Application of aerobic sludge stabilization supported with different pretreatment techniques

Abstract

Bu laboratuar ölçekli çalışmada çamurun stabilizasyonunu iyileştirmek için, ön arıtma teknikleri olarak alkali ön arıtım ve mikrodalga parçalama yöntemleri kullanılmıştır. Çalışma 3 ana bölümden oluşmaktadır. Birinci optimizasyon bölümünde, yalnızca mikrodalga ön arıtmanın çamura uygulanması halinde ve alkali ön arıtma ile mikrodalga ön arıtmanın çamura birlikte uygulanması halinde, en yüksek stabilizasyon veriminin elde edilmesini sağlayacak en uygun ön arıtma koşulları belirlenmiştir. Bunun için merkezi kompozit dizayn (CCD) istatistiksel metodundan yararlanılmış ve çözünebilirlik kriteri olarak dezentegrasyon derecesi (DD) kullanılmıştır._x000B_Çalışmanın ikinci bölümünde, ilk bölümde seçilen en uygun ön arıtma şeklinin, bir aerobik stabilizasyon metodu olan aerobik çürütmenin mezofilik sıcaklık aralığındaki organik madde indirgeme performansı ve çamurun su verme özellikleri üzerindeki etkisi, laboratuar ölçekli yarı ? kesikli bir aerobik çürütücünün 30 gün boyunca işletilmesi ile incelenmiştir. Ön arıtma yapılmadan beslenen ve paralel çalıştırılan aerobik çürütücünün sonuçları ile de kıyaslama yapılmıştır. Aerobik çürütücüler hazırlanırken Manisa'daki bir kentsel atıksu arıtma tesisinin aerobik çürütücüsünden alınan aşı çamuru ile İzmir'deki bir evsel atıksu arıtma tesisinin son çökeltim havuzunun geri devir hattından alınan besleme çamurunun karışımı kullanılmıştır._x000B_Çalışmanın üçüncü bölümünde de ikinci bölümde gerçekleştirilen 30 günlük aerobik çürütücü işletmesi termofilik sıcaklık aralığında gerçekleştirilerek sıcaklığın organik madde indirgeme verimi üzerindeki etkisi ortaya konmuştur. Beslemeler günlük olarak ve analizler belirli periyodlarla gerçekleştirilmiştir. İşletme süresi boyunca reaktörlerin organik madde giderme veriminin, Amerikan Çevre Koruma Ajansının (EPA) vektör çekimi gereksinimlerini karşılayacak düzeyde olup olmadığı incelenmiştir. Diğer parametrelerin yanısıra bulguların doğruluğunu desteklemek amacıyla oksijen tüketim hızı (OUR) ve gözlenen verim (Yobs) analizleri yapılmıştır. In this lab-scale study, alkali and microwave pretreatment methods were used as pretreatment techniques to modify sludge stabilization. The study consists of three main parts. In the first optimization part, optimum operational conditions of microwave pretreatment alone and combined alkaline and microwave pretreatment applications were determined to obtain the most effective sludge stabilization. Central composite design (CCD) was used as a statistical method and disintegration degree (DD) was used as a criteria of solubilization._x000B_In the second part of the study, effect of previously determined optimum pretreatment method on performance of organic matter degradation and dewaterability characteristics of mesophilic aerobic digestion as a stabilization process was investigated by operating a lab-scale semi ? batch aerobic digester during 30 d. Results were compared with the results of a parallel unpretreated sludge fed aerobic digester. Inoculum sludge which was provided from aerobic digester of municipal wastewater treatment plant (WWTP) in Manisa, and feed sludge which was provided from return line of secondary sedimentation of domestic WWTP in Izmir were mixed to prepare content of aerobic digester._x000B_In the third part of the study, thermophilic aerobic digestion was operated for 30 d, and the effect of thermophilic temperature range on performance of organic matter degradation were evaluated. Analysis were carried out periodically and feeding were carried out daily. Organic matter degradation efficiency of reactors were evaluated according to vector attraction requirements of US Environmental Protection Agency (EPA). As different from other parameters, oxygen uptake rate (OUR) and observed yields (Yobs.) were carried out to demonstrate the accuracy of findings of this study.