriyle içme sularından nitrat gideriminin sabit ve akışkan yataklı reaktörlerde irdelenmesi
Evaluation of elemental-sulfur based autotrophic and mixotrophic denitrification processes for nitrate removal from drinking water in fixed-bed and fluidized-bed reactors
NESRİN DURSUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Çevre MühendisliğiHarran ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERKAN ŞAHİNKAYA
- Anaerobik biyoreaktörlerde atık çörek otundan (Nigella sativa) biyohidrojen eldesi verimliliğinin araştırılması
Research of the efficiency of biohydrogen gain from waste black cumin (Nigella sativa) in anaerobic bioreactors
NESRİN DURSUN
Doktora
Türkçe
2018
BiyoteknolojiHarran ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HAKKİ GÜLŞEN
- Investigation of combustion characteristics of indigenous lignite in a 150 kWt circulating fluidized bed combustor
150 kWt dolaşımlı akışkan yataklı yakıcıda yerli linyitin yanma özelliklerinin incelenmesi
AYKAN BATU
Doktora
İngilizce
2008
EnerjiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. NEVİN SELÇUK
YRD. DOÇ. DR. GÖRKEM KÜLAH
- Fluidized bed ammonium removal with clinoptilolite
Klinoptilolit ile akışkan yatakta amonyum giderimi
MARZİEH KHEDMATİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYŞE ERBİL