Atık aktif çamurun aerobik stabilizasyonu ve ultrasonik dezentegrasyonu için optimum proses koşullarının belirlenmesi

Abstract

Atıksuların biyolojik arıtımı sırasında açığa çıkan atık aktif çamurlarının nihai bertarafı öncesi organik içeriğinin azaltılması için stabilizasyonu gerekmektedir. Aerobik stabilizasyon işletme kolaylığı ve maliyeti nedeniyle kabul gören bir stabilizasyon yöntemidir. Aerobik stabilizasyon prosesinin verimi genellikle organik madde giderimi açısından değerlendirilmektedir. Ancak, stabilizasyon prosesinin detaylı değerlendirilmesi için proses sırasında gerçekleşen metabolik süreçlerin de anlaşılması gerekmektedir. Bu nedenle, stabilizasyon sürecinin modellenmesine yönelik çalışmalar artmıştır. Arıtma çamurunun verimli bir şekilde stabilizasyonunun ardından hacmini azaltmak için etkin bir şekilde susuzlaştırılması gerekir. Susuzlaştırma verimini arttırmak amacıyla yardımcı dezentegrasyon yöntemleri araştırılmakta olup, ultrasonik dezentegrasyon çamurun susuzlaştırma özelliklerini arttıracak potansiyele sahiptir.Bu kapsamda, bu çalışmanın amacı atık aktif çamurdan yüksek organik madde giderimi için uygun aerobik stabilizasyon organik yükleme miktarının belirlenmesi, stabilizasyon sırasında gerçekleşen mekanizmaların değerlendirilmesi için prosesin modellenmesi ve susuzlaştırmayı iyileştirmek için en uygun ultrasonik dezentegrasyon proses koşullarının belirlenmesidir. Aerobik stabilizasyon çalışmaları sonucunda % 51 uçucu katı madde giderim verimi elde edilmiş olup, bu değer yönetmeliklerde belirtilen değerden yüksektir. Gerçek atık aktif çamur ile yürütülen stabilizasyon çalışmaları ile elde edilen kimyasal oksijen ihtiyacı ve uçucu askıda katı madde verilerinin bir arada modellenmesi için aktif çamur model no.1 (ASM1) ve no.3 (ASM3) uygulanmıştır. Model sonuçları, her iki modelinde 0,978'den yüksek regresyon katsayısı ile uygulanabilir olduğunu göstermiştir. Aerobik olarak stabilizasyona tabi tutulmuş atık aktif çamurun susuzlaştırma özelliklerinin iyileştirmek amacıyla uygulanması gereken ultrasonik dezentegrasyon işletme koşulları 2,84 dakika ultrases süresi ve 17,01 W ultrases gücü olarak belirlenmiştir.

The waste activated sludge arised during the biological treatment of wastewaters should be stabilized prior to final disposal in order to decrease organic content of sludge. Aerobic stabilization is an accepted stabilization method because of its simple operation and cost. The efficiency of aerobic stabilization is generally evaluated based on the volatile suspended solid removal. However, the metabolic processes involved in aerobic stabilization should be known to evaluate the aerobic stabilization process in detailed. Therefore, the studies on the modelling of aerobic stabilization process have increased. After the efficiently stabilization of sewage sludge, it is necessary to dewater the sludge in order to reduce sludge volume. The disintegration methods are investigated to improve the dewatering efficiency. Ultrasonic disintegration has a potential to improve the dewatering properties of sewage sludge.In this context, the aim of this study is to determine optimum organic loading concentration of aerobic stabilization for achievement of high organic matter removal, to model aerobic stabilization process to gain knowledge on the mechanisms involved in stabilization and to determine the optimum operating conditions of ultrasonic disintegration for improving the dewatering properties of sludge.As a result of aerobic stabilization studies, the maximum volatile suspended solid removal rate was as 51% which is higher than stated in the regulations. The activated sludge models no.1 (ASM1) and no.3 (ASM3) were applied to simultaneous model COD and VSS data gathered from the aerobic stabilization experiments carried out with real waste activated sludge. The model simulations confirmed the practicability of both models with regression coefficients more than 0.978. The operating conditions for ultrasonic disintegration, which can be used for improving the dewatering properties of aerobically stabilized waste activated sludge, were determined as 2.84 min for ultrasound time and 17.01 W for ultrasound power.