Aktif çamur sistemlerinde reaktif ön çökeltmenin koi bileşenleri ve ayrışma kinetiğine etkinin değerlendirilmesi

Su ve atıksu arıtımı ile ilgili birçok çalışma yapılmış ve farklı arıtma sistemleri geliştirilmiştir. Evsel atıksuların arıtımında genellikle biyolojik arıtım sistemleri tercih edilmektedir. Günümüzde hızlı nüfus artışı beraberinde atıksu debisinin artması, arazi ve enerji açısından mevcut tesislerin yeterli olmayacağını göstermektedir. Bu sebeple daha azalan ihtiyacı olan, enerji tüketimi olmayan hatta enerji üreten proseslere yönelinmesi gerekmektedir. Atıksuyun KOİ bileşenlerinin belirlenmesi ve respirometrik deneysel çalışmalar sonrası yapılan modellemeler, biyokütlenin yapısını ve atıksuda bulunan organik maddelerin karakteristiğini belirlemeyi mümkün kılabilmektedir. Bu sayede, biyokütle özellikleri ile substrat karakteristiği arasında bağlantı kurulabilmekte; işletme koşullarının belirlenmesi ve iyileştirilmesi sağlanabilinmektedir. Atıksu arıtma tesislerinde biyoreaktör tasarımı ve genişletilmesi projelerinde tank hacminin ve boyutlarının belirlenmesinde, oksijen transfer oranı verilerine ihtiyaç duyulmaktadır. Sulu çözeltideki çözünmüş oksijen konsantrasyonu, solunum yapan mikroorganizmaların süspansiyonu, gaz halden sıvı faza geçen oksijen transfer oranına ve bunun mikroorganizma tarafından tüketilmesine dayalı oksijen tüketim hızına bağlıdır. Oksijen tüketim hızı, birim zamanda birim hacimde tüketilen oksijen (O2) miktarını ifade etmektedir. Çözünmüş inert KOİ, aktif çamur sistemi içinde biyokimyasal reaksiyona girmeden deşarj ile sistemden atıldığından, arıtma tesisi çıkış atıksuyunda bulunan organik maddenin en önemli bileşenini oluşturmaktadır. Partiküler inert KOİ ise biyokimyasal reaksiyona girmeden, çamur yaşına bağlı olarak sistemden sadece atık çamurun bir bileşeni olarak uzaklaştırmaktadır. Bu sebeple sistemdeki diğer bir önemli bileşendir. Aktif çamur proseslerinde metabolik ürün olarak çözünmüş inert mikrobiyal ürünler ve partiküler inert mikrobiyal ürünler oluşmaktadır. SP bileşeni arıtılmış çıkış atıksuyu içinde yer almakta ve çıkış limitlerini sağlamada önemli bir bileşen olmaktadır. Sistemin çamur yaşı arttıkça biyolojik olarak ayrışamayan partiküler metabolik ürünlerin, toplam biyokütle içerisindeki oranı da artış gösterdiğinden bu bileşen önem kazanmaktadır. Yavaş hidroliz olabilen organik madde, yine çamur yaşına bağlı olarak biyolojik çamur içerisinde birikime uğramaktadır. Özellikle düşük çamur yaşında işletilen sistemlerde meydana gelen bu birikim, çamurun organik madde içeriğini ve sistemin kinetiğini değiştirmektedir. Bu çalışma kapsamında gerçek ölçekli atıksu arıtma tesisinde alınan numuneler ile laboratuvar çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Tesis geri devir çamuru ve giriş atıksuyu kullanılarak KOİ bileşenleri ve respirometrik çalışmalar ile sistemlerin kinetikleri belirlenmiştir. Elde edilen kinetik katsayılar kullanılarak sistemin modelleme çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmanın temel amacı; aktif çamurun flokülasyon kapasitesini kullanarak kullanarak arıtma çamurunda tutulan organik madde miktarının arttırılmasıdır. Laboratuvarda gerçekleştirilen jar test deneyleri sonucunda %70 atıksu %30 çamur karışımının yeterli flokülasyonu için gerekli optimum karıştırma süresi 60 dakika olarak belirlenmiştir. Tesisten alınan geri devir çamuru ve giriş atıksuyu ile gerçekleştirilen respirometrik çalışmalar AQUASIM yazılımı ile modellenmiştir. Modelleme çalışmaları sonucunda maksimum heterotrofik çoğalma hızı, H, 2,4 gün-1, içsel solunum hızı, bH, 0,3 olarak hesaplanmıştır. Yavaş ayrışan organik madde için hidroliz hızı ise 1,7 gün- 1 olarak belirlenmiştir. Yapılan çalışmalar neticesinde CS'in %84'lük kısmının biyoflokülasyon ile ön çöktürme çamurunda adsorblandığı gözlenmiştir.