Application of an anaerobic biomembrane system on the treatment of high strength industrial wastewaters

Abstract

Bu yüksek lisans tez kapsamında, yan akımlı anaerobik membran biyoreaktörlerin verimi laboratuar ölçekli bir sistem kullanılarak irdelenmiştir. Sistem, yukarı akışlı çamur yataklı anaerobik (UASB) reaktör ve ultrafiltrasyon (UF) membran modülünden oluşturulmuştur. 20 santimetre çapındaki 10 litre toplam hacme sahip anaerobik reaktörde mezofilik sıcaklık koşulları su ceketi ile sağlanmıştır. Anaerobik reaktörü takiben, 10 kilo Dalton MWCO değerine ve 0.1 metre kare yüzey alanına sahip Pall marka Microza SLP-1053 hollow fiber UF membran kullanılmıştır._x000B_Sistem, seyreltilmiş melastan hazırlanan sentetik atıksu ile beslenmiştir. Anaerobik reaktör kararlı koşullar elde edilinceye kadar düşük organik yükleme değerlerinde çalıştırılmıştır. Kararlı koşulların elde edilmesinden sonra, membran devreye alınmış ve sisteme uygulanan organik yükleme değeri kademeli olarak arttırılarak maksimum bir günde birim hacim başına 15 kilogram KOİ uygulanmıştır. Yapılan çalışmalar neticesinde, minimum KOİ giderme verimleri düşük hidrolik alıkonma sürelerinde elde edilmiştir. Maksimum KOİ giderme verimi yüzde 95 olarak litrede 15,000 miligram KOİ konsantrasyonu ve 2 gün HRT uygulamasında (OLR = bir günde birim hacim başına 7.5 kilogram KOİ) elde edilmiştir. Organik yükleme değerleri arttırıldıkça sistem veriminde düşüş gözlenmiştir._x000B_Deneysel çalışmaların tamamlanmasını takiben, elde edilen verilere bazı biyokinetik modeller uygulanarak sisteme ait kinetik parametreler hesaplanmıştır. In the scope of this thesis, performance of a laboratory scale side-stream anaerobic biomembrane system was evaluated. System was composed of an upflow sludge blanket reactor (UASB) and Ultrafiltration (UF) membrane. Diameter and volume of the anaerobic reactor was 20 centimeter and 10 liter, respectively. Water jacket was used to get access to mesophilic conditions in the reactor. Pall Microza SLP-1053 hollow fiber UF membrane module was used after the anaerobic reactor. Molecular weight cut-off (MWCO) and surface area of the membrane was 10 kilo Dalton and 0.1 square meters, respectively._x000B_Synthetic wastewater consisted of diluted molasses was used. Before membrane commissioning, low organic loading rates (OLR) were applied in order to get steady-state conditions in the anaerobic reactor. After that, OLR was increased up to 15 kilogram COD per cubic meter per day step by step. As a result of the experimental studies, minimum COD removal efficiencies were obtained at lowest HRT applications. A maximum efficiency of 95 percent at OLR of 7.5 kilogram COD per cubic meter per day and HRT of 2 day was achieved. The efficiency of the system decreased with increasing organic loading rate._x000B_At the end of the study, kinetic parameters of the system were determined by applying some biokinetic models.