Çapraz akışlı membran biyoreaktördedenitrifikasyon prosesi

Abstract

Bu araştırmada, içme sularında bulunması sağlık açısından olumsuz etkiler yaratan ve su kalitesini ötrofikasyona sebep olarak azaltan nitratın, çapraz akışlı membran biyoreaktörde denitrifikasyon prosesi yardımıyla giderilmesini etkileyen faktörler araştırılmıştır. Kullanılan organizmalar Erzincan kenti atıksu arıtma tesisinden sağlanmış, karbon kaynağı olarak sisteme etanol ilavesi yapılmıştır. Araştırma sonucunda mikroorganizma üremesinin Monod tarafından önerilen modele uyduğu ve optimum C/N oranının 2 civarında olduğu belirlenmiştir. Ayrıca Ks ve imax kinetik değerleri, sırasıyla 5.2481 mg/L ve 0.5433gün`1 olarak hesaplanmıştır. Çapraz akışlı membran hücresinin kullanılmasıyla klasik biyolojik denitrifikasyon prosesinde yer alan son çöktürme havuzu, kum filtrasyonu ve dezenfeksiyon gibi ilave arıtım tesislerine olan ihtiyacın ortadan kalktığı belirlenmiş olup membran biyoreaktör sisteminin biyolojik ve hidrolik performans üzerine olan etkisi araştırılmıştır. En yüksek nitrat giderme verimi, 220 mg NO3/L nitrat yükü için %98.5 olarak bulunmuş ve bu değere 110 L/m2.h akı değerinde (bekleme süresi 3.95 gün) ulaşılmıştır. Ancak akının 242.5 L/m2 h a çıkartılması yüksek olan verime çok düşük oranda etki yapmış ve nitrat giderme verimini %96.5 seviyesine düşürmüştür (bekleme süresi 1.79 gün). Nitrat yükünün 420 mg N03 /L'ye çıkartılması, yüksek olan nitrat giderme verimini değiştirmemiştir.

SUMMARY In this study the parameters effecting the removal of nitrate which has an adverse health effects in drinking water and diminishes the water quality by leading eutrophication, through denitrification process in a cross-flow membrane bioreactor were investigated. The organisms used for nitrate reduction were derived from the mixed liquor of Erzincan City's wastewater traetment plant and ethanol was added to system as a carbon source. As a result It has been determined that the growth of microorganisms was fit to the Monod's model and optimum C/N ratio was found to be 2. Also kinetic constants of Ks and Umax were estimated as 5.2481 mg/L and 0.5433 day`1 respectively. By using the cross-flow membrane module, it was realised that requirement of additional treatment in conventional denitrification involving final settling tank, sand filtration and disinfection has removed and the effect of membrane bioreactor system on biological and hydraulic performance was investigated. The highest nitrate removal yield was found to be 98.5% for 220 mg N03 IV. nitrate loading rate and reached to this value at 110 L/m2.h permeate velocity (hydraulic retention time is 3.95 day). However increasing the permeate velocity to 242.4 L/m2.h showed a slight negative effect on yield and decreased it to 96.5 % (hydraulic retention time is 1.79 day). Increasing of nitrate loading rate to 420 mg NO3/L didn't change high nitrate removal rate.