Adsorptive biological treatment of pretreated landfill leachate by fed-batch operation

Yüksek miktarlarda KOI, amonyum azotu ve toksik madde varlığından dolayı, deponi alanları sızıntı suyunun biyolojik arıtımı önemli zorluklar arz eder ve düşük giderme verimi ile gerçekleşir. Sızıntı suyunun biyolojik olarak antılabilirliliğini arttırmak için ön antım olarak koagülasyon-flokülasyon ve pH=12 de amonyumun havalandırma ile giderimi uygulanmıştır. Koagülasyon-flokülasyon yöntemiyle KOI ve amonyum giderimini sağlamak için farklı dozlarda Aİ2(S04)3, FeCfe ve kireç'den oluşan 3 kimyasal kogülant kullanılmıştır. Bu üç koagülantm KOI giderim verimleri düşük dozlarda karşılaşünlabilir (0.5 - 1 g/L). Yüksek miktarda kullanılan koagülantın daha fazla çamur oluşturması ve koagülantiann yüksek fiyatları düşünüldüğünde, 1 g/L gibi düşük koagulant dozları tercih edilmiştir. Bu üç koagülantm 1 g/L derişiminde KOI giderme verimleri yaklaşık olarak %45 olarak bulunmuştur. 1 g/L kireç dozu ve pH=12' de uygulanan koagülasyondan sonra üst sıvıdaki aşın amonyumu gidermek için farklı pIT larda havalandırma uygıüannnştır. pH=12' de 45 dakika sonrasında havalandırmayla amonyum konsantrasyonu 1200 mg/L'den yaklaşık 700 mg/L'ye düşürülmüştür. Ön arıtılmış sızmtı suyu havalandırma tankmda yan sürekli işletmeyle aerobik biyolojik arıtıma tabii tutulmuştur. Giriş suyundaki KOI derişimi ve debisinin KOI ve amonyum iyonlarının giderimleri üzerine etkisi araştırılmıştır. Girişteki 7000 mg KOI/L ve 0.21 L/sa debide yaklaşık olarak %76 KOI ve %23VII NH4-N giderim verimlerine ulaşılmıştır. KOI giderim verimleri KOI yükleme oranlarının artmasıyla azalmıştır. KOI giderimi için bir kinetik model geliştirilmiş ve deneysel veriler kullanılarak kinetik sabitler bulunmuştur. KOI ve amonyum azotu giderimlerini arttırmak için ön arıtılmış sızıntı suyuna yan sürekli işletilen bir havalandırma tankında zeolit ve aktif karbon ilavesiyle adsorpsiyonlu biyolojik arıtım uygulanmıştır. Adsorban konsantrasyonları 0-5 g/L arasında değiştirilmiştir. KOI ve amonyum giderimleri adsorban konsantrasyonu artmasıyla birlikte artmıştır. PAC eklenmesiyle elde edilen KOI giderimleri zeolit eklenmesiyle elde edilenlerden daha yüksek çıkmıştır. Buna rağmen zeolit, sızıntı suyunda amonyum-N giderimleri açısından PAC tan daha iyi sonuç vermiştir. 2 g/L' nin üzerindeki zeolit ve PAC ilavelerinde yaklaşık olarak sırasıyla %87 ve %77 KOI giderim verimlerine ulaşılmıştır. Yan sürekli işletmede 30 saatin sonunda 5 g/L PAC ve zeolit konsantrasyonlarında amonyum azotu giderim verimleri sırasıyla %30 ve %40 olarak bulunmuştur. PAC ve zeolit konsantrasyonlarımı bir fonksiyonu olarak, biyolojik antımm üzerine adsorpsiyon etkilerini belirlemek amacıyla empirik bir eşitlik geliştirilmiştir. Çıkıştaki KOI ve amonyum konsantrasyonlarım azaltmak için, ön arıtılmış sızmtı suyunun yan sürekli biyolojik arıtımı ardışık olarak farklı operasyon zamanlarında (30 sa, 3x10 sa, 5x6 sa) PAC varlığında ve yokluğunda uygulanmıştır. Ardışık yan sürekli işletmede işletme zamanı 6 saat olarak beş defa tekrarlandığında, 30 saatlik tek işletmeye gore daha yüksek KOI giderimleri sağlanmıştır. Ardışık yan sürekli işletmede (PAC= 2 g/L) işletme zamanı 6 saat olarak beş defa tekrarlandığında. vm toplam 30 saatlik peryodun sonunda çıkış KOI and NH4-N konsantrasyonları 365 mg/L ve 360 mg/L olarak bulunmuştur. Sistemin uzun zamanda performansım görmek için ardışık yan sürekli işletmede (PAC= 2 g/L) işletme zamanı 30 saat olarak 3 kez tekrarlanmıştır. Toplam 90 saatlik sürenin sonunda çıkış KOI and NH4- N konsantrasyonları 285 mg/L ve 224 mg/L olarak bulunmuştur. Bu değerler 5x6 saatlik işletmede elde edilenlerden daha düşüktür. Ardışık yan sürekli işletmede işletme süresi artığında çıkış suyu kalitesi de yükselmektedir. PAC ilaveli biyolojik arıtımda giriş suyundaki N/KOI oranının KOI ve amonyum giderme verimlerine etkisi araştırılmıştır. Lnh4-n/Lkoi oranının artmasıyla, KOI giderim verimleri artmış ve çıkış konsantrasyonlan azalmıştır. Daha yüksek KOI giderim verimlerini sağlamak için optimum Lnim-n/Lkoi oram olan 0.05-0. 08 arasında %85 COD ve %44 NH4-N giderim verimlerine ulaşılmışta. Lnh4-n/Lkoi oram 0.03 olduğunda, KOI giderim verimi %78' e düşmektedir. Çıkış suyu KOI derişimlerini kabul edilebilir seviyeye düşürmek için ileri antım olarak kimyasal oksidasyon kullanılmıştır. Bu amaçla biyolojik arıtımdan sonra toplanan sızıntı suyu üç değişik oksidant laıllanılarak (H2O2, Fenton's oksidant, NaOCİ) kimyasal oksidasyona tabii tutulmuştur. Fenton oksidasyon deneylerinde 150/ 250 mg/L H202/FeS 04 oranında %68 giderim verimi, 95 mg/L çıkış KOI ve 2 mg/L NH4-N derişimi ile H2O2 ve NaOCİ deneylerinden daha iyi sonuçlar elde. edilmiştir.