Pilot ölçek jet loop membran biyoreaktör sisteminde hacimsel kütle transfer katsayısının (kLa) belirlenmesi ve yüzey aktif maddeler ile yağın etkilerinin incelenmesi

Abstract

Çalışmada, yüksek verimli kompakt bir reaktör olan pilot ölçek jetloop membran biyoreaktör sisteminin oksijen transfer özellikleri incelenmiş ve hacimsel kütle transfer katsayıları hesaplanmıştır. Ayrıca yüzey aktif maddelerin ve yağın kütle transfer katsayısı üzerindeki etkileri incelenmiştir. Musluk suyu kullanılarak yapılan ölçümlerde, 500 l sıvı hacminde çalışılmıştır. Hava değerlerine ve 25-50 m3/sa arasında değişen sıvı debilerine bağlı olarak, temiz su ile yapılan ölçümlerde, jetloop reaktörün 0,864-186,48 sa-1 arasında değişen kLa değerlerine sahip olduğu tespit edilmiştir. Yüksek sıvı debilerinde ve hava değerlerinde kütle transferi daha iyi gerçekleşirken, 35 m3/sa altındaki sıvı debilerinde çevrimin oluşmadığı görülmüştür. Bu nedenle 35 m3/sa altındaki debilerde düşük kLa değerleri elde edilmiştir. Farklı miktarlarda yüzey aktif madde ve yağ kullanılarak yapılan ölçümlerde 40-50 m3/sa sıvı debilerine bağlı olarak, kLa değerleri 21,6-100,44 sa-1 arasında değişmektedir. Artan madde miktarına bağlı olarak, kLa değerlerindeki düşüş miktarı da artmıştır. Temiz suda 25-50 m3/sa sıvı debisinde ve iki farklı noktada yapılan ölçümlere göre, standart oksijen verimi, %0,05-44,37, standart havalandırma verimi 0,0005-1,32 kg/kW/sa arasında bulunmuştur.

In this study, the oxygen transfer characteristics and volumetric mass transfer coefficients of a pilot scale jet loop membrane bioreactor system was investigated. The effects of surface active agents and oil on volumetric mass transfer coefficients were also studied. 500 L of tap water was used at the experiments. It was found that jet loop reactor had mass transfer coefficients varying from 0.864 to 186.48 h-1 depending on water flow rate, varying from 25 to 50 m3/h, in clean water measurements. Mass transfer occurred better at high liquid flow rates and at high air supply. Loop didn?t occure at liquid flow rates below 35 m3/h. Therefore low kLa values were obtained at flow rates below 35 m3/h. KLa values varied from 21.6 to100.4 h-1 depending on flow rates, varying from 40 to 50 m3/h, in water which had different amounts of surface active agents and oil. Increasing the amount of surfactants caused lower kLa values. According to experiments, which were practiced at two different points and liquid flow rates varying from 25 to 50 m3/h, standard oxygen transfer efficiency and standard aeration efficiency varied from 0.05 to 44.37 % and from 5x10-4 to1.32 kg/kW/h, respectively.