Performance analyses in bio-P process

Abstract

Nutrientlerin atıksulardan uzaklaştırılması su kütlelerinin ötrofikasyondan korunması amacıyla önemli bir çevresel mesele haline gelmektedir. Böylece nutrient limitleri yönetmeliklerde yer almakta ve bu amaçla birçok atıksu arıtma tesisi inşa edilmektedir._x000B_Biyolojik fosfor giderimi düşük yatırım ve işletme maliyetleri yüzünden tercih edilmektedir. Bununla beraber bu süreç çok karmaşık olup birçok faktör tarafından etkilenmektedir. Arıtma tesisi işletmecileri ve tasarımcıları biyolojik fosfor giderimi ile ilgili yeterli bilgiye sahip değildirler. Bu çalışmada işletmede olan bir atıksu arıtma tesisinde biyolojik fosfor giderim mekanizmaları ve etkileyen faktörler incelenerek performans analiz çalışması yürütülmüştür. İlk olarak mevcut şartlar altında arıtma tesisi verimi belirlendi. N ve P giderim verimlerinin yüzde 40 ile 50 arasında olduğu gözlendi. KOİ/TP, BOi5/TP ve rbKOİ değerleri belirlenip literatür değerleri ile karşılaştırıldı. Bu değerlerin artmasıyla arıtma tesisi performansının artmadığı gözlendi. Bu durum fosfor depolayan organizmaların aktif çamur içinde mevcut veya baskın olmadığına işaret etmektedir. Bu savı güçlendirmek amacı ile anaerobik reaktör giriş ve çıkışında fosfor ölçümü yapıldı ve fosforun salınmadığı gözlendi. Takip eden çalışmalarda fosfor depolayan organizmaların çoğalması için gerekli olan anaerobik-aerobik şartların mevcut olup olmadığı incelendi. Geri devir NO3-N ve çözünmüş oksijen konsantrasyonlarının sistem performansı üzerindeki etkisini belirmek için anaerobik reaktör etrafında kütle denkliği kuruldu. Oksidasyon hendeğinde ve anaerobik reaktörde redoks potansiyeli, çözünmüş oksijen ve pH ölçümü yapıldı. Süreç performansını etkileyen bir diğer parametre olan KAS da incelendi._x000B_Geri devirle anaerobik reaktöre gelen yüksek NO3-N ve çözünmüş oksijen konsantrasyonları nedeniyle anaerobik reaktörün anoksik olarak davrandığı gözlendi. Böylece fosfor depolayan organizmalar için gerekli şartlar sağlanmamakta olup, bunun yanında fazla çamur da günlük olarak sistemden atılmamaktadır. Bu durum BAAT' de fosfor deşarj limitinin sağlanamamasına neden olmaktadır. Removal of nutrients from wastewaters is becoming a substantial environmental concern in order to protect water bodies from eutrophication. So, nutrient limits are taking place in regulations and for this purposes many of the wastewater treatments plants are being constructed._x000B_Biological phosphorus removal process is preferred because of its low investment and operational costs. However, this process is very complex and affected by many factors. Treatment plant operators and designers do not have adequate information about biological phosphorus removal process. In this study, a performance analyses was conducted in a sewage treatment plant under operation by investigating BPR mechanisms and effects of environmental factors. First, treatment plant performance is determined under current operation. It was found that P and N removal efficiencies were in the range of 40-50 percent. COD/TP, BOD5/TP and rbCOD values were determined and compared with literature values. It is found that performance of treatment plant did not increase by the increasing of these values. This indicates that PAOs are not present or dominant in activated sludge. To promote this assertion, phosphorus was measured in influent and effluent of anaerobic reactor and it was observed that phosphorus was not released. In following studies, it was investigated whether anaerobic-aerobic conditions were present for growth of PAOs. Mass balance equation was established around anaerobic reactor to determine the adverse effect of recycle NO3-N and dissolved oxygen concentrations on system performance. ORP, dissolved oxygen and pH were measured in oxidation ditch and anaerobic reactor. SRT that is another parameter affecting system performance is also investigated._x000B_It was concluded that anaerobic rector had been acting as anoxic because of high recycle NO3-N and dissolved oxygen concentrations. So, required environmental conditions for PAOs were not provided and excess sludge was not wasted in daily basis. This situation caused that phosphorus discharge limit was not met in BWTP.