Mısır işletmesi atıksularının anaerobik arıtımına ADM1 modelinin uygulanması

Bu çalışmada, mısır işlemesi atıksulanmn mezofilik şartlarda (35 C) anaerobik antımı için ADM1 modelinin uygulanması ve uygunluğunun saptanması amaçlanmıştır. Aynı zamanda modelin bu tip atıksulann anaerobik olarak antıldığı tesislerin kontrolü ve optimizasyonu için verimli olarak kullamlabilirliğinin belirlenmesi hedeflenmiştir. Bu amaçla ADM1 modeli bir mısır işleme endüstrisi aüksu arıtma tesisinin anaerobik reaktörünün dinamik davranışım tahmin etmek üzere uygulanmıştır. ADM1 modeli; anaerobik proseslerin analizi ve simülasyonu için IWA Task Group tarafından oluşturulmuş bir matematik modeldir. Bu çalışmada incelenen anaerobik reaktör 1226 m3 hacmi de olup, yukarı akışlı havasız çamur yatak ve sürekli akış tipindedir. Reaktöre giriş suyu ortalama 2800 mg/lt KOİ içermektedir. Anaerobik arıtım ile tesiste ortalama 1300 m3/gün metan gaza üretim potansiyeli bulunduğu hesaplanmıştır. ADM1 modelinde yer alan denklemleri çözmek ve simülasyonlan gerçekleştirmek için, akuatik su sistemlerinin modellenmesi amacıyla dizayn edilmiş olan, Aquasim 2.1 bilgisayar programı kullamlmıştır. ADM1 modelinin uygulanması ile elde edilen simülasyon sonuçlarının gerçek anaerobik reaktör performansı ile uygunluğunu belirlemek için, incelenen tesisten elde edilen 2004 yılı reaktör çıkış KOİ, pH değerleri ve hesapla bulunan metan gazı debisi değerleri kullanılmıştır. Çalışma esnasmda öncelikle literatürden ve IWA ADM1 raporundan yararlanılarak, model simülasyonlatını başlatmak için gerekli olan başlangıç parametre değerleri belirlenmiştir. Model matrisleri parametrelerin başlangıç değerleri ile birlikte Aquasim bilgisayar programına girilmiş ve simülasyon yapılmıştır. Elde edilen simülasyon sonuçlan incelenen anaerobik reaktörün 2004 yılı ortalama çıkış değerleri ile karşılaştırılmış ve bu değerlere göre model kalibrasyonu gerçekleştMlmiştir. Kalibrasyon sonucu baza parametreler optimize edilmiştir. Optimize edilen parametrelerin uygunluğunu belirlemek ve bu parametreleri kullanarak modelin kabul edilebilir tahminler yapabilme kapasitesini görmek için doğrulama çalışması yapılmıştır. Doğrulama çalışması tesis verüerinin aylık ortalama değerleri kullanılarak 1 yıllık süreç için ve günlük değerler kullanılarak temsili olarak seçilen 3 ay için yapılmıştır. Dinamik yüklemeler için gerçekleştirilen doğrulama çalışmaları, modelde kullanılan parametre tahminlerinin uygun yapıldığını ve modelin anaerobik reaktör davranışını kabul edilebilebilir seviyede tahmin ettiğini göstermektedir. Doğrulama çalışmaları sonucunda şubat ayı için model çıktıları ile tesis verileri arasında baza uyumsuzluklar da saptanmıştır. Uyumsuzluğun olduğu dönemde tesise xıvgelen atıksu debisinin ortalama debi değerinin oldukça altındadır. Modelin kalibrasyonu yıllık ortalama reaktör çıkış parametre değerlerine göre yapıldığından dolayı şubat aynıda olduğu gibi ortalama değerlerden sapmanın yüksek olduğu koşullarda model çıktıları ve tesis datalan arasında uyumsuzluk olması beklenmektedir. Bu nedenle simülasyon sonuçlan gerçek reaktör koşullan ile birlikte değerlendirilmelidir. Bunlara ek olarak simülasyon sonuçlan, tesiste üretilen metan gaza miktarının dikkate değer bir enerji eşdeğerine sahip olduğunu göstermektedir. Bu sonuç tesiste üretilen metan garının enerji üretimi için kullanılması durumunda ekonomik bir kazanç sağlanacağını göstermektedir. Simülasyon çalışmalan sırasında giriş atiksu karakterizasyonunu belirleyen parametrelerin model çıktılarına önemli derecede etkide bulunduğu saptanmıştır. Bu nedenle bu parametrelerin deneysel çalışma ile belirlenmesi simülasyon sonuçlarının gerçeğe daha yakın ve güvenilir sonuçlar vermesini sağlayacaktır. Böylece ADM1 modeli, mısır işlemesi atiksularının anaerobik olarak antildığı tesislerin verimli bir şekilde işletilmesi ve optimizasyonu için yardımcı olarak kullanılabilecektir. ADM1 gibi genel bir anaerobik modelin mısır işlemesi atıksularma uygulandığı bir modelleme çalışması literatürde yer almamaktadır. Aynı zamanda bu modelin endüstriyel atiksuların anaerobik arıtımına uygulanması konusunda literatürde yeterince çalışma yoktur. Bundan dolayı bu çalışmada elde edilen sonuçlar, böyle bir modelin endüstriyel atiksu uygulamalan için de bir örnek teşkil etmektedir. XV