K-struvit çöktürmesinin uygulama esaslarının belirlenmesi

Abstract

Struvit (MgNH4PO4.6H2O) çöktürmesi endüstriyel atıksulardan azot gideriminde yüksek verimler elde edilmesi ve azotun yanı sıra organik madde gideriminin de gerçekleşmesi nedenlerinden dolayı alternatif yöntem olarak son yıllarda kullanılmaya başlanmıştır. İnsan ve hayvan idrarı örneğinde olduğu gibi ortamda yüksek konsantrasyonda potasyum (K+) bulunması durumunda K+ un, NH4+ ile yer değiştirerek MgKPO4.6H2O (K-struvit) yapısını da oluşturabileceği literatürde belirtilmektedir. K-struvit çöktürmesi ile atıksularda hem potasyum hem de fosfor giderimi gerçekleştirilmektedir. Çöktürme sonrası oluşan katı, potasyum bakımından zengin olduğu için gübre olarak kullanılabilmektedir.Literatürde potasyum ve fosfat gideriminde etkin olarak kullanılabilen K-struvit çöktürmesi üzerine yapılan çalışmalar yok denilecek kadar azdır. Sınırlı sayıda bulunan bu çalışmalar K-struvitin yapısı hakkında yetersiz kalmakta ve pH a bağlı olarak K-Struvit çözünürlüğü hakkında tam olarak bir bilgi vermemektedir. Sentetik numune kullanılarak gerçekleştirilecek olan bu çalışmada, K-struvit çöktürmesi deneysel olarak araştırılıp, kinetik ve termodinamik açıdan incelenmiştir. Bu proje kapsamında elde edilen sonuçlar çerçevesinde kullanılacak çöktürme pH' sı, farklı potasyum, magnezyum ve fosfat konsantrasyonları gibi değişkenlerin çöktürme prosesi üzerine etkileri tanımlanmıştır. Ayrıca K-struvit uygulanabilirliğini araştırmak amacıyla, sentetik olarak hazırlanan idrar numuneleri kullanılarak dozlamanın çöktürme verimine etkisi incelenmiştir.Birinci bölümde, çalışmanın amaç ve kapsamı kısaca açıklanmıştır.İkinci bölüm de çöktürme ve kristalizasyon prosesleri açıklanarak, çöktürme aşamalarından ve etki eden faktörlerden bahsedilmiştir.Üçüncü bölümde ise K-struvitin yapısı açıklanarak, K-struvit hakkında literatürde yer alan çalışmalardan bahsedilmiştir.Dördüncü bölümde ise K-struvit çöktürme prosesinin uygulama esaslarının belirlenmesi amacıyla yürütülen deney sonuçları verilmiş ve sonuçlar tartışılmıştır.Beşinci bölümde deneysel çalışma sonuçlarının değerlendirilmesi yapılmıştır.

Currently, struvite (MgNH4PO4.6H2O) precipitation has started to be used because of high removal efficiency of ammonia and organic substance. It is commonly applied to industrial wastewater and urine. K+ can replace with NH4+ in case of existing of K+ like human and animal urine. Therefore K-struvite (MgKPO4) occures. K-struvit precipitation provide removal of both potassium and phosphate. Also obtained sludge, can be used as fertilizer since it has much potassium and phosphate.Although, a lot of information can be found about struvite, there are few knowladge about K-struvit structure in literature. Issued studies are not sufficient to explain kinetics and thermodynamic of K-struvit and they don? t give information about solubility of K-struvite depending on pH. In this study, conducted with synthetic sample, precipitation of K-struvit was researched with experiments and was examined in terms of kinetics and thermodinamic. According to experimental research, More detailed information is defined about variables like pH, consantration of magnesium, potassium and phosphate and kind of Mg source at this study. In order to investigate the applicability of K-struvite, effect of dosage on precipitation effciency was examined by using synthetic urea samples.The first section the aim and the scope of the study were explained.In the second section, crystalization and precipitation process was explained. Precipitation steps and effects of parameters were discussed.In the third section,K-struvite structure were explained and literature investigation about K-struvite were given.In the fourth section, the results of K-struvite experiments were given and assessed.In the fifth section, the evaluation of experimental results was presented.