Ardışık kesikli reaktörler ile deri endüstrisi atıksularında karbon ve azot gideriminin araştırılması

Deri endüstrisi atıksuyu yüksek azot, TKN konsantrasyonuna ve yüksek KOI/N oranına sahip kuvvetli bir atıksudur. Ham atıksuda dengeleme sonrası 16 olarak ölçülen KOI/N oranı, ön çöktürme sonrası önemli KOI giderimi dolayısıyla 10 ,5'e, kimyasal çöktürme sonrası 5 ,5'e düşmektedir. Bu oran ise karbon ve azotun aynı anda gideriminin dışarıdan karbon kaynağı olmaksızın gerçekleştirilebilmesi için uygun değildir. KOI/N oranının haricinde deri endüstrisi atıksuyunda nitrifikasyon ile azot giderimi söz konusu olduğunda, atıksuda bulunan sülfür, krom ve klorürün de göz önüne alınması gerekmektedir. AKR sistemleri, reaksiyonun ve çökmenin aynı tankta gerçekleştiği sistemlerdir. Sistem tek reaktör ya da paralel işletilen birçok reaktörden oluşmaktadır. AKR sistemleri, KOI, NH3-N, NOx-N vb. seçilen parametrelerin konsantrasyon değişimlerinin izlenmesi ve modellenmesi avantajlarım sağlamaktadır. Ayrıca çevrim sürelerinin ve havalandırmalı/havalandırmasız fazların düzenlenebilmesi, kinetik değerlendirme sonuçlarının uygulamaya geçirilmesi için gerekli işletme esnekliğini sağlamaktadır. Çalışmanın amacı AKR teknolojisinin karbon ve azot giderimi açısından deri endüstrisi atıksuyuna uygulanabilirliğini araştırmaktır. Çalışmanın amacı doğrultusunda AKR ile ulaşılabilen KOI ve azot giderim performansı gözlemlenmiş, azot giderimi, temel nitrifikasyon/denitrifikasyon stokiometrisi bağlamında değerlendirilmiş, kararlı halde işletilen AKR'de ölçülen NH3-N, NOx-N ve KOI parametrelerinin konsantrasyon profillerinin, model kalibrasyonu yapılarak sistem performansı değerlendirilmiş ve azot giderim verimi, sürekli aktif çamur sistemi olan İstanbul Deri Organize Sanayi Bölgesi atıksu arıtma tesisi ile karşılaştırılmıştır. Pilot AKR 2000 aralık ayı başından, 2001 aralık ayı sonuna kadar yaklaşık 12 ay işletilmiştir. İlk işletmede reaktör, günde 1 çevrim yapacak şekilde ayarlanmıştır. Aerobik çamur yaşı nitrifikasyonun gerçekleşmesi için önemli bir parametredir, tam nitrifıkasyondan emin olmak için toplam çamur yaşı 15 gün seçilmiştir. Hidrolik bekletme süresi ise 3 gündür. İkinci işletmede ise reaktör günde iki çevrimiçin ayarlanmıştır. Toplam çamur yaşı 15 gün seçilmiş, 3 gün hidrolik bekletme süresi için sistem ayarlanmıştır. Çalışma süresince, reaktörü besleyen ön çöktürme çıkış suyu karakteri tipik deri endüstrisi atıksuyu karakterinde bulunmuştur. Çalışma sonuçlan AKR deri endüstrisinde etkili karbon ve azot giderimi için uygundur. Arıtılmış suda çözünmüş KOI, giriş atıksuyundaki çözünmüş inert KOI ve içsel solunum metabolik ürünü olan kalıntı KOPnin toplamıdır. AKR sistemi, azot gideriminde, işletme parametrelerinin kolay ayarlanabilmesi ve işletme esnekliği avantajını sağlamaktadır. Sürekli aktif çamur sistemleri ile kıyaslandığında Vo/Vf oranı bu amaçla kullanılan ilave bir parametredir, proses performansının deneysel değerlendirilmesi için proses stokiometrisine dayalı kütle dengesi kurulması gerekmektedir. Bu çalışmada, kütle dengesi ile sistemin nutrient giderim verimi doğru hesaplanmıştır, AKR'nin çevrimiçi performansının modellenmesi için proses katsayılarının deneysel olarak belirlenmesi gerekmektedir. Bu çalışmada deri endüstrisi için proses katsayıları verilmiş ve bu katsayıların doğruluğu deneysel çalışmaların model kalibrasyonu ile test edilmiştir, nitrifikasyonun, sıcaklık, klorür ve krom inhibisyonları literatür ile uyumlu bulunmuştur. Çalışma süresince sistemin KOI giderme verimi ortalama %90 bulunmuştur. Reaktörde çamur çökme özelliği çok iyi olmuş, kabarma ve köpük problemi ile karşılaşılmamıştır. Çamur çökme indisi, S VI ise genellikle 90-100 mlg' 1 değerinin altında ölçülmüştür.