Yüksek organik kirlilikli endüstriyel laktoz üretim prosesi atıksuyunun arıtımı ve enerji üretimi amaçlı değerlendirilmesi
Treatment of industrial lactose production process wastewater with high organic pollution and evaluation for energy production purposes
Yazar: SINA AZIZI
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ FATİH YILMAZ
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Bu çalışmanın temel amacı, peynir üretimi sırasında oluşan ve yüksek organik kirlilik içeren PAS'tan elde edilen delaktoz atıksuyunun, yukarı akışlı çamur yataklı anaerobik reaktör (UASB) sisteminde farklı organik madde yükleme hızlarında arıtılması ve optimum proses koşullarının belirlenmesidir. Bu kapsamda, UASB reaktörünün delaktoz arıtım verimliliği ve metan üretimi, çeşitli organik madde yükleme (OLR) oranlarında incelenmiştir. Çalışma, UASB reaktörünün çalışma koşulları (pH, HRT gibi) ve anaerobik sistemin tepkimeleri (uçucu organik asitleri, toplam alkalinite, gaz üretimi, KOİ giderimi vb.) açısından değerlendirme yapmayı içermektedir. 
Tez kapsamında, delaktoz atıksu olarak kullanılarak kapsamlı bir karakterizasyon analizi gerçekleştirilmiştir. Delaktozun asidik bir pH değeri (5,12) gösterdiği, %22,5 katı madde ve %14,28 laktoz içerdiği tespit edilmiştir. Toplam ve çözünmüş Kimyasal Oksijen İhtiyacı değerleri sırasıyla 235 ± 3,4 g/L ve 213 ± 1,1 g/L olarak belirlenmiştir. Delaktozun yüksek kirlilik yükü, onu anaerobik arıtma süreçleri için etkili bir substrat olarak konumlandırmaktadır. Çalışmada 1, 2, 3 ve 4 kgKOİ/m3 olmak üzere 4 farklı artan organik yükleme hızında UASB sistemi işletilmiştir. 143 gün süreyle işletilen UASB'de elde edilen KOİ giderim verimleri artan organik yükleme hızları için sırasıyla %97,4, %97,4, %98,0 ve %99,3 olarak belirlenmiştir. Ayrıca, metan üretim verimleri sırasıyla 181,2, 147, 196,5 ve 189 mL CH4/gKOİgiderilen olarak hesaplanmıştır. Bu sonuçlar, sistemin yüksek organik içerikli delaktoz atıksuyunun etkili bir şekilde arıtılabildiğini ve önemli metan üretim potansiyeline sahip olduğunu göstermektedir.

Abstract:
The primary aim of this study is to investigate the treatment of delactose wastewater, which is produced from whey protein concentrate (WPC) during cheese production and contains high organic pollution, in a Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) process under different organic loading rates, and to determine the optimum process conditions. In this context, the efficiency of delactose treatment and methane production in the UASB system has been examined at various organic loading rates (OLR). The study assesses the operating conditions of the UASB reactor (pH, HRT, etc.) and the responses of the anaerobic system (volatile fatty acids, total alkalinity, gas production, COD removal, etc.). 
In this thesis work, delactose was utilized as an wastewater source, and a comprehensive characterization analysis was conducted. It was determined that delactose has an acidic pH value (5,12) and contains 22,5% total solids and 14.28% lactose. The total and dissolved Chemical Oxygen Demand values were found to be 235 ± 3,4 g/L and 213 ± 1,1 g/L, respectively. The high organic content level of delactose, which has a high pollution load, demonstrates its suitability as a substrate for anaerobic treatment processes. In this study, four different organic loading rates were examined in the UASB system. System opeation was started with 1 kg COD/m3 organic loading rate and increased to 2,3 and 4 kg COD/ m3 in time. Over a period of 143 days of operation, the COD removal efficiencies obtained in the UASB were recorded as 97,4%, 97,4%, 98,0%, and 99.3%, respectively. The methane production efficiencies were obtained as 181,2, 147,0, 196,5, and 189 mL CH4/gCODremoved, respectively. These results indicate that the system can effectively treat high organic content delactose wastewater and has significant methane production potential.