Biyolojik arıtma süreçlerinde fosforun geri kazanımı

Atıksu, arıtma çamurlan ve hayvansal gübrelerde bulunan fosfor elementinin ekonomik bir değeri olduğundan bu maddenin geri kazanılması konusunda yapılmakta olan bilimsel çalışmalar yoğunlaşmaktadır. Bu amaçla atıksu ve gübrelerde bulunan fosforlar, hidroliz neticesi ortofosfatlara dönüştüğü biyolojik aşama sonrasında askıda katı maddesinden ayrılan suyun içerisine kalsiyum ve magnezyum toprak alkali metal tuzlan veya başka metal tuzları ilave edilerek tortu halinde kimyasal olarak çökeltilmektedir. Çökelen bu fosfat bileşikleri maden ocaklarından çıkartılan fosfat kayaçlan ile benzer nitelikte olup bu katı halde taşınmaya ve endüstride tekrar kuUanılmaya uygunluk göstermektedirler. Bu katı formlar çoğunlukla apatit veya struvit kimyasal bileşikleridir. Struvit, gerek endüstriyel kullanıma ve gerekse gübre olarak kullanıma daha fazla uygunluk göstermektedir. Ancak struvit presipitasyonunda magnezyumun ilave edilmesi gerekliliği, apatit elde edilmesinde kullanılacak kalsiyuma kıyasla ekonomik açıdan daha dezavantajlı olmaktadır. Gerek aerobik gerekse anaerobik koşullarda organik bağlı fosforların ortofosfatlara dönüşmesi neticesinde ilgili biyolojik süreç çıkışında üst su içerisinde fosfatlar belli konsanteasyonlarda bulunurlar. Bu çıkış konsantrasyon değerleri arıtma süreci sonrasında nispeten düşük değerlerde olurken, çürütme sonrasında çok yüksek değerlerde bulunabilmektedirler. Çürütme sonrası yüksek fosfat muhteviyatının kimyasal olarak çöktürülmesi teknik ve ekonomik yönden nispeten daha uygulanabilir olurken, biyolojik arıtma sonrası nispeten düşük konsantrasyonlardaki üst suda fosfatların çöktiirülmesinm daha az uygulanabilir olduğu görünmektedir. Bu amaçla biyolojik sürecin, ileri biyolojik fosfor giderimi prosesine dönüştürülerek fosfatları anaerobik kademede nispeten daha yüksek konsantrasyonlara dönüştürmek ve bu üst suya kimyasal çökeltim uygulamak daha uygun olabilir. Bu çalışmada evsel karakterli bir ham atıksu aerobik ve çökeltim aşamalı olarak doldur- boşah tipinde kesikli işletilen bir tank reaktör içerisinde biyolojik havalandırma işlemine tabi tutulmuştur. Belli süreler sonunda alman numuneler anaerobik koşullara tabi tutulduktan sonra fiziksel çökeltimle katı maddeden ayrılan üst suya kimyasal presipitasyon işlemi uygulanmışür. Bu kapsamda kendiliğinden apatit oluşumu durumu ve bentonit kilinin çekirdek materyali olarak kullanılması durumunda apatit oluşumu durumları test edilmiştir. Bu amaçla numuneler gerçeğe uygun işletim koşullarında kimyasal prespitasyonun en yüksek olacağı 20 C ve 25 C sıcaklıklarda orbital inkübatörde yeterli çalkalama süresine tabi tutulmuş ve sonuç numunelerinden muhtemel apatit tortularını ayırmak için mekanik süzme ve santrifüjleme işlemleri uygulanmışür. Bu sayede belli boyuttan daha büyük boyuttaki tortuların ayrılması sağlandıktan sonra santrifüjleme üst suyu ve filtre süzüntü suyunda ve ayrıca ayrılan tortular içerisinde muhteviyatın belirlenmesi için gerekli analizler yapılmış ve değerlendirilmiştir. Yine çalışma kapsamında biyolojik çamur çürütücü çıkışındaki yüksek fosfat konsantrasyonlarım simule edecek biçimde yapay solüsyon ortamları hazırlanmış ve struvit presipitasyonu için yukandakine benzer biçimde çalkalama ve fiziksel ayrıma işlemlerinden geçirilerek elde edilen deneysel gözlem sonuçlan değerlendirilmiştir.