Ağır metal mikrokirliliği içeren atıksuların membran biyoreaktör+granül aktif karbon sistemi ile arıtımının incelenmesi

Abstract

Gerçekleştirilen çalışma sırasında laboratuvar ölçekli membran biyoreaktör (MBR) atıksu arıtma sistemine entegre edilmiş granüler aktif karbon sistemi ile karbon (KOİ), azot (NH4+-N), fosfor (PO4-3-P) ve ağır metal arıtım verimi araştırılmıştır. MBR sistemi aktif çamur ve membran ünitesi olmak üzere iki tanktan oluşmaktadır. Aktif çamur ünitesi 10 L, Membran Ünitesi 8 L litrelik reaktörden oluşmaktadır. Orta Doğu Teknik Üniversitesi yerleşkesinde bulunan gerçek ölçekli MBR sisteminden 3.5 g/L konsantrasyonunda getirilen aktif çamur (MLSS) sistem dengeye gelene kadar çalıştırılmıştır. Sistem dengeye geldiği zaman MLSS konsantrasyonu 12 g/L seviyesine çıkmıştır. Sistem dengeye geldikten sonra sentetik olarak hazırlanan atıksuya seçilen ağır metaller, Arsenik (As), Nikel (Ni), Kurşun (Pb), Çinko (Zn), her biri ortalama 200 ppb konsantrasyonunda eklenmiştir. Çalışma iki kısımdan oluşmaktadır. Çalışmanın birinci kısmında MBR sistemi 16, 20 ve 24 L/m2-sa olarak üç farklı akıda çalıştırılmıştır. MBR giriş KOİ, NH4+-N, PO4-3-P değerleri sırasıyla ortalama 550, 80 ve 25 mg/L seviyesinde olup çıkış değerleri 25, 20 ve 21 değerlerindedir. En yüksek arıtım 16 L/m2-sa da ölçülmüştür. Arıtma verimleri ortalama 96, 56 ve 10 olmuştur. MBR çıkışındaki ağır metal arıtım verimi As 'de % 10, Ni için %91, Pb için %96 ve Zn için %96 olarak ölçülmüştür. MBR çıkışındaki arıtılmış atıksu toplanarak 5 ml/dk akış hızında GAC kolonundan geçirilmiştir. GAC kolonu sonrası KOİ, NH4+-N, PO4-3-P arıtımı %35, 18 ve 11 oranında artış gözlemlenmiştir. GAC çıkışında As arıtımı %85 olarak ölçülmüştür. Ni, Pb ve Zn değerleri ölçülebilir değer olan 3 ppb'nin altında olmuştur.

During the study, treatment wastewater including carbon (COD), nitrogen (NH4+-N), and phosphorus (PO4-3-P) and heavy metals with laboratory scale Membrane Bioreactor (MBR) combine with Granular Activated Carbon system was investigated. There are two tanks in MBR system first one is activated sludge system about 10 L and the other one in membrane chamber about 8 L. Activated sludge was transferred Full Scale MBR system from Middle East Technical University. Concentration of MLSS was about 3.5 g/L and it increase around 12 g/L when it reached to steady-state. After steady-state, treatment system was feed by synthetic wastewater including heavy metals, Arsenic, As, Nickel, Ni, Lead, Pb, Zinc, Zn, concentration of each one was about 200 ppb. The study was conducted in two system. In the first system, MBR system was operated in three different fluxes, which were 16, 20 ve 24 L/m2-h. Concentration of COD, NH4+-N and PO4-3-P in the influent were about 550, 80 ve 25 mg/L respectively. The highest treatment was achieved when the flux was 16 L/m2-h. The heavy metal treatment efficiency of MBR system was 10% for As, For other selected metals were more than 90 % and for Ni it was 91%, for Pb it was 96% and for Zn it was 96%. After treatment of MBR system, treated wastewater was collected for GAC treatment. The flowrate of wastewater during the GAC column was arranged 5 mL/min. After GAC removal, extra 35% for COD, 18 % for NH4+-N and 11% for PO4-3-P treatment was achieved. The As removal was increased about 85% after GAC column. Concentrations of other heavy metals, Ni, Pb and Zn, were less than Limit of Detection which was 3 ppb.