Aktif çamur sistemlerinde üretilen çamurun inorganik fraksiyonlarının belirlenmesi

Aerobik biyolojik arıtma sistemlerinde organik karbonun giderimi sırasında çözünmüş oksijen tüketilerek biyokütle oluşur. Biyolojik reaktörün kararlı dengede çalışabilmesi için, oluşan biyokütlenin fazla çamur olarak sistemden atılması gerekir. Biyolojik çamurun arıtılması ve uzaklaştırılması en azından substrat ayrışması kadar önemli ve pahalı bir işlemdir. Bu nedenle sistemde net üretilen çamur miktarının belirlenmesi büyük önem taşımaktadır. Aktif çamur sisteminde toplam çamur miktarı, sistemde üretilen biyokütle ile giriş akınımda yer alan inorganik sabit katıların toplamından oluşmaktadır. Giriş akımındaki inorganik katılar sistem içinde çamur bekletme süresi/hidrolik bekletme süresi oranı ile birikmektedir. Sistemde üretilen biyokütle ise günümüzde kabul gören modeller çerçevesinde aktif biyokütle, inert biyokütle ve giriş akımında mevcut olan inert organik maddenin sistem içindeki birikimi ile oluşmaktadır. Üretilen biyokütlenin bu bileşenleri yaygın olarak UAKM veya KOİ cinsinden verilmektedir. Toplam üretilen çamurun hesaplanabilmesi için bu bileşenlerin inorganik fraksiyonlarının bilinmesi gerekmektedir. Genel olarak uygulamada sistemde üretilen biyokütlenin inorganik fraksiyonunun ihmal edilebilir mertebede olduğu kabul edilerek UAKM miktarı AKM miktarına eşit alınmakta ve giriş akımındaki inorganik katılar da dikkate alınarak toplam çamur miktarı hesaplanmaktadır. Çökelme havuzlarının tasannu katı madde akısı parametresi esas alınarak yapıldığından çökelme havuzuna giren çamur miktarının askıda katı madde bazında belirlenmesi büyük önem taşımaktadır. Son yıllarda yapılan bazı çalışmalarda sistem içerisinde üretilen biyokütle miktarının belirlenmesinde inorganik fraksiyonlar da dikkate alınmaktadır. Ancak bu çerçevede dikkate alman dönüştürme oranlan deneysel veriler olmaktan çok, belirli kabullere dayanılarak elde edilmiş değerlerdir. Bu çalışmada mikrobiyal aktivite sonucunda sistemde üretilen toplam biyokütlenin, her bir bileşeni dikkate alınarak inorganik madde dönüştürme oranlannın deneysel olarak belirlenmesi hedeflenmiştir. Bu amaç doğrultusunda öncelikle kolay aynşabilen organik madde niteliğindeki sentetik atıksularla sonra da evsel atıksularla yapılan deneyler ile, ilgili biyokütle bileşenlerinin inorganik madde dönüştürme faktörleri bulunmuş ve deneysel bulgular modelleme çalışmalan ile desteklenmiştir. Sentetik atıksular ile yürütülen deneysel çalışmalar, sistemde üretilen aktif ve inert biyokütle toplamının 1.12-1. 39 g AKM/g partiküler KOİ aralığında değiştiğini, ortalama olarak 1.22 g AKM/g partiküler KOİ olarak alınabileceğini göstermektedir. Benzer şekilde 0.83-0. 97 g UAKM/g partiküler KOİ aralığında değişen birim çamur miktanmn ortalama olarak 0.88 g UAKM/g partiküler KOİ olarak alınabileceği görülmektedir. Bu sonuçlar sistemde üretilen biyokütlenin UAKM/AKM oranının ortalama olarak 0.72 olduğunu ve 0.68-0. 75 aralığında değiştiğini vurgulamaktadır. Evsel atıksular ile yapılan deneylerin sonuçlanna i u. TfRsıtaSfinii mm IWfWrnfTAfTOfl ¥fuaimbakıldığında ise 1.02-1. 12 g AKM/g partiküler KOİ, 0.82-0. 88 g UAKM/g partiküler KOİ ve 0.78-0. 82 UAKM/AKM aralığında değişen değerler bulunmuştur. Buna göre ortalama oranlar 1 .07, 0.85 ve 0.80 olarak verilebilir. Sentetik atıksularla yürütülen deneylerde sisteme ilave edilen tampon çözeltilerden dolayı oluşabilecek kimyasal çökelme nedeniyle, UAKM/AKM oranının evsel atıksulara oranla düşük olması açıklanabilir. Aktif ve inert biyokütle oluşumunun toplamını yansıtan deneysel bulgular, her iki bileşene ait inorganik fraksiyonların belirlenebilmesi amacıyla modellenmiş ve sentetik atıksularda aktif biyokütle için uçucu askıda katı madde oranı 0.85 g UAKM/g partiküler KOİ, inorganik madde fraksiyonu ise 1.15 g AKM/g partiküler KOİ olarak belirlenmiştir. Evsel atıksular için hesaplanan oranlar ise 0.85 g UAKM/g partiküler KOİ ve 1.05 g AKM/g partiküler KOİ şeklindedir. Deneysel çalışma çamur yaşı hem düşük hem de yüksek olan sistemlerle yürütülmüş ve yüksek çamur yaşından dolayı sistemde biriken inert mikrobiyal ürünlerin hem deneysel çalışmalar hem de model çalışmaları sonucunda bulunan oranlan dikkate alınmayacak kadar az etkilediği gözlemlenmiştir. Bunun sonucunda inert biyokütleye ait dönüştürme faktörleri literatürde verilen değerler esas alınarak 0.75 g UAKM/g partiküler KOİ ve 0.75 g AKM/g partiküler KOİ olarak kabul edilmiştir. Aktif biyokütle için bulunan değerler literatürde evsel atıksular için ASM3 modeli (Gujer ve diğ., 1999) çerçevesinde verilen 0.9 g AKM/g partiküler KOİ ve Gujer ve Kayser (1998) tarafından verilen 0.83 g AKM/g partiküler KOİ değerlerinden daha büyüktür. Bu durum literatürde verilen değerler ile hesap yapılması durumunda çamur miktarının olduğundan daha düşük hesaplandığını göstermektedir. xm