Investıgatıon Of Membrane Foulıng Mechanısms In The Anaerobıc Membrane Bioreactor (Anmbr): Applıcatıon Of Pharmaceutıcal Industry
In this study, treatability of etodolac chemical synthesis wastewater’s from the pharmaceutical industry was investigated in an AnMBR system and membran fouling mechanisms were researhed. The AnMBR reactor used in this study was operated with submerged membrane module (FM MP005 MF membrane, 66 cm2 surface area) which was run at methanogenic phase. Reactor has a 4 L volume and was operated with pH: 7, temperature: 35oC and continuous stirred and theoritical infinite sludge age (SRT=∞) for 557 days. COD was gradually increased to 2500 mg/L, 5000 mg/L, 7500 mg/L, 10000 mg/L, and 15000 mg/L. The COD removal efficiency up to 15000 mg/L COD loading period was approximately obtained between 85-90%. After feeding with 15000 mg/L COD, the removal efficiency consistently decreased to 60% and the lowest removal efficiency values were obtained throught all operation period. It was realized that the reduction of COD removal efficiency was caused by sulfide inhibition. Raw wastewater was ozonized and the reactor was fed with the ozonated raw wastewater (16 000 mg/L COD) for the last 167 days of operating period due to increased load values which has caused to sulfite inhibition in the AnMBR system. At the loading values of 2500, 5000, 7500, 10000 and 15000 mg/LCOD the related parameters were as follows: the flux rates of 2.1, 1.6, 1.1, 1.18 and 0.9 L L/m2.h; the HRT of 12, 15.6, 22.9, 21.4 and 27.6 days. According to the analysis results of AnMBR operation period, the removal efficencies of sulfate, sulfite, etodolac and COD reached to 76%, 99%, 90% and 95%, respectively. At the beginning of operation period the TVS/TS rate was %20 and increased to 40% in short time. After feeding with ozonated raw wastewater this rate was balanced between %6-12. Ozonation had not special impact on the increase of the TVS. The experimental studies at different OLR values were investigated relationship between floc structure, the contents of EPS and SMP, surface properties, wastewater viscosity and membrane fouling. PCR and FISH analysis were performed to determine the microbial population.
Membrane fouling is the main focus of this research. Therefore, the membrane fouling mechanisms were intensively investigated by the empirical membrane pore blockage models, adsortion and adsorption-membrane pore clogging models which are calculated with ‘Sigma-Plot’ program through determination of iteration values to calculate the flux models that cause flux reduction. The membrane autopsy analysis were also conducted on the clean, dirty and stripped membrane surfaces. After 557 days of operation period, the clean, dirty and mud scraped membranes were analyzed by SEM–EDS, FT–IR, zeta potential, contact angle, confocal microscope imaging, and optikprofilometr measuremements of surface roughness. The mud deposited on membrane surface was analyzed by ICP–OES, TOC, EPS and SMP analysis. The autopsy process has showed that the cake layer deposited on the membrane was as thick as 600µm. The inorganic precipitation such as calcium and salt crystals was also observed on the surface of membrane. The roughness of dirty membranes was found the highest compared to clean and stripped membranes. The negative surface charge of the clean membrane has changed to positive value after the biological contamination.Consequently, the removal efficiencies of COD and etodolac in this study were reached to 90% and 84.1-90.7%, respectively when the resoasons of inhibition in AnMBR improved, though the increase of fouling and the flux reduction occured in membane.
PANGALİYEV Yerbol
Danışman : Doç. Dr. H. Kurtuluş ÖZCAN
Anabilim Dalı : Çevre Mühendisliği
Programı : -
Mezuniyet Yılı : 2014
Tez Savunma Jürisi : Doç. Dr. H. Kurtuluş ÖZCAN
Prof.Dr.Nilgün BALKAYA
Doç. Dr. Burcu ONAT
Doç. Dr. Yalçın GÜNEŞ
Doç. Dr. Ülkü ŞAHİN
Ömrünü Tamamlamış Lastiklerden Piroliz/Gazlaştırma İle Ürün Eldesi
Küresel çevre sorunlarından biri olan atık lastiklerin bertarafı özellikle gelişmiş ülkelerde ciddi bir problem olarak varlığını sürdürmektedir. Atık lastiklerin nakliyesi, depolanması ve çevreye zarar vermeden saklanması büyük maddi külfetler oluşturmaktadır. Bu problem üzerine dünyanın birçok yerinde çalışmalar yapılmaktadır. Piroliz ve gazlaştırma işlemleri hem atık lastiklerin bertaraf edilmesi hem de enerji geri kazanımında değerlendirilebilecek ürün elde edilmesine imkan vermesi sebebiyle ön plana çıkmaktadır.
Bu çalışmada, termokimyasal işlemler ile ömrünü tamamlamış atık lastiklerinden değerlendirebilecek ürün elde edilebilirliği araştırılmıştır. Deneysel çalışmalar İstanbul Üniversitesi Mühendislik Fakültesinde bulunan Çevre Mühendisliği laboratuvarında gerçekleştirilmiştir. Laboratuvar imkanları dahilinde gerçekleştirilemeyen analizler akredite laboratuvarda yaptırılmıştır. Isıl proseslerde, yüksek kaliteli ürün (katı-sıvı-gaz) elde edilmesi büyük ölçüde kullanılan yakıtın (ömrünü tamamlamış lastik) elementel içeriğine bağlıdır. Bu nedenle deneyler yapılmadan önce hammaddenin karakterizasyonu yapılmıştır. Elementel analiz sonucunda hammaddenin ağırlıkça karbon (%80,38) ve hidrojen (%8,67) içerdiği tespit edilmiştir. Piroliz ve gazlaştırma deneyleri siklon ayırıcılı sabit yataklı reaktörde yürütülmüş ve tüm deneylerde 100 gr hammadde kullanılmıştır.
Piroliz deneylerinde farklı sıcaklık değerlerinde (300 ºC, 400 ºC, 500 ºC, 600 ºC ve 700 ºC), ajan gazı olarak azot sürekli ve kesikli verilerek işlem gerçekleştirilmiştir. Gazlaştırma deneyleri ise 600 ºC, 700 ºC ve 800 ºC sıcaklıklarda ve farklı kuru hava ve saf oksijen debilerinde (0,05 L/dk, 0,1 L/dk, 0,2 L/dk, 0,3 L/dk, 0,4 L/dk, 0,5 L/dk) yürütülmüştür. Farklı şartların ürün eldesine olan etkilerini gözlemleyebilmek için, piroliz ön işlemli gazlaştırma deneyi yapılıp, 1 ve 4 saatlik iki farklı pirolizin ardından gazlaştırma işlemi 0,05 L/dk kuru hava ve saf oksijen verilerek yürütülmüştür. Tüm deneylerde oluşan gazın içerisindeki CO, CO2, H2, CH4, ve O2 miktarları hacimsel yüzde olarak on-line gaz analizörüyle ölçülmüştür. Sıvı ve katı ürünlerin kütlesel tartımı alınıp, optimum şartlarda elde edilen sıvı ürünlerde elementel analiz ve kalorifik değer analizleri yapılmıştır.
Deneysel çalışmaların sonuçları değerlendiğinde 0,05 L/dk kuru hava verilerek gerçekleştirilen gazlaştırma deneylerinde CH4 ve H2 açısından zengin ve ısıl değeri yüksek bir sentez gaz elde edilmiştir. Atık lastik piroliz ve gazlaştırmasında elde edilen sıvı ürün miktarlarının 700 ºC ve 800 ºC sıcaklıkta en yüksek seviyede olduğu tespit edilmiştir. Çalışmada, elde elde edilen piroliz ürünlerinin kalorifik değerleri ise, sıvı ve katı ürünler için sırasıyla 9117 kcal/m3 ve 8710 kcal/kg olarak tespit edilmiştir.
Bu çalışmada elde edilen bulgular ışığında; ülkemizde ve dünyada büyük çevresel ve ekonomik zararları olan atık lastiklerin yönetiminde, piroliz ve gazlaştırma yöntemlerinin değerlendirilebilir ürün eldesi açısından alternatif bir yöntem olarak kullanılabileceği sonucuna varılmıştır.
Derıvatıon Of Recoverable Products From Waste Tıre By Pyrolysıs/Gasıfıcatıon
Disposal of waste tires which is one of the global environmental problems continues the presence thereof as a serious problem, especially in developed countries. Transport, storage and stashing away thereof without harming the environment create a great financial burden. This issue is being studied in many parts of the world. Pyrolysis and gasification processes stand out due to making possible the disposal of waste tires and obtaining products that can be employed in energy recovery.
In this study, it has been researched if useful products that can be employed in any area can be obtained from waste tires that have completed the physical life thereof by virtue of thermochemical processing’s. Experimental studies have been conducted in the Environmental Engineering laboratory located within Istanbul University Faculty of Engineering. Analysis which could not be performed within the laboratory facilities were performed in an accredited laboratory. Obtaining high-quality products (solid-liquid-gas) in the thermal processes mainly depend on the elemental contents of the fuel (waste tires) utilized. As such, the characterization of raw materials was performed before performing the experiments. As a result of the elemental analysis weight of the raw material was found to contain carbon (by 80.38%) and hydrogen (by 8.67%). Pyrolysis and gasification tests were carried out in a fixed-bed-reactor with cyclone separator and 100 g of raw material was used in all experiments.
Pyrolysis experiments were conducted at various temperatures (300ºC, 400ºC, 500ºC, 600ºC and 700ºC) and nitrogen, employed as agent gas, was given batch and continuously during the process. Gasification experiments were conducted at temperatures of 600ºC, 700ºC and 800ºC and in different dry air and pure oxygen flow rates (0.05 L/min, 0.1 L/min, 0.2 L/min, 0.3 L/min, 0.4 L/min, 0.5 L/min). Pyrolysis pretreated gasification test was conducted for observing the effect of different conditions on product yields and gasification process was performed by giving 0.05 L/min of dry air and pure oxygen subsequent to two different pyrolysis of 1 and 4 hours. In all experiments, CO, CO2, H2, CH4 and O2 quantities in the resulting gas were measured in volumetric percentage by on-line gas analyzers. Mass weighing of the liquid and solid products was taken and elemental analysis and calorific value analyses of the liquid products obtained in optimum conditions were conducted.
When the results of the experimental studies were evaluated, it was found that a synthesis gas rich in CH4 and H2 with a high calorific value was obtained in gasification experiments performed by giving 0.05 L/min of dry air. The liquid product quantities obtained in the pyrolysis and gasification of waste tires were found to be at the highest level at 700°C and 800°C. In the study, the calorific values of the obtained liquid and solid products pyrolysis products were determined as 9117 kcal/m3 and 8710 kcal/kg respectively.
It has been concluded that pyrolysis and gasification methods can be used as alternative methods in the management of waste tires which have big environmental and economic damages in national and international scale.
BÜKER Nazan
Danışman : Prof. Dr. Nilgün BALKAYA
Anabilim Dalı : Çevre Mühendisliği
Programı : -
Mezuniyet Yılı : 2014
Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Nilgün BALKAYA
Prof. Dr. Hüseyin SELÇUK
Prof. Dr. Saadet Kevser PABUCCUOĞLU
Doç. Dr. Mehmet KOBYA
Doç. Dr. Nihal BEKTAŞ
Alum Çamuru Kullanılarak Reaktif Boyarmadde Giderimi
Reaktif boyarmaddeler mükemmel renk haslığı, kolay uygulanabilirliği ve parlak renkleriyle tekstil endüstrisinde yaygın olarak kullanılırlar. Ama çoğu reaktif boyarmadde toksik veya kanserojen etkiye sahiptir. Boyarmadde içeren atıksuları geleneksel atıksu arıtma yöntemleri ile arıtmak oldukça zordur. Adsorpsiyon yöntemi atıksulardan boyarmadde giderimi için basit, ucuz ve etkili fiziksel bir süreçtir. Bu nedenle adsorpsiyon yöntemi atıksulardan boyarmadde gideriminde yaygın olarak kullanılmaktadır.
Bu çalışmada, Remazol Blue RR (RB) boyarmaddesinin modifiye edilmemiş alum çamuru (AÇ) ve katyonik sürfaktan ile modifiye edilen alum çamuru (M-AÇ) tarafından giderimi kesikli sistemde çalışılmıştır. Kullanılan yüzey aktif madde hekzadesil trimetil amonyumdur (HDTMA).
RB’ nin modifiye edilmiş ve modifiye edilmemiş alum çamuru adsorpsiyonuna, pH’ ın, temas süresinin, sıcaklığın, başlangıç boyarmadde konsantrasyonunun, tuzluluk etkisi ve adsorban dozajının etkileri araştırılmıştır. Deneysel verilerin Langmuir, Freundlich ve D-R izotermlerine ve kinetik modellere uygunluğu araştırılmış, termodinamik hesaplamalar yapılmıştır. FT-IR analizleri ile adsorpsiyon mekanizması tanımlanmıştır. SEM-EDS analizleri morfolojik tayin için kullanılmıştır. Adsorban karakterizasyonu için yüzey alanı ölçümleri yapılmıştır. Belirlenen optimum deneysel koşullarda, gerçek atıksu ve sentetik atıksu kullanılarak gerçekleştirilen adsorpsiyon çalışmaları sonucunda elde edilen giderim verimleri birbiriyle karşılaştırılmıştır.
Deneysel çalışmalar sonucunda elde edilen verilerden RB adsorpsiyonu için alum çamurunun optimum pH değeri 2, modifiye edilmiş alum çamurunun optimum pH değeri ise 6 olarak belirlenmiştir. Alum Çamuru (AÇ) için optimum temas süresi 90 dk., modifiye edilmiş alum çamuru (M-AÇ) için temas süresi 60 dk. olarak seçilmiştir. Başlangıç RB konsantrasyonunun, sıcaklığın ve adsorban dozajının artmasıyla, alum çamurunun ve modifiye alum çamurunun adsorpsiyon kapasiteleri artmıştır. Her bir adsorban için tuz konsantrasyonu arttıkça adsorpsiyon kapasitesi düşmüştür. Kinetik çalışmalar, tüm adsorban örnekleri için yalancı ikinci derece kinetik modelin yalancı birinci derece kinetik modele göre daha iyi uyduğunu göstermiştir.
30 g/L AÇ, 240 dakikalık temas süresi ve 150 rpm çalkalama hızında AÇ ile sentetik atıksudan RB giderim verimi % 54.36 ve adsorpsiyon kapasitesi (q) 0.453 mg/g, gerçek atıksuda ise RB giderim verimi % 49.4 ve adsorpsiyon kapasitesi (q) 0.411 mg/g olarak belirlenmiştir.
5 g/L M-AÇ, 240 dakikalık temas süresi ve 150 rpm çalkalama hızında M-AÇ ile sentetik atıksudan RB giderim verimi % 94.45 ve adsorpsiyon kapasitesi (q) 4.222 mg/g, gerçek atıksuda ise RB giderim verimi % 73.98 ve adsorpsiyon kapasitesi (q) 3.699 mg/g olarak bulunmuştur.
İzoterm çalışmaları sonucunda AÇ üzerine RB adsorpsiyonunun, Freundlich izotermine D-R izoterminden daha çok uyduğu, M-AÇ üzerine RB adsorpsiyonunun ise Langmuir izotermine diğer izotermlerden daha çok uyduğu belirlenmiştir.
Removal Of Reactıve Dye By Usıng Alum Sludge
Reactive dyes are widely used in textile industry due to their bright colors, excellent colour fastness and easy applicability. But most of the reactive dyes have toxic and carcinogenic effects. Removal of reactive dyes from waste water is difficult by conventional physicochemical treatment methods. Adsorption is an effective, simple, physical process for the removal of dyestuffs from waste waters. So adsorption proces is widely used technic for the removal of dyestuffs from waste waters.
In this study, the removal of Remazol Blue RR (RB) from aqueous solution by cationic surfactant-modified alum sludge and unmodified alum sludge was studied in a batch system. The surfactant used was hexadecyltrimethylammonium (HDTMA).
The effects of pH, contact time, initial dye concentration, adsorbent dose, salt effect, and temperature on the adsorption of RB onto modified and unmodified alum sludge were investigated. Langmiur, Freundlich, D-R isotherms, kinetic models and thermodynamic data were calculated with experiment results. The adsorption mechanism was described with FT-IR analysis at adsorption method. SEM-EDS analysis was used for the morphologic determinations. The surface area measurement was made for adsorbent characterization. Then removal efficiencies which are detected with kinetic experiments for textile industrial wastewater and synthetic wastewater was compared and was discussed each other.
It was determined depending on the results obtained after experiments that the optimum pH value was 2 for adsorption by alum sludge and 6 for adsorption by modified alum sludge. The optimum contact time was determined to be 90 min for alum sludge, 60 min for modified alum sludge. The adsorption capacities of alum sludge and modified alum sludge increased with increasing initial dye concentration, temperature and adsorbent dosage. The increasing value of salt concentration decreased the adsorption capasity of each both adsorbent. Kinetic studies showed that pseudo second order kinetic model well fitted than pseudo first order kinetic model to all the adsorbent samples.
At adsorban dosage of 30 g/L, contact time of 240 minutes and shaking speed of 150 rpm, the removal of RB from synthetic wastewater by using AS was found to be % 54.36 and adsorption capacity of AS was found to be 0.453 mg/g. On the other hand, at same experimental conditions with synthetic wastewater the removal of RB from textile wastewater by using AS was found to be % 49.4and adsorption capacity of AS was found to be 0.411 mg/g.
At adsroban dosage of 5 g/L,contact time of 240 minutes and shaking speed of 150 rpm the removal of RB from synthetic wastewater by using M-AS was found to be % 94.45 and adsorption capacity of M-AS was found to be 4.222 mg/g. On the other hand, at same experimental conditions with synthetic wastewater the removal of RB from textile wastewater by using M-AS was found to be % 73.98 and adsorption capacity of M-AS was found to be 3.699 mg/g.
Adsorption of RB on alum sludge was expressed better with Freundlich adsorption equation than D-R adsorption equation. Also, adsorption of RB using modified alum sludge was expressed better with Langmuir adsorption equation than the other.
SADIKOĞLU Hilal ÖZEK
Danışman : Yard. Doç. Dr. Atakan ÖNGEN
Anabilim Dalı : Çevre Mühendisliği
Programı : -
Mezuniyet Yılı : 2014
Tez Savunma Jürisi : Yard. Doç. Dr. Atakan ÖNGEN
Prof. Dr. Semiha ARAYICI
Doç. Dr. Kurtuluş ÖZCAN
Doç. Dr. Yalçın GÜNEŞ
Yard. Doç. Dr. Beril ÖZÇELEP
Arıtma Çamurlarının Pirolizinde Uçucu Metal Bileşiklerin Kontrolü
Dünya nüfusunun artan ihtiyaçlarıyla birlikte sanayi ve teknolojide hızla gelişmektedir. Bu gelişme süresince, sanayi tesislerinden kaynaklanan atık miktarları da artmaktadır. Bu atıkların kontrol altına alınması ve yeniden değerlendirilmesi sürdürebilir gelişme açısından oldukça önemlidir.
Galvanizleme arıtma çamurları yüksek metal içeriğine sahip çamurlardır. Bu çamurlar için çeşitli bertaraf yolları mümkündür, piroliz yöntemi de bu teknolojilerden biridir. Fakat termokimyasal işlemlerle çamurların bertarafında uçucu metal bileşikleri, hava kirliliği açısından sorun oluşturmaktadır.
Bu çalışmanın amacı, mikrodalga ön ısıtma ile birlikte pirolizin uçucu metal bileşiklerinin karakteristikleri üzerindeki etkisini incelemektir. Uçucu metal bileşiklerin davranışını kontrol edebilmek amacıyla numunelere, mikrodalga fırın ile farklı enerji aralıkları ve sürelerde ön ısıtma uygulanmıştır. Böylece mikrodalga ön işleminin, uçucu metal kontrolündeki etkileri araştırılmıştır. Metal analizleri ve elementel analizi yapılmış endüstriyel atıksu arıtma tesisi çamur örnekleriyle, başlangıç şartları belirlendikten sonra piroliz deneyleri yapılmıştır. Piroliz sonrası oluşan katı ürünlerin tekrardan metal analizi yapılarak, mikrodalga ön ısıtma ve pirolizin metaller üzerindeki etkileri incelenmiştir. Piroliz deneylerinden elde edilen gaz ürünün ölçümü gaz analizörü ile yapılmış ve çalışma konusunun dışında kaldığı için sıvı ürünler tartılmış fakat analizleri yapılmamıştır.
Galvano Teknik Sanayi ham atıksu arıtma çamurunda bulunan % ağırlıkça CaO, Fe2O3 ve Cr2O3 metal oksitlerinde, mikrodalga ön ısıtma ve piroliz yapıldıktan sonra başlangıçtaki miktarlara göre artış gözlenmiştir. 600Watt, 5 dk ön işlem ve piroliz uygulanan bütün numunelerde benzer değişimler tespit edilmiştir. Bu noktada CaO, Fe2O3 ve Cr2O3 oksitleri % ağırlıkça; 22,47, 16,93 ve 5,63 ölçülmüştür. MnO, CuO, NiO, SnO2, ZnO metallerinde ise aynı etki gözlenmemiştir. Karşılaştırma amacıyla, karbon içeriği yüksek gıda sanayi atıksu arıtma çamuru seçilmiştir. Belirlenen optimum işletme koşulları uygulanarak, arıtma çamurunun metal içeriği analiz edilmiştir. Optimum koşullarda çalışılan numunelerin taramalı elektron mikroskobu kullanılarak metal içeriklerinin haritalandırılması yapılmıştır.
Mikrodalga ön ısıtma ve pirolizin birlikte uygulanması ile bazı metallerin stabilize edildiği sonucuna varılmıştır. Ayrıca, bu deneysel çalışma pilot ölçekli çalışmalar için yeni veriler sağlanması açısından da önem taşımaktadır.
Control Of Volatile Metal Compounds During Waste Sludge Pyrolysis
Industry and technology are developing rapidly with the growing needs of the world population. During this development, the amounts of waste from industrial plants are also increasing. Control and recycling of these wastes are very important for Sustainable Development.
Galvanizing sludge has a high metal content. There are several ways to dispose of this sludge, one of these technologies is pyrolysis method. But in the disposal of sludge with thermochemical processes, volatile metal compounds poses problems in terms of air pollution.
The aim of this study is to examine the effect of pyrolysis with microwave preheating on the characteristics of volatile metal compounds. In order to control the behavior of volatile metal compounds, samples were preheated with microwave owen in different energy ranges and times. Thus, the effects of microwave pretreatment on the control of volatile metal were investigated. With industrial wastewater treatment plant sludge samples which has been done metal analysis and elemental analysis, pyrolysis experiments were performed after determining the initial conditions. The resulting solid products after pyrolysis were analyzed again, microwave preheating and pyrolysis effects on the metals were studied. Measurement of the gas product obtained from the pyrolysis experiments was made by the gas analyzer. Because it is except of the study’s aim, liquid products were weighed but not analyzed.
After microwave preheating and pyrolysis, an increase by the initial amount was observed in the weight percent of CaO, Fe2O3 and Cr2O3 metal oxides which located in Galvano Technical Industry raw wastewater treatment sludge. Similar changes were detected in all samples applied 600 watt, 5 minutes preheating and pyrolysis. In this point, the weight percent of CaO, Fe2O3 and Cr2O3 metal oxides was measured as 22.47, 16.93 and 5.63. The same effect was not observed in MnO, CuO, NiO, SnO2, ZnO metal oxides. In order to compare, food industry wastewater treatment sludge which has high carbon content has been selected. After applying of determined optimum operating conditions, the metal content of the treatment sludge was analyzed. Mapping the metal content of the samples studied in optimum conditions was done with using scanning electron microscopy.
It is concluded that, some metals are stabilized with the combined use of microwave preheating and pyrolysis. Additionally, this experimental study is also important to provide new data for the pilot-scale studies.
GÖLEBATMAZ Uğur
Danışman : Doç. Dr. İlda Vergili
Anabilim Dalı : Çevre Mühendisliği
Programı : -
Mezuniyet Yılı : 2014
Tez Savunma Jürisi : Doç. Dr. İlda VERGİLİ
Prof. Dr. Neşe TÜFEKÇİ
Prof. Dr. Halil HASAR
Doç. Dr. Derya Yüksel İMER
Yard. Doç. Dr. Yasemin KAYA
Biyolojik Olarak Arıtılmış Ekmek Mayası Endüstrisi Atıksularının İleri Arıtım Alternatiflerinin
İncelenmesi
Bu çalışmada ilaç endüstrisi etodolak kimyasal sentez atıksularının iki kademeli anaerobik arıtılabilirliği ve etodolak ilaç aktif maddesi ve metabolitlerinin gideriminin araştırılması amaçlanmıştır. Bu amaçla, AnAKR (Anaerobik Ardışık Kesikli Reaktör) ve AnMBR (Anaerobik Membran Biyoreaktör) sistemleri ile iki kademeli arıtma seçilmiştir. Ancak, AnAKR’de istenen asitleşme gerçekleştirilemediği için, iki sistem birbirinden bağımsız işletilmiştir. Her iki reaktör, bir bira fabrikasının atıksularını arıtan Anaerobik Yukarı Akışlı Çamur Yataklı Reaktöründen alınan çamurla aşılanmıştır.
İlaç atıksuyunun tam karakterizasyonu yapılmıştır. BMP (Biyokimyasal Metan Potansiyeli) testleri ile çalışmalarda yapılacak yükleme miktarları hesaplanarak aklimasyona başlanmıştır. Çalışmanın birinci bölümünde AnAKR ön asitleştirme reaktörü olarak tasarlanmıştır. pH 5, 35oC sıcaklık ve 1.53 gün hidrolik bekletme süresi (ϴh)’de işletilmiştir. % 61.5 doluluk oranı ile 4 litre reaktör hacminde çalışılmıştır. Reaktör 413 gün işletilmiştir. Döngüler 24 saat seçilmiş olup, (1) Besleme: 30 dak (2) Reaksiyon:20 saat–100 rpm (3) Çökelme: 3 saat (4) Boşaltma: 30 dak. adımlarından oluşmuştur. Reaksiyon süresi boyunca karıştırma işlemi yapılmış olup pedallı karıştırıcı ve azot gazı ile karıştırma sağlanmıştır. KOİ kademeli olarak 4000 mg/L (OLR: ≈2.6 kg KOİ/m3.gün) ve 6000 mg/L’ ye (OLR: ≈3.9 kg KOİ/m3.gün) çıkartılmıştır.
Sülfat, sülfit, etodolak ve KOİ giderimleri sırasıyla; %39, %98, %60 ve %90’ lara ulaşmıştır. UYA (uçucu yağ asidi) ve alkalinite konsantrasyonları 1350 mg/L ve 650 mg/L CaCO3 değerlerine ulaşmıştır. Ancak KOİ 6000 mg/L ile besleme ve sülfit inhibisyonu ile birlikte sistemde giderek kötüleşme görülmüştür. Ayrıca aklimasyondan sonra UYA üretimine yardımcı olması amacıyla reaktöre glikoz ilavesi yapılmıştır. KOİ 6000 mg/L ile beslemede glikoz ilavesi kesilince UYA üretimi gözlenmemiştir. Giderilen KOİ’ nin de glikozdan ileri geldiği gözlemlenmiştir. Ön asitleştirme amaçlı işletilmesi hedeflenen AnAKR için verimli işletme koşulları sağlanamamıştır.
Çalışmanın ikinci aşamasında AnMBR, metanojen fazda işletilmiştir. 4 L net reaktör hacmi ile pH: 7, Sıcaklık: 35 oC’ de 400 gün işletilmiştir. Sürekli karıştırma bir adet 100 rpm’ de pedallı karıştırıcı ve azot gazı ile sağlanmıştır. Azot gazı ayrıca, batık membran yüzeyinde kek oluşumunu önlemek amacıyla da kullanılmıştır. Sistem sonsuz çamur yaşında (teorik ϴc = ∞) işletilmiştir. Giriş KOİ kademeli olarak 2500 mg/L, 5000 mg/L, 7500 mg/L, 10000 mg/L, ve 15000 mg/L’ ye çıkarılmış olup, hidrolik bekletme süresi (ϴh) sırasıyla: 12, 15.6, 22.9, 21.4, 27.6 gündür. OLR sırasıyla: 0.21, 0.32, 0.47, 0.54 kg KOİ/m3.gün’dür. Akı sırasıyla 2.1, 1.6, 1.1, 1.18 ve 0.9 L/m2.saat’tir. 66 cm2 membran alanı değerlerine göre günlük debi sırasıyla 0.333, 0.256, 0.175, 0.187, 0.145 L/gün’dür.
Sülfat, sülfit, etodolak, KOİ giderimleri sırasıyla %76, %99, %60, %95’ lara ulaşmıştır. 15000 mg /L KOİ besleme ile birlikte KOİ gideriminde (%60’a kadar) ve sistem performansında kötüleşme gözlenmiş olup sülfit kaynaklı bir inhibisyon olduğu düşünülmüştür.
Sonuç olarak, ön asitleştirme amaçlı işletilmesi hedeflenen AnAKR için verimli işletme koşulları sağlanamamıştır. Ancak, AnMBR tek basamaklı olarak sülfit inhibisyonu sorunu çözülmesi koşuluyla ilaç endüstrisi proses suyu arıtımı için uygulanabilirdir. İlaç aktif maddesinin (etodolak) giderimi içinse aktif karbon adsorpsiyonu önerilmektedir.
Dostları ilə paylaş: |