Meyve ve sebze atıkları ile anaerobik çoklu arıtma çamuru çürütme optimizasyonu: Metan üretim potansiyeli, proses performansı ve stabilize çamur kalitesi
Meyve ve sebze atıkları ile anaerobik çoklu arıtma çamuru çürütme optimizasyonu: Metan üretim potansiyeli, proses performansı ve stabilize çamur kalitesi
Yazar: Erdirençelebi, Dilek; Sarıkaya, Fatmanur
Dergi: Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, Vol. 37 No. 3, 2021
Anahtar kelimeler: Engineering ; Mühendislik ; Arıtma çamuru,Anaerobik,primer,sekonder,çoklu besiyeri,metan,enerji,optimizasyon,meyve atığı,sebze atığı

Bu çalışmada ayrık ve birleşik çamur çürütme sistemleri için pazaryeri atıklarının (meyve ve sebze atıkları) çoklu çürütme/stabilizasyon performansı ve stabilize çamur kalitesi araştırılmıştır. Çalışma, laboratuvar ölçekli biyoreaktörlerde üç farklı arıtma çamuru fraksiyonu (primer (PÇ), sekonder (SÇ) ve karışık çamur (KÇ)) için sırasıyla 1,65, 0,40 ve 1,0 kg UKM/m3.gün organik yükleme hızlarında (OYH), 20 gün hidrolik bekleme süresinde (HBS) ve 35°C sıcaklıkta yarı-sürekli olarak yürütülmüştür. Meyve atığı (MA), sebze atığı (SA) veya meyve+sebze atıkları (MSA) farklı ayrışma özelliklerine sahip arıtma çamurlarının (PÇ, SÇ ve KÇ) yanında farklı bileşim ve oranlarda beslenerek  MSA ilavesinin etkisi değerlendirilmiştir. Artan OYH seviyelerinde maksimum spesifik metan üretimi (SMÜ) eldesine göre MA ve SA ilavesi için optimum OYH’ları sırasıyla 0,84 ve 0,33-0,44 g UKM/L.gün ve ağırlıkça ilave oranları PÇ, SÇ ve KÇ için sırasıyla % 51, 209 ve 84 olarak elde edilmiştir. SMÜ’de PÇ, SÇ ve KÇ için sırasıyla %12,  25-55 ve 0 ile günlük metan üretiminde %50-75, 250-300 ve 44-66 artış elde edilmiştir. SMÜ’deki artış anaerobik ayrışabilirliğin arttığını gösterirken bu artışın özellikle ayrık çürütme sisteminde ve özellikle dirençli yapılardan oluşan SÇ için elde edilebileceğini göstermiştir. MA’nın artan yüklemesinde SMÜ’de azalma ile reaktör ve stabilize çamur UKM seviyesinde birikim oluşurken, SA’nın artan OYH’nda toksisite gerçekleşmiş ve PÇ çoklu çürütmesinde metanojen aktivitesi üzerinde hasar oluşmuştur. SA, MA’ya kıyasla daha yüksek metana dönüşüm ile daha yüksek ayrışabilirlik özelliği göstermiştir. MA ayrışması pH’ya asitlenme yönünde etki etmiştir. Elde edilen sonuçlar mevcut kentsel AAT’lerinde hem ayrık hem de birleşik çamur çürütme sistemlerinde çoklu besiyeri olarak MA ve SA ilavesinde düşük yükleme hızlarında metan eldesine olumlu yönde etki göstereceğini ortaya koymuştur. SA ve MA ilavesi stabilize çamurların susuzlaşma kabiliyetini düşürmüş, diğer yandan  özellikle besin kısıtlılığı ile düşük biyokütle seviyesinde işleyen SÇ çürütmesinde ayrışabilirliği ve biyokütleyi artırma yönünde  fayda sağlayarak tarımsal uygulamalara uygun stabilize çamur üretmiştir.

Bu çalışmada ayrık ve birleşik çamur çürütme sistemleri için pazaryeri atıklarının (meyve ve sebze atıkları) çoklu çürütme/stabilizasyon performansı ve stabilize çamur kalitesi araştırılmıştır. Çalışma, laboratuvar ölçekli biyoreaktörlerde üç farklı arıtma çamuru fraksiyonu (primer (PÇ), sekonder (SÇ) ve karışık çamur (KÇ)) için sırasıyla 1,65, 0,40 ve 1,0 kg UKM/m3.gün organik yükleme hızlarında (OYH), 20 gün hidrolik bekleme süresinde (HBS) ve 35°C sıcaklıkta yarı-sürekli olarak yürütülmüştür. Meyve atığı (MA), sebze atığı (SA) veya meyve+sebze atıkları (MSA) farklı ayrışma özelliklerine sahip arıtma çamurlarının (PÇ, SÇ ve KÇ) yanında farklı bileşim ve oranlarda beslenerek  MSA ilavesinin etkisi değerlendirilmiştir. Artan OYH seviyelerinde maksimum spesifik metan üretimi (SMÜ) eldesine göre MA ve SA ilavesi için optimum OYH’ları sırasıyla 0,84 ve 0,33-0,44 g UKM/L.gün ve ağırlıkça ilave oranları PÇ, SÇ ve KÇ için sırasıyla % 51, 209 ve 84 olarak elde edilmiştir. SMÜ’de PÇ, SÇ ve KÇ için sırasıyla %12,  25-55 ve 0 ile günlük metan üretiminde %50-75, 250-300 ve 44-66 artış elde edilmiştir. SMÜ’deki artış anaerobik ayrışabilirliğin arttığını gösterirken bu artışın özellikle ayrık çürütme sisteminde ve özellikle dirençli yapılardan oluşan SÇ için elde edilebileceğini göstermiştir. MA’nın artan yüklemesinde SMÜ’de azalma ile reaktör ve stabilize çamur UKM seviyesinde birikim oluşurken, SA’nın artan OYH’nda toksisite gerçekleşmiş ve PÇ çoklu çürütmesinde metanojen aktivitesi üzerinde hasar oluşmuştur. SA, MA’ya kıyasla daha yüksek metana dönüşüm ile daha yüksek ayrışabilirlik özelliği göstermiştir. MA ayrışması pH’ya asitlenme yönünde etki etmiştir. Elde edilen sonuçlar mevcut kentsel AAT’lerinde hem ayrık hem de birleşik çamur çürütme sistemlerinde çoklu besiyeri olarak MA ve SA ilavesinde düşük yükleme hızlarında metan eldesine olumlu yönde etki göstereceğini ortaya koymuştur. SA ve MA ilavesi stabilize çamurların susuzlaşma kabiliyetini düşürmüş, diğer yandan  özellikle besin kısıtlılığı ile düşük biyokütle seviyesinde işleyen SÇ çürütmesinde ayrışabilirliği ve biyokütleyi artırma yönünde  fayda sağlayarak tarımsal uygulamalara uygun stabilize çamur üretmiştir.