Katı atık sızıntı sularından biyolojik azot giderimi

Katı atık depolama alanlarından kaynaklanan sızıntı sulan sahip oldukları yüksek kirlilik içerikleri nedeniyle oldukça önemli çevre problemlerine yol açarlar. Sızıntı sularının depo alanından yeraltı suyuna ve çevresindeki yüzeysel sulara ulaşabilmesi bu kaynakların kirlenmesine ve sızıntı suyundan etkilenen bölgede toprak kirliliğine neden olur. Dolayısıyla katı atık depoloma alanında oluşan sızıntı suyunun çevreye zarar vermeden uzaklaştırılması için gerekli önlemlerin alınması zorunludur. Bu çalışmada, yüksek kirliliğe ve amonyak konsantrasyonuna sahip sızıntı sularından biyolojik azot gideriminin incelenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla, Kemerburgaz Katı Atık Depolama alanında oluşan sızıntı suyunun ardışık kesikli reaktörde arıtımı incelenmiştir. Çalışma sızıntı suyunun karakterizasyonu, anaerobik-aerobik arıtımı, ardışık kesikli reaktörün azot giderim modeline simulasyonu ve sızıntı suyunun biyolojik ayrışabilirliğinin incelenmesi konularını kapsamaktadır. Sızıntı suyunun karakterizasyonu bir yıl içerisinde değişik mevsimlerde yapılmıştır. Çalışmada, depo alanının genç depo alanı özelliği gösterdiği ve sızıntı suyunun yüksek kirliliğe sahip bulunduğu gözlenmiş, atıksu karakterizasyonunun hidrolik faktörlerden oldukça fazla etkilendiği kanısına varılmıştır. Sızıntı suyu yüksek miktarda organik madde içerdiğinden, atıksu biyolojik azot gideriminden önce anaerobik reaktörde ön arıtmaya verilmiştir. Sızıntı suyunun anaerobik ön arıtılması yukarı akışlı çamur yataklı reaktörde izlenmiştir. Anaerobik arıtma çıkışı ikinci kademe aerobik arıtma girişi olarak kullanılmıştır. Azot giderimi amacıyla ikinci kademe arıtmada Ardışık Kesikli Reaktör kullanılmıştır. Ardışık kesikli reaktör 24 saat döngülü; besleme, nitrifikasyon-denitrifikasyon ve çökelme olaylarının aynı kapta meydana geldiği, 5 L hacimli bir reaktördür. Sızıntı suyunun anaerobik arıtılmasında, asıl amacı aerobik azot giderimi öncesi ön arıtma olmasına rağmen, çalışma kapsamında hidrolik bekletme süresinin arıtma verimine etkisi, optimum bekletme süresinin belirlenmesi ve yüksek pH ve NH3 konsantrasyonunun arıtma verimine etkisi incelenmiştir. Çalışmada optimum bekletme süresi 2.35 gün olarak belirlenmiş ve %90'ın üzerinde arıtma verimi elde edilmiştir. Çıkış pH'sı 8'in üzerinde serbest amonyak inhibisyonundan bahsetmek mümkündür. Ancak sistem çalışma süresince yüksek pH'ya alıştırılmış ve arıtma veriminde çok fazla düşme olmadan yüksek pH'larda işletilebilmiştir. Bu çalışmada, yüksek miktarda amonyak içeren sızıntı sularının arıtılmasında, arıtma verimi açısından ardışık kesikli reaktör teknolojisinin uygun bir teknoloji olduğu görülmüştür. AKR'de anaerobik ön antma görmüş sızıntı suyundan amonyak tamamen giderilmiş, sistemin TN gideriminin %90'in üzerinde olduğu hesaplanmıştır. Denitrifikasyon aşamasında karbon kaynağı olarak ham sızıntı suyunun kullanılabilirliğinin araştırıldığı çalışmada, ham sızıntı suyunun karbon kaynağı olarak kullanılabilmesinin, atıksuyun KOI/TKN oranına bağlı olarak genç depo alanları için uygun olduğu kanısına varılmıştır. Ancak depo alanı yaşlandıkça ham sızıntı suyu yerine kuvvetli endüsütriyel atıksulann kullanımının araştırılması önerilmiştir. Aerobik azot giderimi çalışmalarında çıkış KOİ değerleri deşarj limitlerinin üstünde kalmıştır. Bu durumun anaerobik ön antma görmüş atıksuyun çözünmüş inert KOİ oranının yüksek, kolay parçalanabilir KOİ oranının düşük olmasından kaynaklandığı biyolojik aynşabilirlik çalışmaları ile ortaya konulmuştur. KOİ'nin deşarj limitlerine kadar giderilmesi için, atıksuyun ozonlama, UV veya bir oksidanla oksitlenerek biyolojik olarak kolay parçalanabilirliği artırıldıktan sonra AKR'ye verilmesi veya AKR çıkışının kimyasal oksidasyondan sonra aerobik ileri arıtmaya verilmesi alternatiflerinin incelenmesi uygun görülmüştür. Ardışık kesikli reaktör azot giderimi modeline uygulanmış, nitrifikasyon ve denitrifikasyon proseslerini açıklayan yarı doygunluk sabitleri belirlenmiştir. Nitrifikasyon için yan doygunluk sabiti, Knh= 6 mg NH4+-N /L ve denitrifikasyon için, Kno= 0.2 mg NOx'-N/L bulunmuştur. Model ve işletme şartlannda elde edilen NR}+-N giderim profillerinden, aerobik periyod süresinin uzun olduğu ve bu sürenin zamanla kısaltılabileceği sonucuna vanlmıştır.