ÇAMURUN YOĞUNLAŞTIRILMASI Yoğunlaştırma, çamur karışımındaki sıvıyı gidererek katı içeriğinin arttırılması işlemidir. Graviteli yoğunlaştırıcı, Flotasyon yoğunlaştırıcı, Santrifüj yoğunlaştırıcı, Bantlı yoğunlaştırıcı, Döner elekli yoğunlaştırıcı.

Metot Çamur tipi Kullanma sıklığı ve verim Graviteli Çözülmüş-hava ile yüzdürme Sepet santrüfüj Helezon küreyicili santrüfüj Graviteli bant filtre Döner elekli yoğunlaştırıcı Ham birincil çamur Ham birincil ve atık aktif çamur Atık aktif çamur Çok iyi sonuç alınır. Hidrosiklon kum tutucu ile kullanılır. Sık kullanılır. Küçük sistemlerde çamur konsantrasyonu %4-6 aralığında elde edilir. Büyük sistemde sonuçlar sınırlıdır. Nadiren kullanılır. Düşük katı konsantrasyonları elde edilir (%2-3). Kısıtlı kullanılır. Sonuçlar graviteli yoğunlaştırıcıya benzer. Yaygın kullanılır. İyi sonuç verir (%3.5-5 katı madde konsantrasyonu). Kısıtlı kullanılır. İyi sonuç verir (%8-10 katı madde konsantrasyonu). Kullanımı artmakta. İyi sonuç verir (%4-6 katı madde konsantrasyonu). Kullanımı artmakta. İyi sonuç verir (%3-6 katı madde konsantrasyonu). Kısıtlı kullanım. İyi sonuç verir (%5-9 katı madde konsantrasyonu).

Yoğunlaştırma ile; Gerekli tank ve ekipman kapasitesi azalır, Çamur şartlandırma için gereken kimyasal miktarı düşer, Çürütücü için gereken ısı, ısıl kurutma ve yakma için gerekli yakıt miktarı azalır.

Graviteli Yoğunlaştırıcı Gu = u* Ci Gb = Vi*Ci Gu = Katı madde akısı u = çamur çekimi sırasında meydana gelen çökelme hızı Ci = i seviyesindeki katı madde konsantrasyonu Vi = Ci konsantrasyonundaki kesikli çökelme hızı Gi = u*Ci + Vi*Ci

Giriş katı madde konsantrasyonu ve istenilen yoğun çamur konsantrasyonu biliniyorsa yoğunlaştırıcı yüzey alanı hesaplanabilir. Graviteli yoğunlaştırıcıların yüzey yükleri = 16-32 m3/m2-st A = Qo/qf A = yoğunlaştırıcı yüzey alanı Qo = giriş çamur debisi qf = yüzey yükü

H1 = Sıkışma bölgesi, 0,75 Cu H2 = duru su bölgesi, 1 m H3 = Çamur küreme bölgesi, 0,3 m

Yüzeysel KM yükü (TSf) kg KM/m2 gün = 20-80 kg KM/m2 gün TSf = 24 (st/gün) * qf (m/st) * TS (kg KM/m3) TS = Girişteki katı madde miktarı

Yoğunlaştırıcı Yüzey Alanı; A = Toplam KM (kg/gün) / TSf (kg KM/m2gün Yoğunlaştırıcı Çapı = π * D2/4 Yoğun Çamur Miktarı; Toplam KM / (% KM * γç) Yoğunlaşma Bölgesi Hacmi; Toplam KM / (0,75 Cu * γç) Çamurun alıkonma zamanı t = 36 saat alınarak sıkışma bölgesi yüksekliği A*H1/Vyb = t ifadesiyle hesaplanabilir.

FLOTASYON YOĞUNLAŞTIRMA Çözünmüş Hava Flotasyonu (DAF) Disperse Hava Flotasyonu Basınçlı Vakumlu

DAF Yoğunlaştırıcıların Avantajları Graviteli yoğunlaştırıcılardan daha iyi bir sıvı katı ayırımı sağlar, Çoğu çamur tipi için daha yüksek K.M. Konsantrasyonu sağlar, Daha az alan ihtiyacı, Daha az koku, Kum ayırma, Yağ ve gres ayırma

DAF Yoğunlaştırıcıların Dezavantajları İşletme maliyeti yüksek, Yoğunlaştırılmış çamur konsantrasyonu santrifüjden düşük, Santrifüjden daha fazla alan ihtiyacı, Çamur depolama kapasitesi düşük.

Tablo 1. Çamur Tipine Göre Tasarım Kriterleri Besleme Konst. % KM Yükleme Oranı Kg/m2/gün KM Yükleme Oranı (Polimer) Yüzdürülen K.M. % Ö.Ç. + A.A.Ç. 2 98 294 5,5 Ö.Ç. + (A.Ç. + FeCl3) 1,5 73,5 220 3,5 (Ö.Ç. + FeCl3) + A.A.Ç. 1,8 4 A.A.Ç. 1 49 147 3 A.A.Ç + FeCl3 2,5 Çürütülmüş Ö.Ç. + A.A.Ç. 10 Çürütülmüş Ö.Ç. + (A.A.Ç. + FeCl3) 8 Alum 39,2 118

Proses Tanıtımı Çamura atmosferik basınçtan daha yüksek bir basınç uygulanır (30-70 psi), Basınç düşürüldüğünde doygunluk değerinin üzerindeki fazla hava 50-100 um lik kabarcıklar oluşturur, Bu kabarcıklar katı maddelere yapışır ve yüzeye doğru hareket ederler, Sıyırıcılarla sıyrılırlar, Dikdörtgen ve daire kesitli olabilirler.

Proses Tasarımı Dairesel veya dikdörtgen kesitli, Betonarme veya çelik, Laboratuar ölçekli veya pilot ölçekli çalışmalar, Çamur özellikleri, Yoğunlaştırıcı yüzey alanı, Hava/Katı Oranı (A/S), Polimer kullanımı, Basınç sistemi, İşletme basıncı, Yoğunlaştırıcı sayısı,

Dairesel veya Dikdörtgen Kesitli Her iki tip yoğunlaştırıcı da çamur flotasyonunda verimlidir, Sıyırma işlemi açısından dikdörtgen kesitli yoğunlaştırıcıların bazı avantajları vardır, Dairesel kesitli yoğunlaştırıcıların maliyeti daha düşüktür.

Lab. veya Pilot Ölçekli Çalışmalar Eğer çamur numunesi mevcutsa en azından lab. testleri yapılmalıdır, 4-6 haftalık pilot ölçekli çalışmalar yapılarak geri devir oranı, A/S oranı, katı madde yükü ve hidrolik yük, polimer tipi ve dozajı gibi değişkenlerin etkisi belirlenmelidir. Çamur Özellikleri Yoğunlaştırıcıya gelen çamur tipi ve özellikleri belirlenmelidir,

Yüzey Alanı Yoğunlaştırıcı yüzey alanının belirlenmesi için net katı madde yükü, yüzeysel katı madde yükü ve yüzeysel hidrolik yük bilinmelidir. Net Katı Madde Yükü; Tasarım açısından, günlük olarak sıvı fazdan giderilmesi gereken katı madde miktarıdır. Katı Madde Yükü; kg/m2/gün veya kg/m2/saat birimleri kullanılabilir. Tablo 2’de min. %4 KM konsantrasyonuna sahip olacak şekilde çamur tipine göre uygulanan katı madde yükleri verilmiştir. Genel olarak katı madde yükünün arttırılması yüzdürülen madde konsantrasyonunu azaltmaktadır. Hidrolik yük; L/m2/sn, m3/m2/dk. A.A.Ç. İçin 1,7 L/m2/sn değeri uygulanabilir.

Tablo 2. Min. %4 KM konsantrasyonu sağlamak için DAF yoğunlaştırıcılarda kullanılan katı madde yükleri Katı Madde Yükü, kg/m2/st Çamur Tipi Kimyasal İlavesi Yok Opt. Kimyasal İlavesi Ön. Ç. Ç. 4,1-6,1 2,5 A.A.Ç. Hava Oksijen 2,1 2,9-3,9 2 2,2 D.F. Ö.Ç. + A.A.Ç. (Hava) 2,9-6,1 Ö.Ç. + D.F.

A/S Oranı Kg hava / kg KM, Evsel atıksu arıtma çamurları için 0,01-0,4 arasında değişen oranlar literatürde verilmiştir. Çoğu tesiste 0,1 den küçük değerler kullanılmaktadır.

Tasarım Kriterleri Basınç = 30-70 psi Bekleme Süresi = 3 st Hidrolik Yük = 8-150 L/m2/dk Bekleme Süresi (Basınç Tankı) = 1-3 dk Katı Madde Yükü A.Ç. = 25-75 kg/m2/gün A.Ç. (Çök.) = 50-100 kg/m2/gün %50 Ö.Ç. + %50 A.Ç. = 100-200 kg/m2/gün Ö.Ç. < 270 kg/m2/gün

Tasarım Prosedürü (Geri Devirsiz) A/S oranı seçilir, Gerekli basınç hesaplanır; veya a= standart şartlarda havanın çözünürlüğü (ml/L), P = basınç, X = AKM konsantrasyonu 1,3= 1 ml havanın mg cinsinden ağırlığı f = P basıncında gazın çözünürlük faktörü (P>1 atm ise f= 0,167-1) F = P basıncında gazın çözünürlük faktörü (P>2 atm ise F= 0,5-1)

Katı madde yükü veya hidrolik yük seçilerek yüzey alanı hesaplanır; Bu iki alandan büyük olan kullanılır; Bekletme süresi seçilir ve flotasyon tankının hacmi hesaplanır; Hacim = Debi * Zaman V = Q * t Oluşan çamur hacmi hesaplanır.