Arıtma Çamurlarını Bozundurma Metotları

... konulu sunumlar: "Arıtma Çamurlarını Bozundurma Metotları"— Sunum transkripti:

1 Arıtma Çamurlarını Bozundurma Metotları
Dr.-Ing. Klaus Nickel & Prof. Dr.-Ing. Uwe Neis TASOT Endüstriyel Machine Mekanik Elektronik Ltd. Şti. / Antalya Tel: 242 / Internet: Techn. University of Hamburg-Hamburg Sanitary & Environmental Eng. Dpt. 21071 Hamburg, Germany

2 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

3 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

4 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

5 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

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

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

8 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

9 Parçalanma Derecesi (DDCOD)
Santrüfüjleme dk, g 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] * [%] 9 Training of International Co-operation Partners, Hamburg 2004

10 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

11 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

12 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

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

14 Anaerobik VS Giderimindeki Artış
60 y = 1.9x 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

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

16 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

17 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

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

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

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

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

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

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

24 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

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

26 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

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

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

29 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

30 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

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

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

33 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, EUR, 10 yıl  50, EUR/yıl b) İşletme ~ 17, EUR/yıl Fayda: Çürütücü performansında %30 artış (VS giderimi %42’den %54’e çıkıyor) a) Uzaklaştırılacak çamur kütlesinde azalma ~ 2,500 kg çamur/gün, EUR/kg çamur  -90, EUR/yıl b) Biyogaz oluşumunda yükselme ~ +4,800 kWhel/gün, EUR/kWhel (“EEG”)  -135, EUR/yıl 36 Training of International Co-operation Partners, Hamburg 2004

34 37 Training of International Co-operation Partners, Hamburg 2004