Magnezyum amonyum fosfat çöktürme yöntemi ile sızıntı suyundan amonyak giderimi

Abstract

Düzenli depolama sızıntı suları yüksek miktarda organik ve inorganik kirleticiler içeren kompleks atıksulardır. Sızıntı sularının içerisinde oldukça yüksek konsantrasyonlarda bulunan azot bu atıksuyun kalitesini etkilemekte ve arıtılmasını engellemektedir. Sızıntı sularının alıcı ortama deşarjından önce ekosisteme oldukça fazla zararlı etkisi bulunan NH4 iyonlarını gidermek zorunludur. Magnezyum amonyum fosfat çöktürmesi (MAP) yüksek amonyum konsantrasyonlarında yüksek verim sağlanması ve oluşan çökeltinin gübre olarak kullanılabilme potansiyeli gibi avantajları ile amonyak giderimi için alternatif bir yöntem olarak gözükmektedir. Bu çalışmada; katı atık depolayan düzenli depolama sahasında oluşan sızıntı sularının MAP çöktürme ile ön arıtımı incelenmiştir. Bu amaç için MAP çöktürme işlemine etki eden parametrelerin optimizasyonu yapılmaya çalışılmış ve en iyi giderim verimini sağlayan şartlar belirlenmeye çalışılmıştır. Magnezyum amonyum fosfat (MAP) çöktürme yöntemi ile en iyi giderim elde etmek için yapılan çalışmalarda en uygun pH'ın pH-9.5 olmasına karar verilmiştir. Hızlı karıştırma süresi MAP çökeltisi üzerine etkisi 2-120 dakika arasında incelenmiştir. Denemeler sonucunda hızlı karıştırma süresi 2 dakika ve karıştırma hızı 150 rpm olarak belirlenerek çalışmalara devam edilmiştir. Mg:NH4-N:PO4-P = 1:1:1 mol oranında % 55'in üzerinde giderim verimi sağlanmıştır. Elde verilen sonuçlardan yola çıkarak daha yüksek verim elde etmek için Mg ve PO4 mol oranları artırılmıştır. Mg reaktifi artışı için en iyi giderim verimi Mg:NH4-N:PO4-P = 3:1:1 mol oranında sağlanmış olup NH4-N ve KOİ giderim verimleri sırasıyla % 70 ve % 31.22'dir. PO4 reaktifi artışında en iyi giderim verimi Mg:NH4-N:PO4-P = 1:1:2.2 mol oranında sağlanmış olup NH4-N ve KOİ giderim verimleri sırasıyla % 82.69 ve % 35.83 sonucuna varılmıştır. Mg ve PO4 reaktifleri artışında en iyi giderim verimi Mg:NH4-N:PO4-P = 4:1:2.2 mol oranında sağlanmış olup NH4-N giderim verimi % 90.77 olarak sağlanmıştır. Optimum şartlar sağlandıktan sonra doğal materyallerin (zeolit, sepiolit, diatomit) MAP çöktürme üzerindeki etkileri incelenmiştir. Deneysel çalışmalar Mg:NH4-N:PO4-P = 1:1:2.5 mol oranında sabit tutularak gerçekleştirilmiştir. Doğal materyallerin arasında çok fazla bir değişiklik olmazken her birinin NH4-N giderim verimini en az %10 artırdığı gözlemlenmiştir.

Regular landfill leachates are complex wastewaters containing high amounts of organic and inorganic contaminants. Nitrogen, which is present in very high concentrations in the leachate, affects the quality of this wastewater and prevents its purification. It is obligatory to discharge the NH4 ions, which have a considerably detrimental effect on the ecosystem before the catching and discharging of leachate. Magnesium ammonium phosphate precipitation (MAP) appears to be an alternative method for ammonia removal, with the advantages of high yields at high ammonium concentrations and the potential for use of the formed precipitate as fertilizer. In this study; The preliminary treatment of the leachate of the solid waste landfill with MAP settlement has been investigated. For this purpose, optimization of the parameters affecting MAP precipitation process and the conditions that provide the best removal efficiency were tried to be determined. Magnesium ammonium phosphate (MAP) precipitation method was used to obtain the best removal of the most appropriate pH was decided to be pH-9.5. The effect of rapid stirring time on MAP precipitate was studied between 2-120 minutes. (Mg:NH4-N:PO4-P) = 1:1:1 molar ratio of over 55% removal efficiency is achieved. Mole ratios of Mg and PO4 were increased in order to obtain higher yields. Optimum removal efficiency for Mg reagent increase was achieved in Mg:NH4-N:PO4-P = 3:1:1 molar ratio and NH4-N and COD removal efficiencies were 70% and 31.22%, respectively. The best removal efficiency in PO4 reagent increase was achieved in Mg:NH4-N:PO4-P = 1:1:2.2 molar ratio and NH4-N and COD removal efficiencies were 82.69% and 35.83% respectively. The best removal efficiency was obtained in Mg and PO4 reagent increase. Mg:NH4-N: PO4-P = 4:1:2.2 molar ratio and NH4-N removal efficiency was 90.77%. After optimum conditions, the effects of natural materials (zeolite, sepiolite, diatomite) on MAP settling were investigated. Experimental studies were carried out keeping Mg:NH4-N:PO4-P = 1:1:2.5 molar constant. While there was not much change between natural materials, it was observed that each one increased NH4-N removal efficiency by at least 10%.