Membran biyoreaktörde farklı C/N oranlarına sahip atıksuların arıtılması
With different C/N rate of wastewater treatment in membrane bioreactor
Yazar: BURCU KULİL
Danışman: PROF. DR. GÜLEDA ENGİN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Düşük çamur üretimi, az yer ihtiyacı ve yüksek giderim verimi gibi avantajları sayesinde membran biyoreaktörlerin (MBR) ülkemizde kullanımı giderek yaygınlaşmaktadır. Hem evsel hem de endüstriyel nitelikli atıksuların arıtımı MBR'lerdeki etkin ayrım sayesinde oldukça başarılı sonuçlar vermektedir. 
Bu çalışmada 6, 21 ve 40 olmak üzere üç farklı C/N oranına sahip sentetik atıksu iki farklı çamur yaşında (20 ve 40 gün) laboratuvar ölçekli MBR'de arıtılmıştır. Eş zamanlı olarak işletilmeye başlanan üç reaktörde farklı C/N oranına sahip atıksuların MBR'de arıtılmasında meydana gelen değişimler bu çalışmada incelenmiştir. C/N oranı 6 olan reaktör süt endüstrisini, C/N oranı 21 olan reaktör evsel atıksuyu ve C/N oranı 40 olan reaktör kağıt endüstrisi atıksuyunu temsil etmektedir. Çalışmada C/N oranı arttıkça membran kirlenmesinin ve aynı zamanda reaktörlerdeki hücre dışı polimerik maddelerin (EPS) arttığı görülmüştür. Buna bağlı olarak en yüksek membran kirlenmesi C/N oranı 40 olan reaktörde, en düşük membran kirlenmesi C/N oranı 6 olan reaktörde gerçekleştiği görülmüştür.
Çamur alıkonma süresi (SRT), EPS gibi çeşitli parametrelerin MBR sistemlerdeki çamur davranışını etkilediği bilinmektedir. Çamur yaşının arttırılmasıyla çamurdaki flokülasyonun arttığı ve dolayısıyla çamurun çökelme özelliklerinde iyileşme olduğu gözlenmiştir. Bu çalışmada çamur yaşının artmasıyla C/N 6'da EPS'nin arttığı, C/N 21 ve 40' da ise EPS'nin azaldığı görülmüştür. Her üç reaktörde de çamur yaşının artmasıyla birlikte MLSS miktarı ve KOİ, NH3 giderim verimleri de artmıştır. 
Çamur alıkonma süresinin membran kirlenmesine etkileri üzerine birçok çalışma literatürde mevcuttur. Çalışma sonuçlarının bazılarında SRT'nin artmasıyla membran kirlenmesinin azaldığı, bazılarında ise arttığı ya da önemli ölçüde değişmediği kaydedilmiştir. Bu çalışmada ise SRT'nin artmasıyla birlikte membran kirlenmesinin arttığı görülmüştür.

Abstract:
The use of membrane bioreactors (MBR) increases in our country due to some advantages such as low sludge production, low space requirements and high removal efficiency. Due to the effective separation in MBRs quite good results for the treatment of domestic and industrial wastewaters are obtained.
In this study, synthetic wastewater with different C/N ratios of 6,21 and 40 was treated in a lab-scale MBR at two different sludge ages (20 and 40 days). Changes in the wastewater having different C/N ratios which was treated in 3 different MBRs operated simultaneously were investigated. C/N ratios of 6, 21 and 40 represent dairy industry wastewater, domestic wastewater and paper industry wastewater, respectively. It was observed that as C/N ratio increased, membrane fouling and extracellular polymeric substances in the reactor also increased. Thus, the maximum fouling was observed in the reactor treating wastewater with a C/N ratio of 40, whereas the minimum fouling was observed in the reactor treating wastewater with a C/N ratio of 6.
Various parameters such as EPS, SRT are known affect the behaviour of sludge in an MBR system. Flocculation increased by increasing sludge age and therefore, improvement was observed in the precipitation properties of the sludge. In this study, with increasing sludge age EPS increased in the reactor treating wastewater with a C/N ratio of 6, on the other hand EPS decreased in the reactors having C/N ratio of 21 and 40. MLSS, COD and NH3 removal efficiencies increased in each reactor, with increasing sludge age.
There are many studies in the literature about the effects of SRT on membrane fouling. Some of the results reported that membrane fouling decreased as SRT increased, others reported that membrane fouling increased with increasing SRT values. There are also some studies reporting that no significant change was noted with increasing SRT values. In this study, however, it was observed that membrane fouling increased with increasing SRT values.