Batık anaerobik membran biyoreaktörde farklı modül şekli ve modül lif aralıkları ile biyogaz geri devrinin arıtma verimine etkileri
The effects on treatment efficiency of membrane modüle shapes, fiber ranges and biogas spargingi in the submerged anaerobic membrane bioreactor
Yazar: HANDAN PELİN ATEŞER
Danışman: DOÇ. DR. YUSUF SAATÇI
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Membran biyoreaktörler, suyun yeniden kullanımı ve geri dönüşümü gibi mükemmel çıkış suyu kalitesi gerektiren atık su arıtımında giderek artan oranlarda kullanılmaktadır. MBR? lar sıvı karışımdaki askıda katı maddelerin (MLSS) giderimine ve düşük atık çamur üretimine, kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ) ve biyolojik oksijen ihtiyacı (BOİ) açısından yüksek giderme verimine ve su ıslahına imkân verirler.
Bu tez çalışmasında amaç, sentetik atıksuların arıtılması için batık AnMBR? ın fizibilitesi, çeşitli kimyasal parametrelerin giderim verimi, biyogaz üretimi ve reaktör çamur özelliklerinin karekterizasyonu ile membran modül geometrik şekli ve biyogaz geri devri arasındaki ilişkiyi değerlendirmektir.
Deneylerde kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ), toplam organik karbon (TOK), toplam katı maddeler (TKM), toplam fosfor (TP), toplam azot (TN), sülfat gibi parametreler periyodik olarak ölçüldü. 
Analiz sonuçlarında, akıların KOİ giderimleri %95-98 ve konsantrasyonları 40-280 mg/L olarak ölçüldü. Reaktör işletme süresince, KOİ, SO4= ve TOK uzaklaştırma verimleri, sırasıyla %95-98, %15-70, %96-98 olarak bulundu. Aynı zamanda uçucu katı madde (TUKM) verimi %97-98 in üzerinde gerçekleşti. Akılardaki toplam katı maddenin (TKM) önemli bir kısmının çözünmüş katı maddelerden oluştuğu belirlendi. Atıksulardaki optimum pH? ın belirlenmesi için yapılan araştırmalar süresince, pH 6,3-8,45 aralığında kaldı. Reaktördeki alkalinite ve TUA değerleri, sırasıyla, 1500-3500 mgCaCO3/L ve 80-180 mg HoAc/L arasında ölçüldü. 
TUA/Alkalinite oranı tüm deneysel çalışmalar için 0,1 değerinin altında kaldı. Yüksek KOİ giderimine ilaveten yüksek biyogaz kalitesi elde edildi. Batık anaerobik membran reaktörün işletilmesi süresince elde edilen biyomas konsantrasyonu 5,6-9,2 g/L aralığındaydı.
Sonuçlar batık anaerobik membran biyoreaktörün spesifik bakterileri tutmak için etkili bir proses olduğunu ve atıksuların arıtımı içn mezofilik şartlar altında anahtar bir faktör olabileceğini gösterdi. 
Bu çalışmada arıtım etkinliği üzerine membran geometrik şeklinin farklılıklarının fazla etkili olmadığı görüldü. Fakat batık anaerobik membran biyoreaktörlerin verimi üzerine biyogaz püskürtme daha etkiliydi.          

Anahtar kelimeler: Batık anaerobik membran biyoreaktör, atıksu arıtımı, biyogaz püskürtme, membran geometrisi, metan üretimi

Abstract:
MBRs are being increasingly used for wastewater treatment that requires excellent effluent quality, e.g., water reuse or water recycling.  MBRs allow high concentrations of mixed liquor suspended solids (MLSS) and low production of excess sludge; enable high removal efficiency of biological oxygen demand (BOD) and chemical oxygen demand (COD), and water reclamation. 
In this thesis, the aim was to study the feasibility of submerged anaerobic membrane bioreactors (SAnMBRs) for synthetic wastewater treatment, quantifying the specific chemical parameters removal efficiency and biogas production. In addition  reactor sludge properties and relations between membrane module shapes and biogas sparking were evaluated in submerged anaerobic bioreactor. 
Some parameters such as COD, solids, alkalinity, volatile fatty acids (VFA), total phosphorus (TP), total nitrogen (TN), and sulfate were measured periodically. Results of the analysis were indicated the of COD removal efficiency of permeate 95-98% with a value around 40-280 mg/l. During the operation the removal efficiencies of COD, SO4= , TOC were 95-98%, 15-70% and 96-98%, respectively. The removal efficiency of volatile suspended solids (VSS) was over 97-98%. A great rate of total suspended solids (VSS) was found to be included dissolved solid. It was found that optimum performance was with pH in the range of 6.3 and 8.45.  Alkalinity and VFA values in the reactor were around 1500-3500 mg/L as CaCO3 and 80-180 mg HoAc/L, respectively. 
VFA/alkalinity ratio was below to 0.1 for all experimental conditions.  A high COD removal efficiency was achieved, and the biogas which has a good quality performed. The during operation biomass concentrations were maintained in the range of 5.6-9.2 g/L. Results also show that the application of anaerobic membrane bioreactors is an efficient way to retain specific bacteria that can be a key factor for the treatment of wastewaters under mesophylic conditions. 
In this study, it was concluded that negligible effects of membrane geometric forms on removal efficiency.  However , biogas sparging was slightly effective on performance of submerged anaerobic membrane bioreactors.

Key words: Submerged anaerobic membrane bioreactor, wastewater treatment, biogas sparging, membrane geometry, methane production.