Darbeli elektrik alan (PEF) ile ön arıtım sonrası biyolojik çamurun anaerobik stabilizasyonu
Anaerobic stabilization of pre-treated biological sludge by pulsed electric field
Yazar: NİHAL ÇÖRT
Danışman: YRD. DOÇ. DR. ÖZLEM SELÇUK KUŞÇU
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Aktif çamur = Activated sludge ; Atık çamur = Waste sludge

Özet:
Çamur arıtımında yaygın olarak kullanılan çamur stabilizasyon yöntemi anaerobik çamur stabilizasyonudur. Bu prosesin en büyük dezavantajı hidroliz aşamasının uzun reaksiyon süresi ve bazı ürünlerde düşük hidroliz verimidir. Anaerobik çürümenin bu dezavantajlarını minimize etmek ya da ortadan kaldırmak için kimyasal, termal, mekanik ve biyolojik ön arıtım metotları geliştirilmiştir. Bu çalışmada, son yıllarda ön arıtım prosesi olarak geliştirilen darbeli elektrik alan (Pulsed Electric Field, PEF) tekniği ile biyolojik arıtma çamurunun anaerobik çürüme öncesi ön arıtımı ve ön arıtım sonrası çamurun anaerobik çürüme verimliliği incelenmiştir. Çalışmanın birinci aşamasında PEF işletim şartlarını belirlemek için Box-Wilson metodu ile optimizasyon çalışması yapılmıştır. Optimizasyon sonunda çamurun düşük iletkenlik değerinde ve 5 ml/dk akış hızında PEF reaktöründe yüksek arıtım verimine ulaştığı tespit edilmiştir. Çalışmanın ikinci aşamasında, PEF ile ön arıtım uygulanan biyolojik atık çamur anaerobik reaktöre verilerek anaerobik çürüme boyunca anaerobik çürüme verimliliği, çamurun su verme ve filtrelenebilirlik özelliği incelenmiştir. 28 günlük işletim süresi sonunda PEF ile ön arıtılmış çamurda ön arıtım uygulanmamış ham çamura göre TKOİ gideriminde %38,2; ÇKOİ' de %79, karbonhidratta %81, proteinde %95 artış tespit edilmiştir. AKM ve UAKM' deki azalma ise %16 ve %20 artış göstemiştir Anarobik çürüme sonrasında PEF ile ön arıtılmış çamur ham çamura göre toplam gazda 1,7 kat, metan gazında 1,73 kat artış göstermiştir. Ayrıca anaerobik çürüme boyunca çamurun su verme ve filtrenebilirlik özelliği artarak, viskozitesi azalmıştır.

Abstract:
Anaerobic stabilization method is widely used in waste sludge treatment. The biggest disadvantage of this process is slow hydrolysis rate and slow hydrolysis yield of some components. Chemical, thermal, mechanical and biological pre-treatment method have been developed to minimize or degrease disadvantages. In this study, pre-treatment of waste activated sludge by Pulsed Electric Field, which is developed as a pre-treatment method lately, for anaerobic digestion and anaerobic digestion yield enhancement with pretreatment were investigated. At the first section of this study, PEF operating conditions were determined by using Box-Wilson method. It has been determined initial low conductivity of waste activated sludge and 5 ml/min flow rate are optimum conditions to have maximum PEF treatment yield as a result of optimization. Second section of this study were focused to investigate anaerobic digestion yield, dewaterability and filterability properties of pre-treated waste activated sludge by pulsed electric field. End of 23 days retention time, TCOD removal yield were 38,2% increased and SCOD %79, carbohydrate 81% and protein 95% removal yields were increased. Furthermore, SS and VSS reduction rate were increased 16%, 20% respectively compared to non-pre-treated sludge. Also total gas amount 1,7 times and methane gas 1,73 times increased compared to non-pre-treated sludge. Dewaterability and filterability properties have had betterment and viscosity properties has had setback.