Konya atıksu arıtma tesisi anaerobik çamur çürütücülerinde optimum biyogaz verimi için işletme şartlarının ve tasarım kriterlerinin belirlenmesi
Determination of desing criteria and operation conditions for optimum biogas production on anaerobic sludge digesters in Konya wastewater treatment plant
Yazar: SERDAR KOYUNCU
Danışman: DOÇ. DR. BİLGEHAN NAS
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2014
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Tez çalışması; 2010 yılında işletmeye alman ve I. kademe debisi 200,000 m3/gün olan Konya kentsel atıksu antma tesisi (AAT)'nde gerçekleştirilmiştir. Konya AAT'de bulunan çürütücülerden, ortalama sıcaklık ve hacimleri aynı olan referans ve denek çürütücüler seçilmiştir. Referans çürütücüde katı madde alıkonma süresi (SRT) 20 gün (tasarım değeri) 240 gün boyunca, denek çürütücülerde ise SRT 17 ve 23 gün olacak şekilde 120'şer gün boyunca gerçek ölçekli proses çalıştırılmışta. Prosesi etkileyen parametrelerin ölçüm ve analizleri yapılarak (atıksu debisi (Q), askıda katı madde (AKM), çamur besleme debisi (Qbes), pH, toplam katı madde (TKM), uçucu organik katı madde (UKM), biyolojik oksijen ihtiyacı (BOİ5 ), kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ), toplam organik karbon (TOC), toplam kjeldahl azotu (TKN), protein, alkalinite, uçucu yağ asitleri (UYA), organik yükleme hızı (OLR), sıcaklık, biyogaz, metan (CH4), karbondioksit (C02), SRT, toplam azot (TN), toplam fosfor (TP) ), elde edilen bulgular değerlendirilmiş ve optimum işletme şartlan belirlenmiştir.
Bunun yanında, ATV 131 E standartlarına göre tasarımı yapılan Konya AAT'nin tez süresinde yapılan deneyler ve işletmeye alındığı tarihten bu yana gerçekleşen işletme verileri değerlendirilmiş; AAT'nin tasarım kriterleri ve mevcut işletme verileri karşılaştırılarak tesisin performansı ortaya konulmuştur.
Bulgulara göre; SRT 17 gün işletme şartlarında ortalama 4,756 m3/gün biyogaz üretimi ile en yüksek verim elde edilmiştir. Tesiste oluşan arıtma çamurlarından maksimum enerji elde etmek için maliyet analizleri yapılarak, optimum işletme senaryosu belirlenmiştir.
Anahtar Kelimeler: Anaerobik çamur çürütme, antma çamuru, biyogaz, kaü madde alıkonma süresi, metan, yenilenebilir enerji.

Abstract:
The thesis study has been realized in Konya urban wastewater treatment plants (WWTP) which has been taken into operation in year 2010 and whose fırst stage flow rate is 200,000 m3/day. The digesters with the same average heat and volüme have been chosen from the digesters in Konya AAT, as reference and experimental subject. The solid retention time (SRT) in reference digester has been operated as full scale process as (SRT) 20 days (desing value), for 240 days, in subject digesters as SRT 17 and 23 days, for 120 days for each. By means of analyzing and measuring the parameters affecting the process (the wastewater flow rate (Q), suspended solid (SS), sludge feeding flow rate, pH, total solid matter (TSS), volatile organic suspended solids (VSS), biological oxygen demand (BOD5), chemical oxygen demand (COD), total organic carbon (TOC), total kjeldahl nitrogen (TKN), protein, alkalinity, volatile fatty acids (VFA), organic loading rate (OLR), heat, biogas, methane (CH4), carbon dioxide (C02), SRT, total nitrogen (TN), total phosphor (TP) ), the fındings have been evaluated and optimum operation conditions have been determined.
Moreover, the experiments and operation data of Konya WWTP which has been designed in accordance with ATV 131 E standards, have been taken into consideration; by comparing the design criteria and current operation data of WWTP, the performance of the plant has been revealed.
According to the fındings; it was found out in SRT 17 days operation conditions that the upmost outrun was acquired by 4,756 m3/day biogas production. By carrying out cost analysis to get maximum energy from the sewage sludge occurred in the plant, the optimum operation scenario has been determined.
Keywords: Anaerobic sludge digestion, sewage sludge, biogas, solid retention time, methane, renewable energy.