Kampüs atıksularının aerobik granül çamur teknolojisi ile yerinde arıtımı
On-site treatment of campus wastewater using aerobic granular sludge technology
Yazar: İNCİ ATİŞ
Danışman: DOÇ. DR. GÜLSÜM YILMAZ
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Aerobik arıtma = Aerobic treatment

Özet:
Hızlı nüfus artışı ve endüstrileşmeyle birlikte sınırlı olan su kaynaklarımızın verimli şekilde yönetilmesi ve atıksuların geri kazanımının uygun teknolojilerle yaygınlaştırılması gerekmektedir. Aerobik granül çamur teknolojisi konvansiyonel atıksu arıtma teknolojilerine kıyasla birçok avantaj sağlamakta ve aerobik granülasyon çalışmaların geliştirilmesiyle daha yaygın uygulama alanlarının olması beklenmektedir. Çalışmanın amacı, kampüs atıksuyunun aerobik granül çamur (AGS) teknolojisi ile yerinde arıtımının ve sulama suyu olarak yeniden kullanım olanaklarının araştırılmasıdır. Bu amaç doğrultusunda varılması gereken hedefler şu şekilde özetlenebilir: i) Yüksek konsantrasyonda askıda katı madde (AKM) içeren kampüs atıksuyunun, çöktürülmüş atıksu (R1) ve ham atıksu (R2) ile beslenen iki adet pilot ölçekli reaktörde arıtımını ve her iki reaktörün sistem performansını incelemek, ii) Pilot ölçekli AGS reaktörü çıkış sularının harici membran sisteminden geçirildikten sonra,  sulama suyu amaçlı yeniden kullanım olanaklarını araştırmaktır. Çalışmada, İstanbul Üniversitesi Avcılar Kampüsü atıksuları kullanılmıştır. Kampüs atıksuyunun mevsimsel değişimleri de kapsayan karakterizasyonu 1,5 yıl süreyle izlenmiştir. Çöktürülmüş atıksu (R1) ve ham atıksu (R2) ile beslenen iki adet pilot ölçekli reaktör 543 gün süreyle işletilmiş ve her iki sistemin performansları incelenmiştir. AGS reaktör çıkış sularının harici membran prosesinden geçirildikten sonra sulama suyu olarak kullanılabilirliği araştırılmıştır. Sonuç olarak, kampüs atıksuyunun kuvvetli evsel atıksu karakterinde olduğu ve mevsimsel değişiminin olmadığı görülmüştür. Her iki reaktördeki aerobik granüllerin mikro ve makro yapısında farklılık gözlenmemiştir. Sistem performansı açısından her iki reaktörün benzer olduğu söylenebilir. Her iki reaktörde de %90 KOİ, %60-65 NH4-N ve %70- 80 PO4-P giderim verimi elde edilmiştir. Su Kirliliği Kontrol Yönetmeliğine göre, AGS+Membran çıkış sularının kimyasal kalitesi, bor parametresi hariç II. sınıf sulama suyu kalitesindedir. Bor parametresi açısından III. sınıf sulama suyu kalitesindedir. AGS reaktöründeki biyokütlenin hücre dışı polimerik maddesinin (EPS), alginat benzeri polimerik madde yapısında olmasından dolayı, AGS+membran sistem konfigürasyonunun sıfır atık üretecek şekilde optimize edilebileceği kanıtlanmıştır.

Abstract:
Effective management of our limited water resources along with rapid population growth and industrialization, and water recycling should be generalized taking into account the technical devolopments. Aerobic granular sludge (AGS) technology has advantages compared to convantional wastewater treatment technologies. It is expected that the applicaitons of AGS technology become more comman by increasing research on this technology. The aims of this study are to investigate on-site treatment of real campus wastewater using aerobic granular sludge technology, and water reuse opportunities as irrigation water. In this context, the targets can be summarized as follows: i) to investigate the treatment of campus wastewater containing high concentration of suspended solids (SS) in two pilot-scale reactors fed with pre-settled (R1) and raw (R2) wastewater, ii) to study the reuse possibilities of the external membrane effluent followed by AGS as irrigation water. The wastewater used in this study was collected from Istanbul University Avcılar Campus. Characterization of campus wastewater including seasonal variations was monitored for 1.5 years. Two pilot scale reactors fed with settled (R1) and raw (R2) wastewater were operated during 543 day, and the performances of both systems were investegated.  Reuse possibility of AGS effluent subjected to external membrane process was evaluated as irrigation water. Consequently, campus wastewater had got the characterization of highly contaminated domestic wastewater and no seasonal variation. The differences between the micro and macro structures of the aerobic granules in both reactors were not observed. The performances of both systems were also similar. The removal efficiencies in both of the reactors were obtained as 90% of COD, 60-65% of NH4-N and 70-80% of PO4-P. According to Water Pollution Control Regulation the chemical quality class 
of AGS+Membrane effluent was II. as irrigation water except for boron parameter. It was III. class for boron parameter. The study proved that the AGS+Membrane system configuration can be optimized as zero-waste discharge since the extracellular polymeric substances (EPS) of the biomass in both AGS reactors were alginate-like polymeric substances.