Arıtma Çamurlarını Bozundurma Metotları Dr.-Ing. Klaus Nickel & Prof. Dr.-Ing. Uwe Neis TASOT Endüstriyel Machine Mekanik Elektronik Ltd. Şti. / Antalya Tel: 242 / 259 07 09 Email: info@tasot.com.tr Internet: www.tasot.com.tr Techn. University of Hamburg-Hamburg Sanitary & Environmental Eng. Dpt. 21071 Hamburg, Germany

Çevre Mühendisliğinde Ultra Ses Kullanımı Biyolojik, kimyasal, fiziksel ve kimyasal işlemleri güçlendirme Mikroorganizmaların bertaraf edilmesi Su ve atık su prosesleri Biyokatıların (kanalizasyon çamuru, tarımsal biyokatılar vb.) parçalanması 2 Training of International Co-operation Partners, Hamburg 2004

Atıksu Arıtma Tesislerinde (AAT) KOİ Dengesi Biogaz Susuzlaştırılmış Atık çamur Atık Çamur İşlemleri İkincil Atık Çamur Geri devir Birincil Atık çamur Oksidasyon Giriş Atıksu arıtma Çıkış Değerler [kg KOİ/gün] birimindedir 3 Training of International Co-operation Partners, Hamburg 2004

Uçucu Katıların (Volatile Solids (VS) ) Anaerobik Çürütme Sürecinde İndirgenmesi VS indirgenmesi [%] Ham çamur Atık çamur Parçalanma süresi 4 Training of International Co-operation Partners, Hamburg 2004

Çözünmüş org. Bileşenler Biyokatıların Anaerobik Ayrışması biyokatılar Hidroliz fazı Çözünmüş org. Bileşenler Asidojen fazı H2 CO2 org. asitler Asetik asit alkoller Asetik asit oluşumu Asetik asit Metanojen fazı CH4 CO2 5 Training of International Co-operation Partners, Hamburg 2004

Biyokatıların Parçalanması Çamur partikülü Çamur suyu enerji enerji bakteri inert parçacıklar Hücre dışı polimerler 6 Training of International Co-operation Partners, Hamburg 2004

Işık Mikroskobu Analizi 30s sonicated 90s sonicated enerji enerji untreated WAS 7 Training of International Co-operation Partners, Hamburg 2004

Çamur Suyu Fazında Sonikleştirmenin Etkisi 8 DS : 3 4 . 4 g / k g ] l 6 / DS : 1 5 . 2 g / k g g m [ 4 B S KOİ C 2 2 4 6 8 1 Sonikleştirme süresi B e s c h a l l z e i t [ s ] 8 Training of International Co-operation Partners, Hamburg 2004

Parçalanma Derecesi (DDCOD) Santrüfüjleme 10 - 30 dk, 10.000 - 40.000g Membran filtreleme (0.45 µm) KOİ ölçümü (küvet testi ile) Referans parçalama 20 °C’de, 0.5 molar NaOH ile 22 saat DDCOD= [DCODUS / DCODNaOH] * 100 [%] 9 Training of International Co-operation Partners, Hamburg 2004

DDO Parçalanma Derecesi DDo = [1 – (OUbozunan/OUarıtılmamış)] * 100 [%] OUbozunan : Parçalanan çamurun tükettiği oksijen miktarı, [mg/(L*dk)] OUarıtılmamıs : İşlem görmemiş çamurun tükettiği oksijen miktarı, 10 Training of International Co-operation Partners, Hamburg 2004

Anaerobik Çürütmede Verim Artışı 14 A 12 A) Uçucu katı konsantrasyonu (çürütülmüş çamur) Uçucu katılar [g/kg] 10 8 İşlem görmemiş biyokatılar sonikleştirilmiş biyokatılar 6 5 10 15 20 süre [gün] 100 B 80 Biogaz artışı [%] B) Fazladan biyogaz üretimi 60 40 20 5 10 15 20 süre [gün] 11 Training of International Co-operation Partners, Hamburg 2004

Anaerobik VS Çürütmenin Hızlandırılması 50 İşlem uygulanmamış çamur 42.4 Sonikleştirilmiş çamur 40 38.1 32.0 32.3 30 27.0 VS çürütme [%] 20 10 4 8 8 16 16 Çürütme süresi [gün] 12 Training of International Co-operation Partners, Hamburg 2004

Anaerobik çürütme kinematiği: k [gün-1] Ham çamur: 0.25 (Roediger, 1997) Atık aktif çamur (WAS): 0.16 (Shimizu vd., 1993) Sonikleştirilmiş atık aktif çamur: 1.20 (Shimizu vd., 1993) Referanslar: Roediger, M. (1997). Bemessungsvorschlag für Schlammfaulungsanlagen. Korrespondenz Abwasser, no. 10, 44: 1856-1864. Shimizu, T., Kudo, K., Nasu, Y. (1993). Anaerobic waste-activated sludge – a bioconversion mechanism and kinetic model. Biotech. and Bioeng., 41: 1082-1091. 13 Training of International Co-operation Partners, Hamburg 2004

Anaerobik VS Giderimindeki Artış 60 y = 1.9x + 10.4 50 R = 0.94 40 VS Giderimindeki Artış [%] 30 Abbausteigerung 20 10 5 10 15 20 25 Parçalanma Derecesi DDCOD [%] Aufschlußgrad A [%] CSB 14 Training of International Co-operation Partners, Hamburg 2004

Kabaran ve Yüzen Çamurla Mücadele İşlem görmemiş Sonikleştirilmiş 15 Training of International Co-operation Partners, Hamburg 2004

Arıtma Çamuru Berteraf Seçenekleri (Kaynak: ATV-uzman gurubu AK 1.6 “Atık Çamur Berterafı”) Çamur sıyırma A2 SÇH Aerobik (C, D1) ve anaerobik (D2, F) çamur stabilizasyonunu iyileştirme Yüzen çamurla mücadele (E) Köpükle mücadele (F) C-kaynağı sağlama (C, D1) Susuzlaştırmayı artırma (D2, G) ÖÇH Aktif çamur prosesi Birincil çamur Geri devir çamuru Atık çamur Çürütme tankı Şartlandırma ve susuzlaştırma Bozundurma aparatı 16 Training of International Co-operation Partners, Hamburg 2004

Arıtma Çamuru Berteraf Seçenekleri (Kaynak: ATV-uzman grubu AK 1.6 “Atık Çamur Berterafı“) ++ : Yan ürün oluşumu yok -- : Yan ürün oluşumu (inert KOİ, toksik ürünler!) - : Yetersiz uygulama tecrübesi -- : Yan ürün oluşumu (inert KOİ, toksik ürünler!) 17 Training of International Co-operation Partners, Hamburg 2004

Vidalı Mil Tahrik Düzeni Süspansiyon girişi Süspansiyon çıkışı Tahrik Öğütücü bilyelerin ayrılması İtme Öğütücü silindir 18 Training of International Co-operation Partners, Hamburg 2004

Yüksek Basınçlı Homojenizatör Valf yatağı Valf bünyesi Vuruş çemberi Homojenize boşluğu Süspansiyon Kuvvet Ürün 19 Training of International Co-operation Partners, Hamburg 2004

Lysat-Santrifüj 20 Training of International Co-operation Partners, Hamburg 2004

Akışkan Jet ile Parçalama Tekniği Vuruş tablası Süspansiyon girişi 21 Training of International Co-operation Partners, Hamburg 2004

Darbe ile Güç Verme Tekniği Arıtma çamuru Deşarj odası Yüksek darbeli güç jeneratörü 22 Training of International Co-operation Partners, Hamburg 2004

Yüksek Güçte Ultrason Teknolojisi Giriş Ultrason Üreteci Sonotrot 23 Training of International Co-operation Partners, Hamburg 2004

Kabarcıkların yarıçapı (μm) Ultrason Kavitasyonu Ses Dalgası Sıkıştırma dalgaları Büyüme Büzüşme Kabarcıkların yarıçapı (μm) Kızgın nokta Oluşma Süre (μs) 24 Training of International Co-operation Partners, Hamburg 2004

Parçalanma Derecesi DDCOD [%] Ultrason Frekansının Etkisi Parçalanma Derecesi DDCOD [%] Frekans [kHz] 25 Training of International Co-operation Partners, Hamburg 2004

Mekanik Çamur Bozundurmasında Enerji Gereksinimi (Kaynak: ATV-uzman grubu AK 1.6 “Atık Çamur Berterafı“) Parçalanma Derecesi DDO [%] Spesifik Enerji [kWh/kg] 26 Training of International Co-operation Partners, Hamburg 2004

Bozundurma Metotlarının Karşılaştırılması (Kaynak: ATV-uzman grubu AK 1.6 Arıtma Çamuru Berterafı”) 27 Training of International Co-operation Partners, Hamburg 2004

Yüksek Güçlü Ultrason Reaktörü (Geliştirme: TUHH, tam ölçekli ultrasonik reaktör 2002) 31 Training of International Co-operation Partners, Hamburg 2004

Yüksek Güçlü Ultrason Reaktörü (Geliştirme: TUHH, tam ölçekli ultrasonik reaktör 2002) Rektör dizaynı için geliştirilen bilimsel-matematiksel model uygulaması 32 Training of International Co-operation Partners, Hamburg 2004

Yüksek Güçlü Ultrason Reaktörü - Geliştirilen sistemlerin Karşılaştırması - 10 Eski reaktör (1998) [%] Yeni reaktör (2002) 7,5 CSB Parçalanma Derecesi DDCOD [%] 5 Aufschlussgrad A 2,5 0,5 1 1,5 Spesifik Enerji [kWh/kg] Spezifische Energie [kWh/kg] 33 Training of International Co-operation Partners, Hamburg 2004

Yüksek Güçlü Ultrason Reaktörü (Teknoloji Transferi Yarışması, Almanya 2002) 34 Training of International Co-operation Partners, Hamburg 2004

Yüksek Güçlü Ultrason Reaktörü (Teknoloji Transferi Yarışması, Almanya 2002) 35 Training of International Co-operation Partners, Hamburg 2004

Fayda – Maliyet Analizi Bamberg AAT: 380,000 NE, 150 m³/gün birincil çamur, 250 m³/gün atık çamur, 20 gün çürütme süresi (SRT), spes. Biyogaz üretimi = 0.6 m³ CH4/kg VSuzaklaştırılan 30% WAS (~ 75 m³/gün) sonikleştirilmiştir  2 us-units Maliyet: a) Yatırım ~ 500,000.00 EUR, 10 yıl  50,000.00 EUR/yıl b) İşletme ~ 17,000.00 EUR/yıl Fayda: Çürütücü performansında %30 artış (VS giderimi %42’den %54’e çıkıyor) a) Uzaklaştırılacak çamur kütlesinde azalma ~ 2,500 kg çamur/gün, 0.10 EUR/kg çamur  -90,000.00 EUR/yıl b) Biyogaz oluşumunda yükselme ~ +4,800 kWhel/gün, 0.079 EUR/kWhel (“EEG”)  -135,000.00 EUR/yıl 36 Training of International Co-operation Partners, Hamburg 2004

37 Training of International Co-operation Partners, Hamburg 2004