Gelişmiş sabit biyofilm aktif çamur prosesi ile karbon, azot ve fosfor gideriminin araştırılması
Investigation of carbon, nitrogen and phosphorus removal by advanced fixed biofilm activated sludge process
Yazar: JAMILA MOHAMAD
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA IŞIK
Aksaray Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Çevre Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Arıtma yöntemleri = Treatment methods ; Atık su = Waste water ; IFAS = IFAS ; SBR vulkanizatları = SBR vulcanizates

Özet:
Evsel atık suların arıtımında yüzyıldan daha uzun bir süredir klasik aktif çamur sistemleri uygulanmaktadır. Son yıllarda su kaynaklarının korunması için karbon giderimi yanında azot ve fosfor giderimi de gerekli olmaya başlamış, bilim insanları etkin ve sürdürülebilir yöntemler araştırmaktadır. Bu tez çalışmasın da klasik aktif çamur proseslerine de entegre edilerek kullanılabilecek gelişmiş sabit biyofilm aktif çamur sistemi (IFAS) ardışık kesikli reaktörle (SBR) birlikte uygulanmıştır. IFAS-SBR sistemi 5 çalışma periyodu olarak sentetik evsel atıksu ile C, N ve P giderimi araştırmak için işletilmiştir. Ardışık kesikli reaktör içerisine % 20 ve % 40 hacimsel doluluk oranlarında hareketli destek materyali doldurularak esas olarak anaerobik (An)/aerobik(Ox)/anoksik(Ox) günde 2 ve 3 döngü ile 24 -36 saatlik hidrolik bekleme süreleri (θ_H) ve 11,8-25,8 gün çamur yaşı (θ_C) aralıklarında çalışılmıştır. Çalışma aşamalarında ortalama olarak kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ) %92,7-%96,2, toplam azot (TN) %60,2-%95,5 ve fosfat fosforu (PO4-P) giderimi %32,3-%59,3 arasında değişmiştir. Destek materyali kullanımı genel olarak daha çok TN giderimi üzerinde etkili olurken P giderimi üzerinde olumlu bir etkisi gözlemlenmemiştir. SBR reaktörün destek materyali ile birlikte IFAS-SBR olarak kullanımında destek materyali doluluk oranları, yükleme koşulları, döngü sayısı ve faz sıralarının klasik SBR reaktöründen farklı olarak belirlenmesi ve en uygun işletme koşulları ile deşarj standartlarının sağlanabileceği sonucuna ulaşılmıştır. Biyolojik proseslerde fosfor giderimin de deşarj standartlarında bir çıkış suyu elde edilse bile, alternatif olarak kimyasal PO4-P giderimin de olması önerilmektedir.

Abstract:
Conventional activated sludge systems have been used for over a century in the treatment of domestic wastewater. In recent years, in addition to carbon removal for the preservation of water resources, the removal of nitrogen and phosphorus has also become necessary, leading scientists to explore effective and sustainable methods. In this thesis, an advanced biofilm activated sludge system (IFAS) was applied in conjunction with a sequential batch reactor (SBR) that could be integrated into classical activated sludge processes. The IFAS-SBR system was operated with synthetic domestic wastewater for 5 study periods to investigate the removal of carbon (C), nitrogen (N), and phosphorus (P). Within the sequential batch reactor, mobile support media were filled at volumetric fill ratios of 20% and 40%, primarily for anaerobic (An)/aerobic (Ox)/anoxic (Ox) processes. The reactor operated with 2 and 3 cycles per day and hydraulic retention times (θH) of 24-36 hours, and sludge ages (θC) of 11.8-25.8 days were applied. During the study phases, the average removal rates were as follows: chemical oxygen demand (KOI) ranged from 92.7% to 96.2%, total nitrogen (TN) ranged from 60.2% to 95.5%, and phosphate phosphorus (PO4-P) removal ranged from 32.3% to 59.3%. The use of support media was observed to have a greater impact on tn removal, while no significant effect was observed on P removal. When the SBR reactor was used in conjunction with support media as IFAS-SBR, it was concluded that the fill ratios, loading conditions, cycle numbers, and phase sequences needed to be determined differently from those of classical SBR reactors. It was also determined that optimal operating conditions could be achieved to meet discharge standards. Although achieving a discharge water quality that meets the standards for phosphorus removal can be obtained through biological processes, it is suggested to consider alternative chemical removal of PO4-P.