Batık membran-aktif çamur sistemleri ile peynir altı suyunun arıtılabilirliği ve sistemin modellenmesi

Abstract

Bu çalışmada, batık membran aktif çamur sisteminde yüksek organik madde içeren peynir altı sularının arıtımı incelenmiş ve klasik aktif çamur modeli sistemden elde edilen verilere uygulanmıştır. Çalışma boyunca, sistem giriş suyunun toplam KOİ (T-KOİ) konsantrasyonu 60000-90000 mg/1 arasında değişirken çıkış suyunun T-KOİ değerleri 17900-35000 mg/1 arasında değiştiği gözlenmiştir. Çamur yaşının 30 gün olduğu çıkış suyu T-KOl değerleri 20000 mg/l'nin altında seyretmiştir. Ayrıca, sisteme giren organik yük oldukça yüksek seviyelerde olup 16-60 kg/m3.gün arasında değişmiştir. En iyi düzeyde T-KOİ giderimi 40-44 kg/m3 gün arasında ortalama %77 düzeyinde gerçekleşmiştir. Peynir altı suyunun inert KOİ değerleri 295-580 mg/1 arasında değişmiştir. Sistemin biyokütle canlılığı, çamur yaşının 30 gün tutulduğu periyotta 4.0 mg/g.st değerinde sabitleştiği ve inert madde üretiminin gerçekleşmediği tespit edilmiştir. Ayrıca, membranın inert madde tutma kapasitesinin ihmal edilebilecek düzeyde olması biyoreaktörde inert madde birikmesinden ziyade yaşlı ve canlılığı azalan biyokütle tarafından inert madde üretildiği kanaatine varılmıştır. Çamur yaşının 10 gün olduğu periyotta toplam fosfor (TP) giderimi ortalama %70 düzeylerinde gözlenmiştir. Çamur yaşının 75 gün'e yükseltildiği periyotta TP giderimi % 28'lere kadar düşmüştür. Ortofosfat giderimi çamur yaşının 10 gün olduğu periyotlarda % 54-67 ve çamur yaşının 75 gün olduğu periyotta ise %20-33 arasında değiştiği gözlenmiştir. Ayrıca, yalnız başına membran modülünün ortofosfat giderimi % 30 düzeylerinde gerçekleşmiştir. Giriş suyunda amonyum konsantrasyonu 3.4-120 mg/1, nitrat konsantrasyonu ise 10-503 mg/1 arasında değişmiştir. Sistemde yüksek biyokütle konsantrasyonundan dolayı yapılan maksimum havalandırma yetersiz kaldığından nitrifıkasyon olayı yeterli seviyede gerçekleşmemiştir. Fakat çıkış suyunun nitrat konsantrasyonu genellikle 10 mg/l'nin altında seyretmiş ve nitrat uzaklaştırma kapasitesi % 99.2'lere ulaşmıştır. Membran modülünün amonyum iyonlarını giderme kapasitesi ortalama % 10 ve nitrat iyonlarını giderme kapasitesi ortalama % 28 düzeylerinde olduğu belirlenmiştir. Çıkış suyunda askıda katı madde ve toplam koliform'a rastlanmamış ve bulanıklık değerlerinin 23-111 FAU arasında değiştiği görülmüştür. Biyoreaktörde süspanse katı madde (MLSS) 24.17-70.54 g/1 arasında değişirken MLVSS konsantrasyonu 13.05-36.56 g/1 arasında değişmiştir. MLVSS/MLSŞ oram, çamur yaşının 10 gün olduğu periyotta 0.5-0.56 arasında değişirken, çamur yaşının 75 gün olduğu periyotta 0.45-0.49 arasında değiştiği gözlenmiştir. Sistemin transmembran basıncı 0.2 -0.65 bar arasında değiştirilmiş ve akı miktarı genellikle 80 l/m2-gün'ün üzerinde tutulmaya çalışılmıştır. Membranın özgül direncinin l .90x1011 m\"1 olduğu belirlenmiştir. Sistemi modellemek amacıyla klasik aktif çamur için yaygın olarak kullanılan İ klasik model uygulanmış, fakat yüksek organik yük, biyokütle konsantrasyonu ve çamurlyaşında bu modelin uygulanamayacağı tespit edilmiştir.