Arıtma çamurlarının aerobik kompostlama ve çürütme prosesleri

Bu çalışmada, arıtma çamurlarının aerobik kompostlama ve çürütme prosesleri incelenmiştir. Ayrıca ıslak oksidasyon işleminin, çamurun parçalanabilirliğine etkisi araştırılmıştır. Kompostlama işleminde; arazi ölçeğinde, statik yığın kompostlama ve kap içinde kompostlama yöntemleri kullanılmıştır. Kompostlama işleminde kullanılan ham çamurun düşük C/N oranına sahip olması; yüksek sıcaklıkların uzun zaman aralığında korunamamasına ve kompostlamanın ilk safhalarından itibaren, azot fazlasının NH3 olarak sistemi terk etmesine neden olmuştur. Kapalı kap içinde yürütülen kompostlama yönteminde, ulaşılan maksimum sıcaklık 60 C iken, daha büyük ölçekte yürütülen statik yığın yönteminde, 40-50 C arasında kalmıştır. Bu hem, statik yığın yönteminde 4.3 C/N oranına sahip ham çamurun kullanılmasından (kapalı kap kompostlama yönteminde kullanılan ham çamurda bu oran yaklaşık 12. 5 'dır), hem de, kapalı kapta izolasyon sağlanmış olmasından kaynaklanmıştır. Koku giderimi sağlandığı halde, iyi birönem giderimi sağlanamamıştır. Ancak, iyileştirme safhasında nemin uzaklaştırılması daha kolay olmuştur. İyileştirme safhasında sıcaklığın artmaması, çamurun daha ileri parçalanabilirliğinin olmadığının, dolayısı ile kararlı hale ulaşıldığının bir göstergesi olarak kabul edilmiştir. Kompostlama işlemi ile aynı biyokimyasal süreçlerin meydana geldiği çürütme prosesi, pilot ölçekte yürütülmüştür. Çalışmanın bu bölümünde, çamurun aerobik ortamda parçalanmasını tanımlayacak ilişkilerin ortaya konulmasına çalışılmıştır. Çamurun mikrobiyal faaliyeti sonucu üretilen ısı Qf (kW/m3) ile, oksijen tüketim hızı OTR arasında bir bağıntı kurularak çamurun çürütülmesinde beklenen sıcaklık önceden belirlenebilir. Yapılan çalışmalar sonucu, Qf ile OTR arasında QiHcxOTR şeklinde bir ilişki kurulmuştur. Buna göre, sıcaklığın 60 -63 C'yeyükseldiği çürütücülerde, ham çamur Qf=4.03xOTR ifadesi ile, sıcaklığın 40 -41 C'ye yükseldiği çürütücülerde Qf=1.06xOTR ifadesi ile, sıcaklığın 40 -43 C'ye yükseldiği çürütücülerde ise Qf=1.46xOTR ifadesi ile karakterize edilebileceği belirlenmiştir. Sıcaklık nitrifıkasyon hızını belirleyen önemli bir faktör olduğu için, k değeri nitrifikasyon derecesini belirleyen parametredir. Çürütme işleminde substrat giderim hızı, birinci dereceden reaksiyon kinetiğine uyar. Kinetik hız sabitlerinin bulunması için Michaelis-Menten denklemi kullanılmıştır. Atık aktif çamur ve atık aktif çamur-ön çökeltme çamur karışımının çürütüldüğü sistemler için substrat giderim hız sabitleri belirlenmiştir. Uçucu madde, toplam organik karbon ve protein-C'un maksimum giderim hızlan, atık aktif çamurun çürütüldüğü sistemlerde sırası ile 0 .128, 0 .074, 0.33 gün 1 olarak belirlenirken bu değerler atık aktif çamur-ön çökeltme çamuru karışımının çürütüldüğü sistemlerde 0 .062, 0 .172, 0.082 gün' 1 olmuştur. Bu farklılık kullanılan ham çamurun özelliğinden kaynaklanmaktadır. Bu çalışmanın son bölümü, ıslak oksidasyon işlemine ayrılmıştır. Islak oksidasyon ön işlemi 118 -120 C'de yürütülmüştür. Islak oksidasyon ön işlemine maruz bırakılmış ham çamurun organik madde giderimi, işlem görmemiş çamura göre, oldukça yüksek olmuştur. Atık aktif çamurun iki günlük çürütme süresince çamurda %20- 30 arasında toplam organik karbon giderimi sağlanırken, ön işlem görmüş çamurun çürütülmesinde üst sıvıdaki toplam organik karbon giderimi %94. 6 olmuştur Ancak ıslak oksidasyon işlemi, çürütülmüş çamura uygulandığı zaman iyi bir organik madde giderimi elde edilememiştir. Bu yüzden, ıslak oksidasyon, aerobik çürütme öncesi organik madde giderim hızım artırması bakımından ön işlem olarak tercih edilebileceği sonucuna varılmıştır.