Yeni bir atık çamur kurutma sisteminin tasarlanması ve arıtma çamurlarına uygulanması
Design of a new waste sludge drying system and application of sludge treatment
Yazar: NİDA NURBAY ÖZÖN
Danışman: PROF. DR. İBRAHİM KILIÇASLAN
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2014
Konu: Enerji = Energy ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Arıtma maliyeti = Treatment cost ; Atıklar = Wastes ; Kocaeli = Kocaeli ; Termal kurutucular = Thermal dryers ; Çamur arıtma = Sludge treatment

Özet:
Günümüzde doğal çevrenin korunması ve her geçen gün artan arıtma çamurlarının nasıl değerlendirileceği giderek önem kazanmaktadır. Arıtma çamurlarını klasik yöntemlerle uzaklaştırma yerine, yeniden kullanım çalışmaları artmaktadır. 
Mekanik susuzlaştırma ile %18–25 Katı Madde (KM) içeriğine ulaştırılan atık çamurlar doğrudan depolama sahalarına veya çimento fabrikalarına ton başına taşıma ve bertaraf ücreti ödenerek gönderilmektedir. Bu nedenle atıksu çamurlarının en uygun teknoloji ve en düşük maliyetle bertarafı esastır. Çözüm için ise atıksu arıtma tesislerinin maliyetlerinin incelenmesi ve uygun sistemin tasarlanması gereklidir. 
Bu nedenle tez çalışmasında Kocaeli İSU Kullar tesisinin maliyetleri incelenmiştir. Mekanik kısımlarda iyileştirme yapılamamasından dolayı, tesis maliyetlerinin yaklaşık %25'ini oluşturan nakliye ve bertaraf maliyetlerinin düşürülmesi hedeflenmiştir. Sanayi bölgesi olan Kocaeli ilinin sanayi atıksu çamurlarının ve hayvansal atıklarında yeniden kullanılabilir duruma getirilmesi amaçlanmıştır.
Bu amaç doğrultusunda arıtma çamurlarının kurutulması gerektiği belirlenmiştir ve kürekli tip kurutma sistemi tasarlanarak prototipi yapılmıştır.  Farklı tesislerden evsel, sanayi ve hayvansal olarak alınan atık çamurları bu prototipte kurtularak kurutulan çamurun enerji içerikleri araştırılmış ve İSU Kullar Tesisi 2010-2013 yılları arası atık çamur bertaraf maliyet analizi yapılmıştır. 
Bu çalışma sonucunda tasarlanan kürekli tip kurutucu modeli ve uygulamasının en verimli kurutmayı sağladığı görülmüştür. Kürekli kurutucu prototipinde İSU Kullar Atık Su Arıtma Tesisi çamurunun nem oranı %82'den yaklaşık %9'a, Boya firmasının atık çamurunun nem oranı %93'den %12'ye, düşürülmüştür.  Kömür firmasının atık çamurunun nem oranı %84'den %24'e, Çimento firmasının atık çamurunun nem oranı %94'den %39'a Büyük baş hayvan atığının nem oranı %96'den %22'ye, Tavuk atığının nem oranı %95'den %15'e düşürülmüştür.
İSU Kullar Tesisinden son 4 yılda çıkan yaklaşık 32.000 ton %20 KM içeren çamurun, tasarımını yaptığımız kürekli kurutucudan % 92 KM oranı ile 6.800 ton olarak çıkacağı hesaplanmıştır. Böylelikle nakliye ve bertaraf maliyetlerinde % 84'lük bir verim elde edilmiştir.

Abstract:
Today, the protection of the natural environment and how to evaluate the sludge increasing with each passing day is becoming increasingly important. Instead of the classical methods of sewage sludge disposal, recycling studies increase.  
With mechanical dewatering, waste sludges reached to 18-25% Solid Material (SM) have been directly sent to landfills or cement plants by paying transport and disposal fee per tone. For this reason, the disposal is essential by using the most appropriate technology at the lowest cost. For the solution, investigation of wastewater costs and the design of appropriate system are required.
Therefore, in this thesis study, the costs of Kocaeli ISU Kullar plant were investigated. Since improvements in the mechanical parts can not be made, it is aimed to reduce the transportation and disposal costs constituting about 25% of plant costs. Industrial wastewater sludges and animal wastes of Kocaeli, which is an industrial region, were intended to be made available again. 
For this purpose, it is determined that the waste sludge is required to be dried and thus, the paddle type drying system was designed and its prototype was developed. From different facilities, the waste sludges taken as a domestic, industrial and animal waste were dried and the energy content of dried sludge was searched and the waste sludge disposal costs of ISU Kullar plant were analyzed for the years of 2010-2013.  
The results of this study show that the model or paddle type drying system and its implementation provide most efficient drying process. Using the designed paddle dryer prototype, the humidity ratio of sludges taken from ISU Kullar waste water treatment plant was reduced to 9% from 82% and that of waste sludges taken from Paint Company was reduced to 12% from 93%. Also, the humidity ratio of waste sludges taken from Coal Company was reduced to 24% from 84% and that of waste sludges taken from Cement Company was reduced to 39% from 94%.  Finally, the humidity ratio of cattle waste was reduced to 22% from 96% and that of chicken waste was reduced to 15% from 95%. 
It is calculated that about 32,000 tons of sludge containing 20% SM which is taken from ISU Kullar Facility in the last 4 years will be taken as 6800 tons with 92% SM  by using the designed paddle type dryer. Therefore, the efficiency of 84% will be obtained in transportation and disposal costs of the sludges.