Evsel atık suların düşük sıcaklıklarda anaerobik ardışık kesikli reaktörle arıtımı

Bu tez çalışmasında, işletim özelliği bakımından doldur-boşalt prensibine dayalı olarak çalıştırılan Anaerobik Ardışık Kesikli Bir Reaktör kullanılarak, düşük kirlilik yüküne sahip sentetik atıksuların (300, 500 ve 1000 mg KOİ/l) ve gerçek evsel atıksuların düşük sıcaklıklarda (T=25, 15 ve 10oC) arıtılabilirliği araştırılmıştır. AnAKR farklı biyokütle konsantrasyonu, organik yükleme hızı ve hidrolik bekletme sürelerinde işletilerek işletme koşullarının organik madde giderimi üzerindeki etkileri incelenmiştir. Sentetik atıksuda karbon kaynağı olarak süt tozu, nişasta, sodyum asetat ve maya kullanılmıştır. AnAKR'de işletilen her bir sıcaklık ve hidrolik bekletme sürelerinde bir döngü boyunca organik madde giderimi izlenmiş ve kinetik modeller uygulanarak, kinetik sabitler elde edilmiştir. Bir döngüde reaktör hacminin % 20, 24,40 ve 55'i değiştirilmesiyle 60, 25, 15 ve 11 saatlik HRT'de işletilmiştir. Reaktörün işletildiği süre boyunca sürekli olarak KOİ, metan gazı üretimi, UAKM, AKM, pH, indirgenme-yükseltgenme potansiyeli ve alkalinite parametreleri ölçülerek sistem izlenmiştir. AnAKR'e beslenen granül biyokütlenin ortam şartlarına ve atıksuya alıştırılması için 25oC sıcaklıkta 1000 mg KOİ/l ile gerçekleştirilen çalışmalarda %95'in üzerinde KOİ giderimi elde edilmiştir. 500 mg KOİ/l konsantrasyonuna sahip atıksuyun 10, 15 ve 25oC sıcaklıklarda 10 gUAKM/l biyokütle ile yapılan çalışmalarda %76- 97 KOİ giderimi elde edilirken, standart T ve P'de 0,312-0, 912 m3/gün metan gazı üretimi gerçekleşmiştir. 300 mg KOİ/l konsantrasyonuna sahip atıksu ile yapılan çalışmalarda ise KOİ giderimi %65- 96 aralığında, metan gazı üretimi ise 0,181-0, 554 m3/gün aralığında gerçekleşmiştir. Biyokütlenin 5 gUAKM/l'ye düşürülmesiyle, 25 oC'de KOİ giderimi %84- 92 arasında değişirken, 15 oC'de %46- 83 ve 10 oC'de ise KOİ giderimi %33- 65 arasında değişmiştir. Biyokütlenin düşürülmesi düşük sıcaklıklarda ve yüksek OLR'lerde sistem performansını düşürürken, metan üretiminin de %40 düşmesine neden olmuştur. Diğer taraftan, gerçek evsel atıksu ile yapılan çalışmalarda aynı koşullarda sentetik atıksu ile yapılan çalışmalardan daha düşük KOİ giderimi (%61-91) ve metan üretimi (0,129-0, 394 m3/gün) elde edilmiştir. Reaktörden alınan biyokütle ile çalışılan her bir sıcaklıkta karbon kaynağı olarak Asetik Asit kullanılarak Spesifik Metanojenik Aktivite testi gerçekleştirilmiştir. SMA testinde 10, 15 ve 25oC sıcaklıklarda sırasıyla 0 ,679, 0,705 ve 0,742 gKOİ/gUAKMgün Spesifik Metanojenik Aktivite gerçekleştiği görülmüştür. Hem sentetik atıksu hem de gerçek evsel atıksu ile yapılan çalışmalarda, sıcaklığın düşmesi ve OLR'nin artmasına bağlı olarak KOİ giderimi düştüğü gözlenmiştir. HRT süresinin düşmesinin KOİ giderimini olumsuz etkilediği ve özellikle düşük sıcaklıklarda bu etkinin daha önemli olduğu gözlenmiştir. Reaktörde bulunan biyokütle konsantrasyonu düştükçe KOİ giderimi de azalmıştır. Organik madde parçalanma kinetiği genellikle birinci dereceden reaksiyon kinetiğine uyduğu görülmüştür. Sonuç olarak, AnAKR evsel atıksu karakteristiğindeki atıksuların arıtımında düşük sıcaklıklarda verimli bir şekilde kullanılabileceği görülmüştür.