Arıtma çamurlarının aerobik kompostlama ve çürütme prosesleri / Nevim Genç; Danışman A. Nur Onar.
Özet
Bu çalışmada arıtma çamurlarının aerobik kompostlama ve çürütme prosesleri incelenmiştir. Ayrıca ıslak oksidasyon işleminin çamurun parçalanabilirliğine etkisi araştırılmıştır. Kompostlama işleminde ;arazi ölçeğinde statik yığın kompostlama ve kap içinde kompostlama yöntemleri kullanılmıştır. Kompostlama işleminde kullanılan ham çamurun düşük C/N oranına sahip olması ; yüksek sıcaklıkların uzun zaman aralığında korunamamasına ve kompostlamanın ve kompostlamanın ilk safhalarından itibaren azot fazlasının NH3olarak sistemi terk etmesine neden olmuştur. Kapalı kap içinde yürütülen kompostlama yönteminde ulaşılan maksimum sıcaklık 60 °C iken daha büyük ölçekte yürütülen statik yığın yönteminde 40-50 °C arasında kalmıştır. Bu hem statik yığın yönteminte 4.3 C/N oranına sahip ham çamurun kullanılmasından ( kapalı kap kompostlama yönteminde kullanılan ham çamurda bu oran yaklaşık 12.5'dır), hem de kapalı kapta izolasyon sağlanmış olmasından kaynaklanmıştır.Koku giderimi sağlandığı halde iyi bir nem giderimi sağlanamamıştır. Ancak iyileştirme safhasında nemin uzaklaştırılması daha kolay olmuştur. İyileştirme safhasında sıcaklığın artmaması çamurun daha ileri parçalanabilirliğinin olmadığının dolayısı ile kararlı hale ulaşıldığının bir göstergesi olarak kabul edilmiştir. Kompostlama işlemi ile aynı biyokimyasal süreçlerin meydana geldiği çürütme prosesi pilot ölçekte yürütülmüştür. Çalışmanın bu bölümünde çamurun aerobik ortamda parçalanmasını tanımlayacak ilişkilerin ortaya konulmasına çalışılmıştır. Çamurun mikrobiyal faaliyeti sonucu üretilen ısı QF (kW/m³) ile oksijen tüketim hızı OTR (kgO2/m³/saat) arasında bir bağıntı kurularak çamurun çürütülmesinde beklenen sıcaklık önceden belirlenebilir.Yapılan çalışmalar sonucu QF ile OTR arasında QF=kxOTR şeklinde bir ilişki kurulmuştur. Buna göre sıcaklığın 60-63°C'ye yükseldiği çürütücülerde ham çamur QF=403xOTR ifadesi ile sıcakllığın 40-41 °C'ye yükseldiği çürütücülerde QF=1.06xOTR ifadesi ile sıcaklığın 40-43°C'ye yükseldiği çürütücülerde ise QF=1.46xOTR ifadesi ile karakterize edilebileceği belirlenmiştir. Sıcaklık nitrifikasyon hızını belirleyen önemli bir faktör olduğu için k değeri nitrifikasyon derecesini belirleyen parametredi. Çürütme işleminde substrat giderim hızı birinci dereceden reaksiyon kinetiğine uyar. Kinetik hız sabitlerinin bulunması için Michaelis-Menten denklemi kullanılmıştır. Atık aktif çamur ve atık aktif çamur-ön çökeltme çamur karışımının çürütüldüğü sistemler için substrat giderim hız sabitleri belirlenmiştir.Uçucu madde toplam organik karbon ve protein-C'un maksimum giderim hızları atık aktif çamurun çürütüldüğü sistemlerde sırası ile 0.128, 0.074, 0.33 gün-¹ olarak belirlenirken bu değerler atık aktif çamur-ön çökeltme çamuru karışımının çürütüldüğü sistemlerde 0.062, 0.172, 0.082 gün-¹ olmuştur. Bu farklılık kullanılan ham çamurun özelliğinden kaynaklanmaktadır.Bu çalışmanın son bölümü ıslak oksidasyon işlemine ayrılmıştır.Islak oksidasyon ön işleme 118-120°C'de yürütülmüştür. Islak oksidasyon ön işlemine maruz bırakılmış ham çamurun organik madde giderimi ,işlem görmemiş çamura göre oldukça yüksek olmuştur. Atık aktif çamurun iki günlük çürütme süresince çamurda %20-30 arasında toplam organik karbon giderimi sağlanırken ön işlem görmiş çamurun çürütülmesinde üst sıvıdaki toplam organik karbon giderimi %94.6 olmuştur. Ancak ıslak oksidasyon işlemi çürütülmüş çamura uygulandığı zaman iyi bir organik madde giderimi elde edilememiştir. Bu yüzden ıslak oksidasyon aerobik çürütme ööncesi organik made giderim hızını artırması bakımından ön işlem olarak tercih edilebileceği sonucuna varılmıştır.
