Membran biyoreaktörlerde klorlu geri yıkama sonucu oluşan yan ürünler
Formation of by-products during chlorinated backwashing of membrane bioreactors
Yazar: HÜLYA GÖÇER
Danışman: PROF. DR. MEHMET KİTİŞ
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Bu tez kapsamında, membran tıkanmalarını engellemek için uygulanmakta olan rutin klorlu geri yıkama sırasında oluşabilecek klorlu yan ürünler (KYÜ) incelenmiştir. Yapılan tez çalışması 2 ana fazdan oluşmaktadır. 1.faz çalışmaları, 2.faz çalışmalarına hazırlık olarak gerçekleştirilmiştir. Bu fazları içeren çalışmada lab ölçek membran bioreaktör (MBR) sistemi kullanılmıştır ve bu üniteye ham atıksu gereksinimi Isparta Atıksu Arıtma Tesisi'den (AAT) sağlanmıştır. 1.fazda lab ölçek MBR sisteminin arıtma performansı incelenmiştir. Günlük olarak giriş atıksuyunda ve permeytte pH, iletkenlik, bulanıklık ve renk ölçümleri yapılmıştır. Ayrıca günlük olarak reaktörde eş zamanlı pH, sıcaklık, iletkenlik, çözünmüş oksijen (ÇO), trans membran basıncı (TMP) kontrolü ve manüel olarak iletkenlik ölçümü yapılmıştır. MBR sistemi, hiç çamur atımı yapılmadan yani sonsuz SRT'de 5 hafta sorunsuz olarak işletilmiştir. İşletimde nitrifikasyon sürekli olarak sağlanmış ve katı sıvı ayrımı mikrofiltrasyon (MF) ile gerçekleştirilmiştir. MBR ünitesinde yüksek kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ), askıda katı madde (AKM), renk ve bulanıklık giderimi sağlanmıştır. 2.fazda lab ölçek MBR sisteminde, 500 ve 1000 mg/L klor dozu kullanılarak 2 farklı geri yıkama testi yapılmıştır. Bu testlerde klorun organik maddelerle etkileşimi sonucu oluşabilecek KYÜ'lerin belirlenmesi hedeflenmiştir. Bu hedef kapsamında klor ile geri yıkama öncesi ve sonrasında (0-24 saat aralığında) reaktör içerisinden ve permeytten alınan numunelerde bakiye klor, toplam klor, THM, HAA, AOX analizleri ve GC-MS taramaları yapılmıştır. Klor konsantrasyonunun yüksek ölçüldüğü numunelerde THM ve HAA maksimum değerde (1 mg/L'den fazla) ölçülmüştür. AOX ölçümlerinde THM ve HAA dışında başka halojenli yan ürünlerin de oluştuğu anlaşılmıştır. Bu yan ürünlerden Trikloroetilasetik asit (TCEAA), Metil dikloroasetat (MDCA), Metil trikloroasetat (MTCA) ve Diklorometan'ın (DCM), THM ve HAA türevleri olduğu tespit edilmiştir. Bunlardan farklı olarak ekstraksiyonlarda 5-Chloroindole adlı yeni bir yan ürün bulunmuştur.

Abstract:
In this thesis, chlorinated by-products (CBP) that might occur during routine chlorinated backwash were examined to prevent membrane fouling in membrane bioreactor (MBR). This thesis consists of two main phases. First phase studies have been made in preparation for the second phase. Lab scale MBR system was used and necessary raw wastewater was provided from Isparta Wastewater Treatment Plant (WWTP) in this study. In first phase, treatment performance have been investigated of lab scale MBR system. pH, conductivity, turbidity and color measurements were performed in feed water and permeate on a daily. Also pH, temperature, conductivity, DO, TMP control and manually conductivity measurements were performed simultaneously in the reactor on a daily. MBR system was operated smoothly for 5 weeks at infinity sludge retention time (SRT). Nitrification is supplied continuously and solid-liquid separation was carried out with MF in the MBR system. MBR unit is provided with high chemical oxygen demand (COD), suspended solids (SS), color and turbidity removal. In the second phase, 500 and 1000 mg/L chlorine doses are used for 2 different backwash tests in lab scale MBR system. Aimed to determine of CBP might occur as a result of the interaction of chlorine with organic substances in these tests. Under this goal, analysis of residual chlorine, total chlorine, THM, HAA and AOX and scans of GC-MS were performed before and after backwashing with chlorine (in the range of 0-24 hours) in samples of reactor and permeate. THM and HAA values were measured maximum (more than 1 mg/L) in samples that containing high concentrations of chlorine. Different halogenated by-products were observed other than THM and HAA at AOX measurements. These products Trichloroethylacetic asid (TCEAA), Methyl dichloroacetat (MDCA), Methyl trichloroacetat (MTCA) and Dichloromethane were identified as derivatives of THM and HAA. Also, a new product has been found named 5-Chloroindole in these extraction.