Katı atık depo sahası genç sızıntı sularının anaerobik ve aerobik arıtılabilirliği
Anaerobic-aerobic treatment of young landfill leachate
Yazar: TUBA YILMAZ
Danışman: PROF. DR. ALİ BERKTAY
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2009
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Bu çalışmada, Konya kenti katı atık düzenli depo sahası sızıntı sularının anaerobik ve aerobik arıtılabilirliği araştırılmıştır. Bu amaçla 20 L toplam hacimli, 4 bölmeli Anaerobik Perdeli Reaktör (APR) ile 2 L hacimli Hareketli Yatak Biofilm Reaktör (HYBR) kullanılmıştır. APR ve HYBR için seçilen hidrolik bekletme süreleri sırasıyla 4 gün ve 10.67 saattir. Çalışma, oda sıcaklığı (22 0C) ve mezofilik şartlar (37 0C) olmak üzere iki farklı işletme koşulunda gerçekleştirilmiş olup anaerobik reaktör 470 gün çalıştırılmıştır. Oda sıcaklığı koşullarında 0.52, 0.76,1.05 kg KOİ/m3.gün ve mezofilik şartlarda ise 0.52, 0.76, 1.05, 1.62, 3.12, 3.8, 6.5, 8.32 ve 10.2 kg KOİ/m3.gün olmak üzere toplam 12 organik yükleme uygulanmıştır. Çalışmada yükleme 3.12 kg KOİ/m3.gün'e çıkarıldığında sisteme HYBR reaktörü eklenmiştir. Oda sıcaklığı çalışmalarında, 0.52 ve 0.76 kg KOİ/m3.gün organik yüklemede KOİ/SO4-2 oranı 20 iken 1.05 kg KOİ/m3.gün organik yüklemede bu oranın 4'e düşmesi nedeniyle sistemde Sülfat İndirgeyen Bakteriler (SİB), metan bakterileri ile rekabete girmiş ve baskın duruma geçmiştir. Bu nedenle toplam çözünmüş sülfür konsantrasyonunda, sülfat giderimine paralel olarak artışlar görülmüş ve konsantrasyonu 350 mg/L'ye çıkması sonucunda ise sistemde mikroorganizmalar, özellikle metan bakterileri, inhibe olmuş ve arıtım verimi %80'den %32'ye kadar düşmüştür. Mezofilik şartlarda APR işletmesinde ise KOİ giderim verimleri %80-91 aralığında değişmiştir. HYBR'nin sisteme eklenmesi ile verim %90-94 aralığına yükselmiştir. HYBR, yükleme genelinde, artan organik yüklemeye bakmaksızın, %64 KOİ giderim verimi sağlamıştır. Tüm yüklemeler boyunca metan oluşum hızı 0.205-0.338 m3 CH4/kg KOİgiderilen ve toplam gaz oluşum hızı 0.385-0.46 m3 gaz/kg KOİgiderilen arasında değişmiştir. 1.62 kg KOİ/m3.gün organik yüklemeden sonra, artan organik yükleme ve UYA birikimine bağlı olarak metan üretimi ve yüzdesinde düşmeler gözlenmiştir. APR'deki KOİ giderim verimi ise %80-88 aralığında değişim göstermiştir.

Abstract:
In this study, anaerobic and aerobic treatment of leachate in municipal solid waste landfill site was investigated. For this aim, 20 L-Anaerobic Baffled Reactor (ABR) with four baffles and 2 L-MBBR were used. Hydraulic retention time of each reactors were 4 days and 10.67 hours, respectively. Studies were carried out at two different temperatures as ambient temperature (22 0C) and mesophilic conditions (37 0C) for 470 days. In ambient temperature studies 0.52, 0.76,1.05 kg COD/m3.day and in mesophilic conditions 0.52, 0.76, 1.05, 1.62, 3.12, 3.8, 6.5, 8.32 ve 10.2 kg COD/m3.day organic loading rates were applied. MBBR was added to the system at 3.12 kg COD/m3.day organic load. In ambient temperature studies, at 0.52 ve 0.76 kg COD/m3.day organic loading rates, COD/SO42- ratio was 20 and it reduced to 4 at 1.05 kg COD/m3.day organic loading rate. Due to the low ratio of COD/SO42-, competition between Sulphate Reducing Bacteria (SRB) and metan bacteria started and SRB was dominant in the reactor. Total dissolved sulphide concentration increased to 350 mg/L owing to sulphate removal by SRB. High concentration of total dissolved sulphide inhibited microorganisms, espacially methane archeas and COD removal efficiency decreased from 80% to 32%. In mesophilic conditions, COD removal efficiencies were 80-91% in ABR. After addition of MBBR to the system, total removal efficiency increased and varied between 90-94%. HBBR contributed to this removal efficieny with 64% COD removal. During all organic loadings, methane and total gas production yields were varied between 0.205-0.338 m3 CH4/kg CODremoved and 0.385-0.46 m3 gas/kg CODremoved, respectively. Methane production and percentage decreased after 1.62 kg COD/m3.day organic loading rate due to overloading and VFA accumulation. Also COD removal efficiency of ABR decreased and varied between 80-88%.