Anaerobik/anoksik ardışık kesikli reaktörde biyolojik fosfor giderimi

Abstract

ÖZET DOKTORA TEZİ ANAEROBIK/ANOKSÎK ARDIŞIK KESİKLİ REAKTÖRDE BİYOLOJİK FOSFOR GİDERİMİ Engin GÜRTEKİN Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Çevre Mühendisliği Anabilim Dalı 2005, Sayfa : 171 Bu çalışmada iki tane anaerobik/anoksik ardışık kesikli reaktör kurulmuştur. Bu reaktörlerden biri asetatla, diğeri glikozla beslenmiştir. Her iki reaktörde, çamur yaşının, hidrolik bekleme zamanının etkisi ve anaerobik kademedeki pH ile fosfor salimim ve fosfor salınımının karbon bağlanmasına oranı arasındaki ilişki araştırılmıştır. Bu çalışmalar neticesinde, asetat ve glikozun anaerobik/anoksik reaktörde biyolojik fosfor giderimine etkisi de bulunmuştur. Asetatla beslenen reaktörde; KOİ giderme verimi 20 günlük çamur yaşında % 94, 15 günlük çamur yaşında % 93, 10 günlük çamur yaşında % 90 ve 5 günlük çamur yaşında % 89'dur. PO4-P giderme verimi; 20 günlük çamur yaşında % 74, 15 günlük çamur yaşında % 78, 10 günlük çamur yaşında % 87 ve 5 günlük çamur yaşında % 39'dur. Bu sonuçlardan, asetatla beslenen reaktörde çamur yaşının KOİ giderme verimine etkisinin olmadığını göstermektedir. PO4-P giderme verimi açısından 10 günlük çamur yaşı (SET A3) optimum olarak bulunmuştur. Glikozla beslenen reaktörde; KOİ giderme verimi, 20 günlük çamur yaşında % 92, 15 günlük çamur yaşında % 91, 10 günlük çamur yaşında % 91 ve 5 günlük çamur yaşında % 90'dır. PO4- P giderme verimi; 20 günlük çamur yaşında % 45, 15 günlük çamur yaşında % 55, 10 günlük çamur yaşında % 51 ve 5 günlük çamur yaşında % 25'dir. Bu sonuçlardan, glikozla beslenen reaktörde çamur yaşının KOİ giderme verimine etkisinin olmadığını göstermektedir. PO4-P giderme verimi açısından 15 günlük çamur yaşı (SET G3) optimum olarak bulunmuştur. Asetatla beslenen reaktörde; KOİ giderme verimi, 12 saatlik hidrolik bekleme zamanında % 91, 16 saatlik hidrolik bekleme zamanında % 91, 24 saatlik hidrolik bekleme zamanında % 92 ve 8 saatlik hidrolik bekleme zamanında % 90'dır. PO4-P giderme verimi; 12 saatlik hidrolik bekleme zamanında % 87, 16 saatlik hidrolik bekleme zamanında % 79, 24 saatlik hidrolik XIIIbekleme zamanında % 73 ve 8 saatlik hidrolik bekleme zamanında % 79'dur. Bu sonuçlardan, asetatla beslenen reaktörde hidrolik bekleme zamanının KOİ giderme verimine etkisinin olmadığını göstermektedir. P04-P giderme verimi açısından; 12 saatlik hidrolik bekleme zamanı (SET A3) optimum olarak bulunmuştur. Glikozla beslenen reaktörde; KOİ giderme verimi, 12 saatlik hidrolik bekleme zamanında % 91, 16 saatlik hidrolik bekleme zamanında % 91, 24 saatlik hidrolik bekleme zamanında % 91 ve 8 saatlik hidrolik bekleme zamanında % 90 'dır. PO4-P giderme verimi; 12 saatlik hidrolik bekleme zamanında % 55, 16 saatlik hidrolik bekleme zamanında % 57, 24 saatlik hidrolik bekleme zamanında % 47 ve 8 saatlik hidrolik bekleme zamanında % 33 'dür. Bu sonuçlardan, glikozla beslenen reaktörde hidrolik bekleme zamanının KOİ giderme verimine önemli ölçüde bir etkisinin olmadığını göstermektedir. PO4-P giderme verimi açısından; 16 saatlik hidrolik bekleme zamanını (SET G5) optimum olarak bulunmuştur. Çamur yaşı ve hidrolik bekleme zamanının NH4-N giderimine de önemli bir etkisi gözlenmemiştir. Asetatla beslenen reaktörde, hidrolik bekleme zamanının 8 saatten 24 saate artmasıyla fosfor salınımı ve bağlanması artmıştır. Ancak, fosfor gideriminde artış gerçekleşmemiştir. Glikozla beslenen reaktörde ise, 16 saatlik hidrolik bekleme zamanının altında ve üstünde fosfor giderimi, fosfor salınımı ve bağlanması miktarlarında düşüş gözlenmiştir. Her iki reaktörün anaerobik kademesinde pH'daki artışla birlikte fosfor salınımı ve fosfor salınımının karbon bağlanmasına oranının artığı gözlenmiştir. Reaktörlerden biri asetat ve diğeri glikozla beslenerek bunların fosfor giderimindeki etkisi de bulunmuştur. Gerek çamur yaşı gerekse hidrolik bekleme zamanının etkisinin incelendiği her iki reaktördeki verimler değerlendirildiğinde, glikozla biyolojik fosfor gideriminin gerçekleştiği, ancak asetatla beslenen reaktörle karşılaştırıldığında daha düşük olduğu gözlenmiştir. Ayrıca, anaerobik ortamda fosfor salınımı gözlenmiş ve bu anoksik ortamda fosfor alımıyla orantılı bir şekilde gerçekleşmiştir. Anahtar Kelimeler : Anaerobik/anoksik, biyolojik fosfor giderimi, çamur yaşı, hidrolik bekleme zamanı. XIV

ABSTRACT PhD Thesis BtOLOGlCAL PHOSPHORUS REMOVAL IN ANAEROBİC/ANOXİC SEQUENCING BATCH REACTOR Engin GÜRTEKİN Fırat University Graduate School Natural and Applied Sciences Department of Environmental Engineering 2005, Page : 171 In this study, two anaerobic/anoxic sequencing batch reactors were set up. One from this reactors was feed with acetate. The other reactor was feed with glucose. It was investigated to effect of sludge age, hydraulic retention time and relation among phosphorus release and ratio to carbon uptake of phosphorus release with pH in each reactors. In result of this studies, it was also found to effect of acetate and glucose on biological phosphorus removal in anaerobic/anoxic reactor. In reactor feeding with acetate, efficiency of COD removal was % 94 in sludge time of 20 days, % 93 in sludge time of 15 days, % 90 in sludge time of 10 days and % 89 in sludge time of 5 days. Efficiency of P04-P removal wass % 74 in sludge time of 20 days, % 78 in sludge time of 15 days, % 87 in sludge time of 10 days and % 39 in sludge time of 5 days. It wasn't observed an effect of sludge age on efficiency of COD removal in reactor feeding with acetate. It was found to be optimum of sludge age of 10 days (SET A3) from point of view efficiency of phosphorus removal. In reactor feeding with glucose, efficiency of COD removal was % 92 in sludge time of 20 days, % 91 in sludge time of 15 days, % 91 in sludge time of 10 days and % 90 in sludge time of 5 days. Efficiency of P04-P removal was % 45 in sludge time of 20 days, % 55 in sludge time of 15 days, % 51 in sludge time of 10 days and % 25 in sludge time of 5 days. It wasn't observed an effect of sludge age on efficiency of COD removal in reactor feeding with glucose. It was found to be optimum of sludge age of 15 days (SET G2) from point of view efficiency of phosphorus removal. In reactor feeding with acetate, efficiency of COD removal was % 91 in hydraulic retention time of 12 hours, % 91 in hydraulic retention time of 16 hours, % 92 in hydraulic retention time of 24 hours and % 90 in hydraulic retention time of 8 hours. Efficiency of PO4-P XVremoval was % 87 in hydraulic retention time of 12 hours, % 79 in hydraulic retention time of 16 hours, % 73 in hydraulic retention time of 24 hours and % 79 in hydraulic retention time of 8 hours. It wasn't observed an effect of hydraulic retention time on efficiency of COD removal in reactor feeding with acetate. It was found to be optimum of hydraulic retention time of 12 hours (SET A3) from point of view efficiency of phosphorus removal. In reactor feeding with glucose, efficiency of COD removal was % 91 in hydraulic retention time of 12 hours, % 91 in hydraulic retention time of 16 hours, % 91 in hydraulic retention time of 24 hours and % 90 in hydraulic retention time of 8 hours. Efficiency of P04-P removal was % 55 in hydraulic retention time of 12 hours, % 57 in hydraulic retention time of 16 hours, % 47 in hydraulic retention time of 12 hours and % 33 in hydraulic retention time of 12 hours. It wasn't observed an effect of hydraulic retention time on efficiency of COD removal in reactor feeding with glucose. It was found to be optimum of hydraulic retention time of 16 hours from point of view efficiency of phosphorus removal. It wasn't observed an effect of sludge age and hydraulic retention time on efficiency of NH4-N removal in each reactor. Phosphorus release and uptake increased by increasing from 8 hours to 24 hours of hydraulic retention time in reactor feed with acetate. However, phosphorus removal didn't increase. It was observed decrease at amounts of phosphorus removal, phosphorus release, phosphorus uptake at below and over of hydraulic retention time of 16 hours in case of glucose feeding. It was observed to increasing of phosphorus removal and of ratio to carbon uptake of phosphorus release with increasing of pH at anaerobic phase of each reactor. It was found the effect of acetate and glucose on phosphorus removal by feeding with acetate and glucose into each reactors. It was evaluated efficiencies in reactors investigated effects of both sludge age and hydraulic retention time. It was found that biological phosphorus removal was obtained with glucose. However, phosphorus removal was smaller in comparison with reactor feed acetate. In addition, it was observed to phosphorus release in anaerobic phase and this was balanced with phosphorus uptake. Key Words : Anaerobic/anoxic, biological phosphorus removal, sludge retention time, hydraulic retention time. XVI