Arıtma çamurlarının anaerobik çürütülmesinde hidrodinamik kavitasyonun biyogaz verimine etkisi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Bursa Uludağ Üniversitesi, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2019

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: ESRA DEMİR

Danışman: Fatma Olcay Topaç Şağban

Özet:

Bu tez çalışmasında konserve gıda üretimi yapan bir işletmenin atıksu arıtma tesisinden alınan atık aktif çamur hidrodinamik kavitasyon sistemi ile laboratuvar ölçeğinde dezentegre edilmiştir. Optimum işletme şartlarının belirlenmesi amacıyla gerçekleştirilen dezentegrasyon işleminde 3 mm çaplı orifis plaka tercih edilerek 0,3; 0,5; 0,7 ve 0,9 olmak üzere dört farklı kavitasyon sayısında çalışılmıştır. Belirlenen optimum işletme şartlarında gerçekleştirilen hidrodinamik kavitasyonun atık aktif çamur fiziksel ve kimyasal özelliklerinde meydana getirdiği değişimlerin irdelenmesi amacıyla kavitasyon süresince belirli periyotlarla alınan numunelerde ÇKOİ, AKM, UAKM, viskozite, ÇTKN, ÇTP, çözünebilir karbonhidrat, çözünebilir protein analizleri ve mikrobiyal analizler gerçekleştirilmiştir. Hidrodinamik kavitasyonun anaerobik çürütme işlemleri öncesinde bir ön arıtma metodu olarak kullanılabilme potansiyelinin belirlenmesi amacıyla ise birbirine paralel iki adet anaerobik reaktör işletilmiştir. 20 L hacme sahip olan anaerobik reaktörlerde substrat olarak ham atık aktif çamur ve hidrodinamik kavitasyon ile ön işlem uygulanmış atık aktif çamur kullanılmıştır. F/M oranı 3:1 olacak şekilde yükleme yapılarak mezofilik koşullarda çalışılmıştır. Katı bekletme süresi 63 gün seçilerek belirli aralıklarla alınan çamur numunelerinde pH, uçucu asit, alkalinite, KOİ, TKM, UKM, AKM ve UAKM analizleri gerçekleştirilmiştir. Günlük üretilen biyogaz miktarları ve belirli aralıklarla tespit edilen gaz kompozisyon verilerinden yola çıkılarak günlük üretilen metan gazı miktarları hesaplanmıştır. Optimum işletme şartlarında (orifis plaka çapı:3 mm, kavitasyon sayısı 0,3) gerçekleştirilen hidrodinamik kavitasyon çalışmaları neticesinde ÇKOİ, ÇTKN, ÇTP, çözünebilir karbonhidrat ve çözünebilir protein konsantrasyonlarında belirgin bir artış, viskozite, AKM ve UAKM konsantrasyonlarında ise belirgin bir azalma meydana geldiği, Escherichia Coli, Bacillus Subtilis ve Pseudomonas Aeruginosa türleri için giderim oranlarının %94-%99 aralığında değiştiği tespit edilmiştir. Anaerobik çürütme çalışmaları süresince pH değerlerinin metanojenik bakterilerin optimum çalışma aralığı olan 7,8-8,2 aralığında olduğu, alkalinite değerlerinin sistem pH’sını yeterli düzeyde tamponlamaya yetecek kapasite olduğu, uçucu yağ asidi konsantrasyonlarının metanojenik bakteriler için aşılması önerilmeyen seviyeleri geçmediği açıkça ortaya konmuştur. Hidrodinamik kavitasyonun üretilen biyogaz miktarını %31, metan gazı miktarını %35 oranında arttırdığı belirlenmiştir. Hidrodinamik kavitasyon ile ön arıtmanın KOİ, TKM, AKM, UKM, UAKM giderimi üzerindeki olumlu etkileri tespit edilmiştir.