Arıtma çamurlarının elektro-susuzlaştırmasında titanyum elektrot performansının değerlendirilmesi
Evaluation of the performance of titanium electrodes in electro-dewatering of sludge
Yazar: YALÇIN İPEK
Danışman: YRD. DOÇ. DR. NAZLI BALDAN PAKDİL
Abant İzzet Baysal Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Atıksu arıtma işlemleri sonunda üretilen arıtma çamurlarının bertarafında karşılaşılan en büyük problem, çamurun bünyesinde yüksek oranda bulunan suyun katı maddeden etkili şekilde ayırmaktır. Çamurun bünyesinde bulunan su içeriğini azaltmak için birçok çamur susuzlaştırma tekniği geliştirilmiştir. Çamur susuzlaştırmada çoğunlukla tercih edilen belt-pres ve santrifüj gibi mekanik susuzlaştırma yöntemleri, sadece çamur yapısındaki serbest suyun ve düşük miktarda hücre yüzeyi suyu üzerinde etkilidir. Susuzlaştırma verimini arttırmak amacıyla çamura öncelikle şartlandırma işlemi uygulanmaktadır.
Fakat çamurun şartlandırma işleminde kullanılan kimyasal madde nedeniyle hem susuzlaştırma işlemine tabi tutulacak çamur hacminde artış meydana gelmekte hem de susuzlaştırılan çamurun kimyasal kompozisyonu bozulduğu için, çamura geri kazanım işlemleri uygulanamamaktadır. 
Diğer su türlerinin çamur bünyesinden alınırken susuzlaştırılmış çamurun kimyasının bozulmaması için değişik yöntemlerin geliştirilmesine ihtiyaç duyulmuştur.  Son yıllarda çamura elektrik alanı uygulanması ile yapılan çamur susuzlaştırma işlemleri konusundaki çalışmalar yoğunluk kazanmıştır. Elektro-susuzlaştırma yöntemi susuzlaştırılmak istenen çamurun elektrik alan ile muamele edilerek çamurdaki katı madde ile sıvı maddenin ayrımın gerçekleştirildiği bir metottur. 
Tez kapsamında evsel atıksu arıtma çamurlarının, patates endüstrisi atıksu arıtma çamurlarının, beyaz et sektörü atıksu arıtma çamurlarının ve şeker endüstrisi atıksu arıtma çamurlarının susuzlaştırma özelliklerini iyileştirmek için model reaktörünün kullanılabilirliği değerlendirilmiştir. Susuzlaştırma verimi; kapiler emme süresi (KES), viskozite, toplam katı madde (TKM) verilerinin değerlendirilmesi ile ortaya koyulmuştur. Ayrıca model reaktörün çıkış suyunda çözünmüş kimyasal oksijen ihtiyacı (ÇKOI) parametresi gözlemlenmiştir. 
Elektro-susuzlaştırma işlemi için düşey elektrotlarla hazırlanmış titanyum elektrotları ile oluşturulmuş dikey elektrik alanı arasında bırakılan sistem kullanılmıştır. Deneysel analiz sonuçları bilgisayar istatistiksel programı MINITAB 17.0 programında Box-Behnken istatistiksel dizaynı kullanılarak değerlendirilmiştir. Bu dizayn yöntemi ile bağımlı değişkenler (KES, viskozite, TKM ve ÇKOI) üzerinde üç bağımsız değişkenin (sıcaklık, pH, işletme süreci) etkileri saptanmıştır. Aynı zamanda farklı arıtma çamuru türleri üzerindeki susuzlaştırma performansları belirlenmiştir. Sonuç olarak tüm arıtma çamuru türlerinde genel olarak asidik pH  ve işletim süresinin uzun olmasının susuzlaştırma performansını olumlu etkilediği görülmüştür.

Abstract:
The major problem encountered in elimination of sewage sludge which is produced as a result of wastewater treatment process is to separate water found within the sludge. Many sludge dewatering techniques are developed in order to reduce the water content contained within the sludge  The most preferred techniques in sludge dewatering such as belt-press and centrifuge have an effect on free water and floc water in the sludge. Conditioning procedures are applied to sludge in order to increase the efficiency of dewatering.
However, due to the chemical substances used in the sludge conditioning, dimension of mud which is subjected to dewatering process increases and chemical design of dewatered sludge is disrupted. Therefore, recycling is not applied to mud. 
While other water species are being taken from structure of sludge, development of alternative methods are required to not deteriorate chemistry of dewatered sludge. During the recent years, studies on process of sludge dewatering made with electric field technics applied to sludge gain importance. Electro-dewatering is a method which solid and liquid matter of sludge are separated from each other by using electric field techniques for dewatering of sludge.  
In this thesis, the availability of models reactor was evaluated to improve the dewatering capacity of the sewage sludges, the potatoes industry sludges, the poultry sludges, the sugar industry sludges. The dewatering capacity was determined with evaluation of Capillary Suction Time (CST), Viscosity, Total Solids (TS) parameters. Also, Soluble Chemical Oxygen Demand (SCOD) was analyzed in effluent waters of the model reactor.
It was used horizontal electric field system which is formed vertical titanium electrodes for electro-dewatering (EDW).
The assessment of the experimental analysis results using Box-Behnken Design was carried out using MINITAB 17.0 computer program. The effects of tree independent variables (Temperature, pH and Process time) on dependent variables (CST, Viscosity, TS and SCOD) was determined by making use of the statistical design analysis. Addition, dewatering capacity of different sludge types was identified. As a result, Positive effect has acidic pH and long process time for all sludge types was observed.