Batık membran-aktif çamur sistemlerinin arıtma kapasitesinin geliştirilmesi ve modellenmesi
Development of treatment capacity of submerged membrane activated sludge systems and its modelling
Yazar: HALİL HASAR
Danışman: DOÇ.DR. CUMALİ KINACI ; Y.DOÇ.DR. AYHAN ÜNLÜ
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2001
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Aktif çamur = Activated sludge ; Evsel atık su = Domestic sewage ; Matematiksel modeller = Mathematical models ; Membranlar =   ; Membranlar = Membranes ; Reoloji = Rheology

Özet:
II ÖZET DOKTORA TEZİ BATIK MEMBRAN-AKTİF ÇAMUR SİSTEMLERİNİN ARITMA KAPASİTESİNİN GELİŞTİRİLMESİ VE MODELLENMESİ Halil HASAR Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Çevre Mühendisliği Anabilim Dalı 2001, Sayfa : 129 Bu çalışmada, batık membran aktif çamur sisteminde evsel atıksularin arıtımı incelenmiş, sistem hidrolik açıdan modellenmiş ve çamurun reolojik özellikleri belirlenmiştir. Çalışma sonucunda, çıkış suyunun toplam KOİ (T-KOİ) konsantrasyonu genellikle 5-25 mg/1 arasında değişmiş ve 0.03-0.04 kg T-KOİ/Gün arasındaki yüksek organik yüklerde T-KOİ giderimi % 98'in üzerinde gerçekleşmiştir. Sistemi besleyen evsel atıksuyun inert KOİ konsantrasyonu 3-10 mg/1 arasında değişirken, sistemdeki mikroorganizmalar tarafından inert bileşiklerin üretilmesi ve zamanla birikmesinden dolayı bu değer çıkış suyunda 5-20 mg/l'ye yükselmiştir. Toplam fosfor, sürekli havalandırmanın yapıldığı periyotlarda 1 mg/l'nin altında, havalandırmanın aralıklarla yapıldığı ve anoksik şartların oluştuğu periyotlarda ise daha yüksek olmuştur. Çıkış suyunda askıda katı madde (AKM) ve toplam koliform bakteriye rastlanmaması, bu parametrelerin gideriminin %100 düzeyinde gerçekleştiğini göstermiştir. Bulanıklık %97- 99.8 düzeylerinde giderilmiştir. Sistemde, genellikle toplam Kjeldahl Azotu (TKN) giderimi %87.8-99.1 ve amonyum azotu giderimi ise %89.4-99.8 arasında gerçekleşmiştir. Çıkış suyunun nitrat konsantrasyonu, sürekli havalandırmanın yapıldığı periyotlarda 8.2-26.8 mg/l'ye yükselirken, aralıklı havalandırmanın yapıldığı ve anoksik şartların oluştuğu periyotlarda ise 2.4 mg/l'ye kadar düştüğü tespit edilmiştir.III Sistemdeki MLVSS/MLSS oranı ortalama olarak 0.76 bulunmuştur. Uzun çamur yaşı ve inert madde birikiminin sistemdeki canlılık aktivitelerini % 50 oranında azalttığı belirlenmiştir. Sistemdeki çamurun akış özellikleri Newtonian, Bingham ve Ostwald de Vaele modellerine göre değerlendirilmiş ve en uygun modelin Ostwald de Vaele modeli olduğu belirlenmiştir. Sıcaklığın artışına bağlı olarak çamurun kayma gerilmelerinin ve gözlenen viskozitenin düştüğü görülmüştür. Ayrıca, gözlenen viskozitenin katı madde içeriğinin artışına bağlı olarak da arttığı tespit edilmiştir. Membranın toplam direncine ait matematiksel modellemede; filtrasyon süresi, transmembran basıncı ve süzüntü hacmine bağlı olarak lineer olmayan regresyon modeli esas alınmış ve lineer hale dönüştürüldükten sonra lineer çoklu regresyon modeline göre çözüm yapılmıştır. Anahtar Kelimeler: Aktif Çamur, Batık Membran, Evsel Atıksu, Matematiksel Model, Çamur Reolojisi

Abstract:
IV ABSTRACT PhD Thesis DEVELOPMENT OF TREATMENT CAPACITY OF SUBMERGED MEMBRANE ACTIVATED SLUDGE SYSTEMS AND ITS MODELLING Halil HASAR Fırat University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Environmental Engineering 2001, Page : 129 In this study, the treatment of domestic wastewater in the -submerged membrane activated sludge system was investigated. The system was hydraulically modelled and the rheological properties of sludge were determined. The total COD concentration of the system effluent varied generally between 5 and 25 mg/1, and the T-COD removal at the organic loads 0.03-0.04 kg T-COD/day was above 98 %. While the inert COD concentration of system influent varied between 3 and 10 mg/1, the value increased to 5-20 mg/1 because of the production and accumulation of inert compounds by micro-organisms in the system. The total phosphorus decreased <1 mg/1 under the aerobic conditions in which the aeration was continuously made and dramatically increased under the aerobic+anoxic conditions in which the aeration was made at differential intervals. The effluent was free of suspended solid (SS) and total coliform bacteria, that is, the removal was 100 % in these parameters. The influent turbidity was removed at levels of 97-99.8 %. Generally, the removal of total Kjeldahl nitrogen (TKN) and ammonium nitrogen varied in the ranges of 87.8-99.1 % and in the ranges of 89.4-99.8 %, respectively. While the effluent nitrate concentrations increased to 26.8 mg/1 under the aerobic conditions, it was determined that the value decreased to 2.4 mg/1 under the aerobic+anoxic conditions.The average ratio of MLVSS/MLSS in the system was found to be 0.76. It was found that the high sludge ages and the accumulation of inert compounds decreased the variability activities at level of 50 %. The flow properties of sludge in system was evaluated according to the models of Newtonian, Bingham and Ostwald de Vaele and the most suitable model was Ostwald de Vaele. As the temperature increased, it was shown that the yield stress and the apparent viscosity decreased. However, it was found that the apparent viscosity increased with an increase in the solid content of sludge. In the mathematical modelling of total resistance in membrane, the non-linear regression model was based on filtration time, transmembrane pressure and filtrate volume and converted to linear. Then, the solution was made according to multi-linear regression model. Key Words: Activated Sludge, Submerged Membrane, Domestic Wastewater, Mathematical Model, Sludge Rheology