Kentsel atıksuyun membran biyoreaktör ile arıtılması ve modellenmesi
Advanced treatment of urban (municipal) wastewater by integrated tubular membrane bioreact or and modeling
Yazar: TURGAY DERE
Danışman: PROF. DR. RECEP İLERİ
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Ardışık kesikli reaktörler = Sequencing batch reactors ; Deşarj = Discharge ; Kentsel atık sular = Municipal waste waters ; Modeller = Models ; Protozoa = Protozoa ; Reaksiyon kinetiği = Reaction kinetics ; Reaksiyon zamanı = Reaction time ; Sulama suyu = Irrigation water ; Çökeltme kinetiği = Sedimentation kinetics ; İstatistiksel analiz = Statistical analysis

Özet:
Ardışık kesikli membran biyoreaktör, su kaynaklarının gittikçe azaldığı ve su tüketiminin gittikçe arttığı kentsel yaşamda, kullanılmış suyun geri kazanımında büyük bir önem arz eden ileri arıtma prosesidir.Bu çalışmada, pilot ölçekli ardışık kesikli biyoreaktör ile tübüler membran entegre edilerek kentsel atıksuyun arıtılması ve sulama suyu elde edilmesi, ardışık kesikli biyoreaktör (AKR) sistemi ile kentsel atıksuyun farklı reaksiyon sürelerinde (tr) ve çökelme sürelerinde (tç) arıtma verimleri incelenerek, kentsel atıksular için biyoreaktörün optimum çalışma şartlarının bulunması, AKR ve tübüler membran sisteminin modellenerek işletme esnasında sistemin arıtma performansına etki edebilecek parametrelerin incelenmesi amaçlanmıştır.Çalışmalar sırasında; sıcaklık, pH, Askıda Katı Madde (AKM), iletkenlik, Çözünmüş Oksijen (ÇO), Kimyasal Oksijen İhtiyacı (KOİ), Biyokimyasal Oksijen İhtiyacı (BOİ) Toplam Azot (TN), Toplam Fosfor (TP) gibi parametrelerin ölçümü yapılarak çalışma koşulları gözlemlenmiştir. Aktif çamur flok yapılarının incelenmesi ile protozoa ve metazoaların teşhisi için binoküler faz kontrast ışık mikroskobunda 10x, 40x ve 100x' lik büyütmeler kullanılarak Ardışık Kesikli Biyoreaktörün (SBR) atıksu giderim verimi ve aktif çamurdaki protozoa ve metazoa çeşitliliği incelenmiştir. Arıtılmış kentsel atıksuyun özellikleri deşarj standartlarıyla karşılaştırılmıştır. Arıtılmış su parametrelerinin istatistiksel analizi yapılmıştır.Yapılan çalışmalar sonucunda elde edilen verilerin deşarj standartlarının altında olduğu görülmüştür. Ayrıca çıkan sonuçlar sulama suyu kriterleri açısından da değerlendirilmiş ve ardışık kesikli tübüler membran entegre sistem çıkış suyunun sulama suyu olarak kullanılabileceği tespit edilmiştir. Optimum çalışma şartlarındaki AKR arıtma verimi % 83'e tekabül eden k kinetik katsayısı 0,60 sa-1 iken, reaksiyon süresinin artırılmasıyla deneysel olarak elde edilen arıtma verimleri ile modellemeyle elde edilen arıtma verimleri karşılaştırılmış, yaklaşık değerler ve kinetik eğilimler gözlemlenmiştir. Tübüler membran sistemi arıtma verimi modellemesi yapılarak membran içindeki akımda laminer akımın hakim olduğu tespit edilmiştir.

Abstract:
In the urban life, for water resources decreased and water consumption steadily increasing problems?s solution is sequencing batch membrane bioreactor advanced wastewater treatment process.In this study, pilot-scale sequencing batch bioreactor with a tubular membrane are integrated to obtain urban wastewater treatment for irrigation water, sequencing batch bioreactor (SBR) system for urban wastewater with different reaction times (tr) and deposition times (tç) treatment efficiency review and the reactor's optimum conditions to be identified, after the model of the SBR and the tubular membrane system, during operation of the system affect the performance of treatment was to investigate the parameters. Temperature, pH, suspended Solids (TSS), conductivity, dissolved oxygen (CO), chemical Oxygen Demand (COD), biochemical oxygen demand (BOD), total nitrogen (TN), total phosphorus (TP) parameters such as measurements of operating conditions was observed. Activated sludge flock structure by examining protozoa and metazoaların for the diagnosis of binocular phase contrast light microscope with 10x, 40x and 100x ² enlargements were used in Sequencing Batch Bioreactor (SBR) wastewater removal efficiency and sludge protozoa and metazoa diversity were examined. wastewater discharge standards, compared with treated municipal wastewater characteristics. Treated wastewater parameters were statistically analyzed.As a result, studies of the data obtained were found to be below the discharge standards. The results also in terms of criteria for irrigation water has been evaluated and integrated system output SBR tubular membrane can be used as irrigation water have been identified. Optimum working conditions in the SBR treatment efficiency to 83% corresponding kinetic coefficient of 0.60 h-1, while the reaction time be increased experimentally obtained treatment efficiency and modeling obtained purification yields were compared, the approximate value and the kinetic trends were observed. Tubular membrane system treatment efficiency in modeling the flow inside the membrane was found to be dominated by laminar flow.