Yukarı akışlı anaerobik reaktörlerde arıtma ve ölü bölge oluşumunun incelenmesi

Abstract

ÖZET Bu çalışmada, Havasız Çamur Yataklı reaktörlerde mezofilik bakteriler kullanılarak, Şeker Sanayii atıksularının arıtımı ve arıtmada verime etki eden faktörler ile reaktör içerisinde oluşan ölü bölgeleri minimuma indiren çalışma şartlan araştırılmıştır. Birinci bölümde aerobik ve anaerobik arıtmalardan bahsedilerek, anaerobik arıtmanın mikrobiyolojisi, biyokimyası ve kinetiği kısaca anlatılmıştır. İkinci bölümde aerobik ve anaerobik arıtmanın mukayesesi yapılmış; anaerobik arıtmada teknolojik uygulamalar hakkında kısaca bilgi verilmiştir. Anaerobik arıtmada verime etki eden parametreler sırası ile izah edilmiştir. Bunun haricinde anaerobik reaktörlerin devreye alınması, işletme şartları ve kontrol maksadı ile izlenmesi gerekli parametrelerden bahsedilmiştir. Üçüncü bölümde reaktör hidroliğine giriş yapılmıştır. Akım tipleri, dispersiyonlu akım modelleri, iz madde deneyleri, C, F, E eğrileri ve değerlendirilmeleri, ölü bölge oluşumları ile hesap metodları, ayrıca reaktörlerde hidrolik özellikleri tespit etmekte yardımcı olan gama dağılımları ve by-pas'lı gama dağılımlarından bahsedilmiştir. Dördüncü bölümde deney tesisi şekil ve resimlerle izah edilmiş, reaktörün devreye almışı, atıksuyun özellikleri, ilave besi maddeleri ve günlük olarak izlenen parametreler ve analiz metodları anlatılmıştır. Beşinci bölümde üç değişik bekletme sürelerine ait elde edilen deney sonuçlan incelenmiş, bazı parametrelerin birbirleriyle olan ilişkileri araştınlmıştır. Organik yükleme hızına bağlı olarak pH ve askıdaki katı madde arasında, pH ve alkalinite arasında grafikler oluştumlarak yorumlar yapılmıştır. İz madde deneyleri sonucuna göre E eğrileri çizilmiş, ve herbirine ait ölü bölge hacimleri hesaplanmıştır. En düşük ölü bölge yüzdesine ait E eğrilerine gama dağılımı uygulanmış ve her üç deneyde de reaktörün bir adet tam karışımlı, bunu takibende bir adet piston akımlı bölümlerden oluştuğu tesbit edilmiştir. Bunlann yanısıra hidrolik bekletme süresinin, ve organik yükleme hızının ölü bölge hacmine olan etkileri araştırılmış; organik yükleme hızının artması ile ölü bölge miktarının azaldığı tesbit edilmiştir. Yine aynı şekilde gaz üretiminin artması ile ölü bölge hacminin azaldığı ve organik yükleme hızının artmasının gaz üretimini de arttırdığı tespit edilmiştir. Altıncı bölümde ise çalışmalardan elde edilen sonuçlar maddeler halinde anlatılarak gerekli yorumlar yapılmıştır. Çalışmaya temel olan deney sonuçları bir ek halinde en son kısıma ilave edilmiştir.

ABSTRACT In this study, factors affecting the treatment efficiency of Sugar Industry waste waters and operating conditions which minimize the dead volume in the reactor were studied. Anaerobic and aerobic treatment processes were described and microbiology, biochemistry and kinetics of anaerobic treatment were briefly introduced in the first chapter. In the second chapter, anaerobic and aerobic treatment are compared and additionally a brief information on anaerobic treatment technologies was given. Furthermore, the factors affecting the efficiency in anaerobic treatment were explained. In addition to this, start up conditions for anaerobic reactors and observation parameters needed for operation control are also explained. In the third chapter, hydraulics characteristics of the reactor is introduced. Flow types, flow models with dispersion, trace element experiments, C, F, E curves and their evaluations, dead zone occurances and calculation methods and gamma dispersions and gamma dispersions with by - pass, which are helpful in determining the hydroulic properties in reactors are all explained. In the fourth chapter, experimental apparatus is explained with pictures and figures and the start up of the reactor, properties of the waste water, nutrients and daily monitoring parameters and methods of analyses are explained. In the fifth chapter, results of experiments relating to three different residence times are analyzed and interrelations of some parameters are studied. Various graphs in connection with organic loading rates, pH versus suspended solid matterial and pH versus alkalinity are drawn and interpereted. E curves are drawn according to the results of trace elements experiments and dead volumes for each curve are calculated. Gamma dispersion isapplied to the E curves having the least dead volume percentages and the reactor is found to have one completely mixed and one plug flow region in all three experiments. Beside these, the effects of hydraulic residence time and organic loading rate on dead zone volume were studied and it is found that as the organic loading rate increases, dead volume decreases. In addition to this, it is found that the dead volume decreases and the OLR increases, gas production rate also increases. In the sixth chapter, the general important results of the study were explained with necessary interpretations and comments. At the end, all experimental results were given in the appendix part. vi % *J' it XX v