Konvansiyonel ve Ardışık Kesikli Reaktör Sistemli İleri Biyolojik Atıksu Arıtma Tesislerinin Proses ve Enerji Verimliliği Yönünden Karşılaştırılması

Abstract

Bu çalışmada konvansiyonel ve ardışık kesikli reaktör sistemli ileri biyolojik atıksu Arıtma Tesislerinin (AAT) proses ve enerji verimliliği yönünden karşılaştırılması yapılmıştır. Bu kıyasların yapılabilmesi için, askıda katı madde (AKM), biyokimyasal oksijen ihtiyacı (BOİ5), kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ), toplam azot (TN), toplam fosfor (TP) gibi atıksu kirlilik parametrelerinin yanı sıra, debi ve tüketilen enerji verileri çalışmada kullanılmıştır. Çalışmada kullanılan tesislerden Hasanoğlan ve Lalahan Atıksu Arıtma Tesisleri Ardışık Kesikli Reaktör Sistemli, Ondokuz Mayıs ve Yakakent Atıksu Arıtma Tesisleri Konvansiyonel sistemlidir. AKM, KOİ, BOİ5, TN ve TP parametrelerindeki yıllık ortalama giderim verimleri Hasanoğlan AAT' de sırasıyla %85,52, %80,49, %87,09, %58,40, %61,04, Lalahan AAT'de %93,48, %91,07, %93,73, %63,12, %64,08, Ondokuz Mayıs AAT'de %83,92, %87,65, %80,58, %74,23, %78,56, Yakakent AAT'de %80,89, %78,05, %76,11, %74,44, %77,15 olarak hesaplanmıştır. Tesislerden elde edilen verilere göre enerji tüketimleri Hasanoğlan AAT'de aylık ortalama 888,82 kWh/gün, Lalahan AAT'de aylık ortalama 663 kW-h/gün, Ondokuz Mayıs AAT'de aylık ortalama 2407,07 kWh/gün, Yakakent AAT'de aylık ortalama 1334,86 kWh/gün'dür. Yapılan hesaplamalar sonucunda, farklı atıksu arıtma tesislerinin giderilen yük başına enerji tüketimleri Hasanoğlan AAT için 2 kWh/kgAKM, 1 kWh/kgKOİ, 2 kWh/kgBOİ5, 14 kWh/kgTN ve 66 kWh/kgTP olarak hesaplanmıştır. Ondokuz Mayıs AAT'de 5 kWh/kgAKM, 2 kWh/kgKOİ, 6 kWh/kgBOİ5, 21 kWh/kgTN ve 187 kWh/kgTP enerji tüketimi gözlemlenmiştir. Lalahan AAT'nin giderilen yük başına enerji tüketimleri ise 2 kWh/kgAKM, 1 kWh/kgKOİ, 3 kWh/kgBOİ5, 33 kWh/kgTN ve 351 kWh/kgTP olarak hesaplanmıştır. Son olarak, Yakakent AAT'de giderilen yük başına enerji tüketimleri 10 kWh/kgAKM, 6 kWh/kgKOİ, 17 kWh/kgBOİ5, 35 kWh/kgTN ve 307 kWh/kgTP olarak belirlenmiştir. Bu çalışmada, farklı sistemli tesisler birbirinden bağımsız proseslerle işletilmekte olup, kirlilik parametrelerinin giderim verimlilikleri karşılaştırılmıştır. Ayrıca, enerji tüketimleri de göz önünde bulundurularak, her iki arıtma sisteminin enerji verimlilikleri incelenmiştir. Bu analizlerin, uygun arıtma sistemi seçiminde daha etkili kararlar alınmasına yardımcı olacağı ve gelecekteki uygulamalar için yol gösterici olacağı düşünülmektedir.This study compares the process and energy efficiency of Conventional and Sequencing Batch Reactor (SBR) Systems in advanced biological wastewater treatment plants. In order to make this comparison, wastewater pollution parameters such as suspended solids (SS), biochemical oxygen demand (BOD), chemical oxygen demand (COD), total nitrogen (TN), total phosphorus (TP), as well as flow rate and energy consumption data, have been used in the study. The treatment plants used in the study include Hasanoğlan and Lalahan Wastewater Treatment Plants (SBR systems) and Ondokuz Mayıs and Yakakent Wastewater Treatment Plants (Conventional systems).The annual average removal efficiencies of the Hasanoğlan WWTP for SS, COD, BOD, TN, and TP are 85.52%, 80.49%, 87.09%, 58.40%, and 61.04%, respectively. For Lalahan WWTP, these values are 93.48%, 91.07%, 93.73%, 63.12%, and 64.08%, respectively. In the Ondokuz Mayıs WWTP, the removal efficiencies for the same parameters are 83.92%, 87.65%, 80.58%, 74.23%, and 78.56%, respectively, while for Yakakent WWTP, they are 80.89%, 78.05%, 76.11%, 74.44%, and 77.15%, respectively.According to the data obtained from the plants, the monthly average energy consumption is 888.82 kWh/day for Hasanoğlan WWTP, 663 kWh/day for Lalahan WWTP, 2407.07 kWh/day for Ondokuz Mayıs WWTP, and 1334.86 kWh/day for Yakakent WWTP.Energy consumption per unit of pollutant removal has been calculated as follows: For Hasanoğlan WWTP, the energy consumption per kg load removed is 2 kWh/kgSS, 1 kWh/kgCOD, 2 kWh/kgBOD5, 14 kWh/kgTN, and 66 kWh/kgTP, respectively. In Ondokuz Mayıs WWTP, these values are 5 kWh/kgSS, 2 kWh/kgCOD, 6 kWh/kgBOD5, 21 kWh/kgTN, and 187 kWh/kgTP. For Lalahan WWTP, the energy consumption values are 2 kWh/kgSS, 1 kWh/kgCOD, 3 kWh/kgBOD5, 33 kWh/kgTN, and 351 kWh/kgTP, respectively. Finally, for Yakakent WWTP, the energy consumption per kg load removed is 10 kWh/kgSS, 6 kWh/kgCOD, 17 kWh/kgBOD5, 35 kWh/kgTN, and 307 kWh/kgTP, respectively.In this study, the treatment plants with different systems operate with independent processes, and the removal efficiencies of the pollution parameters have been compared. Additionally, energy consumption has been considered to analyze the energy efficiency of both treatment systems. These analyses are expected to assist in making more effective decisions in selecting the appropriate treatment system and serve as a guide for future applications.