Atık aktif çamurun persülfat oksidasyonu ile kimyasal dezentegrasyonu
Chemical disintegration of waste activated sludge by persulfate oxidation
Yazar: ANIL ELELE
Danışman: PROF. DR. FATMA OLCAY TOPAÇ
Bursa Uludağ Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Aktif çamur = Activated sludge

Özet:
Bu tez çalışmasında konserve-gıda üretimi yapılan fabrikanın atıksu arıtma tesisinden örneklenen atık aktif çamur, aktivasyon olmadan ve 3 farklı aktivasyon yöntemiyle aktive olan peroksimonosülfat (PMS) kimyasalı ile dezentegre edilmiştir. Aktif çamurun dezentegrasyonu için optimum koşulların belirlenmesi amacıyla, PMS+ısıl yöntem (45, 60 ve 75oC), PMS+alkali yöntem (pH 9, 10 ve 11), PMS+ultrasonik banyo yöntemi (15, 30 ve 60 dk) ve aktivasyon olmayan PMS farklı dozlarda kullanılmıştır. 

Çamurun dezentegre edilmesi sonucunda; ÇKOİ (çözünebilir KOİ), protein ve karbonhidrat konsantrasyonları artış göstermiştir. Aktivasyon olmayan PMS yöntemi için %0,750 PMS dozu, PMS+ısıl yöntem için %0,250 PMS dozu ve 75oC sıcaklık değeri, PMS+alkali yöntem için %0,250 PMS dozu ve pH 11 değeri, PMS+ultrasonik yöntem için %0,125 PMS dozu ve 60 dk ultrasonik banyo süresi optimum çalışma koşulları olarak belirlenmiştir. Bu yöntemler arasında en yüksek ÇKOİ konsantrasyonuna sebep olan yöntemler; PMS+ultrasonik yöntem, PMS+alkali yöntem, PMS+ısıl yöntem ve aktivasyon olmayan PMS yöntemi olarak sıralanmıştır. Çamur optimum koşullar altında tekrar dezentegre edilmiş ve BMP (biyokimyasal metan potansiyeli) testleri ile biyogaz oluşturma potansiyelleri karşılaştırılmıştır. BMP testi sonuçlarına göre PMS+ultrasonik yöntem, PMS+ısıl yöntem, PMS+alkali yöntem ve aktivasyon olmayan PMS yönteminde metan üretimi sırasıyla 131, 119, 113 ve 73 ml olarak belirlenmiştir. Toplam enerji sarfiyatı açısından PMS+ultrasonik yöntem>aktivasyon olmayan PMS yöntemi>PMS+ısıl yöntem>PMS+alkali yöntem olarak sıralanmıştır. En yüksek ÇKOİ konsantrasyonuna ve en yüksek metan gazı üretimine sebep olan PMS+ultrasonik yöntem, en yüksek enerji tüketimine sebep olmuştur. Bu yöntem yerine, yüksek ÇKOİ konsantrasyonuna sebep olan "PMS+alkali yöntem (pH 11+%0,250 PMS)" yüksek oranda metan ürettiği ve en düşük enerji tüketimine sebep olduğu için önerilebilir.

Abstract:
In this thesis, the waste-activated sludge sampled from the wastewater treatment plant of a canned food factory was disintegrated with non-activation PMS chemical and with PMS chemical activated with 3 different activation methods. To determine the optimum conditions for the disintegration of the waste activated sludge, PMS + thermal method (45, 60, and 75oC), PMS + alkaline method (pH 9, 10, and 11), PMS + ultrasonic bath method (15, 30, and 60 min) and non-activation PMS was used at different doses.

As a result of the disintegration of the sludge; The SCOD, protein, and carbohydrate concentrations increased. 0.750% PMS dose for non-activation PMS method, 0.250% PMS dose and 75oC temperature value for PMS+thermal method, 0.250% PMS dose and pH 11 value for PMS+alkaline method, 0.125% PMS dose and 60 min ultrasonic bath time for PMS+ultrasonic method were determined as optimum working conditions. Among these disintegration methods, the methods that cause the highest SCOD concentration; are listed as PMS+ultrasonic method, PMS+alkaline method, PMS+thermal method, and non-activation PMS method. The sludge was disintegrated under optimum conditions and biogas generation potentials were compared with BMP tests. According to the BMP test results methane production; in PMS+ultrasonic method, PMS+thermal method, PMS+alkaline method, and non-activation PMS method was determined as 131, 119, 113, and 73 ml, respectively. In terms of total energy consumption are listed as PMS+ultrasonic method > PMS method without activation > PMS+thermal method > PMS+alkaline method. The PMS+ultrasonic method, which caused the highest SCOD concentration and the highest methane production, resulted in the highest energy consumption. Instead of this method, the "PMS+alkaline method (pH 11+0.250% PMS)", which causes high SCOD concentration, can be recommended as it produces high methane and causes the lowest energy consumption.