Atıksularda klorlu uçucu organik bileşiklerin yukarı akışlı anaerobik çamur yatak reaktörleri ile arıtımı
Removal of chlorinated volatile organic compounds in the wastewater with upflow anaerobic sludge bed reactors
Yazar: CELALETTİN ÖZDEMİR
Danışman: Y.DOÇ.DR. NECDET ŞEN
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2005
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
ÖZET Doktora Tezi ATIKSULARDA KLORLU UÇUCU ORGANİK BİLEŞİKLERİN YUKARI AKIŞLI ANAEROBİK ÇAMUR YATAK REAKTÖRLERİ İLE ARITIMI Celalettin ÖZDEMİR Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya Anabilim Dalı Danışman : Yrd. Doç. Dr. Nejdet ŞEN 2005, 136 Sayfa Klorlu alifatik bileşiklerin (VOC) düşük seviyedeki konsantrasyonları, farklı endüstriyel çıktılardan, kontamine olmuş topraklardan çıkan gaz ve atıksu arıtımından kaynaklanan hava akımlarının bir çoğunda bulunabilir. Düşük seviyedeki VOC konsantrasyonları normalde kullanılan adsorpsiyon, yakma veya biyofiltrasyon yöntemleri ile arıtılabilmektedir. Bu yöntemler geçmişte düşük verim veya yüksek maliyet getirmiştir. Anaerobik şartlar altında çoğu klorlu organiklerin klorsuzlaştığı gözlenmiştir. Bu çalışmanın amacı, VOC'lerin Yukarı Akışlı Anaerobik Çamur Yatak Reaktörü (UASB) ile arıtılabilirliği ve alıkonma süresi ile değişik VOC dozlarına karşılık mikroorganizma kültürlerini tespit etmektir. Bu çalışmada hedeflenen, yüksek hızlı bir reaktörde VOC'lerin biyolojik arıtılabilirliğini değerlendirmektir. Otomatik olarak dizayn edilmiş bir UASB 'de, yardımcı besin maddelerinin, organik yükleme oranının, hidrolik alıkonma süresinin, VOC yüklemesinin, KOÎ, VFA, pH, alkalinite gibi parametrelerin sabit işletme şartlarında (35 °C) anaerobik olarak arıtılabilirliği hedeflenmiştir. VOC'ler içinde en çok oluşan Kloroform (CF), Trikloretilen (TCE), Diklormetan (DCM) ve Tetrakloretilen (PCE) seçilmiştir. Yardımcı substratlar olarak, Glikoz, Sodyum Sülfat, Kalsiyum Klorür, Amonyumbikarbonat, Potasyumbifosfat, Potasyumfosfat ve Metanol kullanılmıştır. Çalışmada yaklaşık, % 60-70 DCM, % 88 TCE, % 97 CF ve % 98 PCE arıtımı gerçekleşmiştir. Ayrışma hızlan yaklaşık PCE için 0, 305, CF için 0,23 1, TCE için 0,197 ve DCM için 0,136 mg /gVSS.d olarak hesaplanmıştır. Elde edilen gazdaki en yüksek metan yüzdesi, DCM için % 64, TCE için % 77,8, CF için % 80,3 ve PCE için % 82,8 olarak tespit edilmiştir. Ayrıca inhibisyon konsantrasyonları (IC) 24 saat için ; DCM için IC50 : 42,6 ve IC25 : 16,8, TCE için IC50 : 31,1 ve IC25 : 9,9, CF için IC50 : 27,8 ve IC25 : 7,4, PCE için IC50 : 24,9 ve IC25 : 6,7 olarak tespit edilmiştir. Anahtar Kelimeler : Atıksu VOC, UASB, anaerobik arıtım, KOİ, metan

Abstract:
ABSTRACT PHD Thesis REMOVAL OF CHLORINATED VOLATILE ORGANIC COMPOUNDS IN THE WASTEWATER WITH UPFLOW ANAEROBIC SLUDGE BED REACTORS Celalettin ÖZDEMİR Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Chemistry Supervisor: Yrd. Doç. Dr. Nejdet ŞEN 2005, 136 Page Low concentration of chlorinated aliphatic compounds may be found in wastewater and contaminated soils from different industrial sources and in the air arisen from these sources. Low level of Volatile Organic Compounds (VOC)'s could be removed by adsorption, incineration and biofiltration methods. These methods have some disadvantages with low removal efficiency or high operation cost. Chlorine has been removed from the chlorinated aliphatic compounds by anaerobic conditions. The aim of this works was to treat of VOC's by upflow anaerobic sludge bed reactors (UASB) and to determine microorganism cultures with depending hydraulic retention time and different VOC dosages. The aim of this thesis was investigation of biological treatment of VOC's in high flow speed reactors. Resistance capacity of micro-organisms was investigated in a UASB designed automate control system by feeding with addition co-substrate, by loading different ratio of organic matter and VOC's, hydraulic retention time, at stable condition of COD, Volatile Faty Acids (VFA), pH, alkalinity, temperature (35C°) etc. during the anaerobic treatment. Chloroform (CF), trichlorinethylene (TCE), dichlorinemethane (DCM) and tetrachlorineethylene (PCE) were selected as the VOC's. Glucose, sodium sulphate, calcium chloride, ammonium bicarbonate, potassium phosphate and methanol were used as the co-substrates. In this thesis the removal of DCM, TCE, CF and PCE were approximately 60-70 %, 88 %, 97 % and 98 % respectively. The decomposition ratios were calculated for PCE, CF, TCE and DCM as 0,305, 0,231, 0,197 and 0,136 mg /gVSS.d respectively. The highest methane ratio in the obtained biogas were 64 % for DCM, 77.8 % for TCE, 80.3 % for CF and 82.8 % for PCE. Also inhibition concentrations (IC) in 24 hour were determinated as IC50; 42.6 and IC25; 16.8 for DCM, IC50; 31.1 and IC25; 9.9 for TCE, IC50; 27.8 and IC25; 7.4 for CF and IC50; 24.9 and IC25; 6.7 for PCE. Key Words: Wastewater VOC, UASB, anaerobic treatment, COD, methane, u