Download - ÇAMUR STABİLİZASYONU
![Page 1: ÇAMUR STABİLİZASYONU](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033014/568145bb550346895db2c35b/html5/thumbnails/1.jpg)
ÇAMUR STABİLİZASYONU
![Page 2: ÇAMUR STABİLİZASYONU](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033014/568145bb550346895db2c35b/html5/thumbnails/2.jpg)
ANAEROBİK ÇÜRÜME
Havasız ortamda organik maddelerin parçalanması işlemi olarak tanımlanabilir.
Ön çökeltim çamurları ve biyolojik çamurlar içerisindeki organik maddeler anaerobik çürüme işlemi sonucunda biyolojik olarak ayrışarak metan ve karbondioksite dönüşürler.
)632(.)056.0(.)69.0(.)25.0(.)1(246126
kJkgkgkgkg
ısıbiyokütleCOCHOHC
![Page 3: ÇAMUR STABİLİZASYONU](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033014/568145bb550346895db2c35b/html5/thumbnails/3.jpg)
Anaerobik Ayrışma SafhalarıHidroliz
Kompleks organik bileşiklerin, mikroorganizmalar tarafından parçalanmaya başlamadan önce çözünebilir forma dönüştürülmeleri gerektiğinden, hidroliz safhası anaerobik biyolojik ayrışma proseslerinde çok önemlidir. Anaerobik ayrışma sırasında gerçekleşen bu ilk fazda CH4 oluşumu yoktur ve kompleks organik maddeler (selüloz, yağlar, proteinler ve karbonhidratlar) daha basit organik bileşenlere dönüştürülürler.
![Page 4: ÇAMUR STABİLİZASYONU](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033014/568145bb550346895db2c35b/html5/thumbnails/4.jpg)
Asitojen-Asit Oluşumu
Bu safhada, hidroliz safhasında meydana gelen daha basit ara ürünlerin bir dizi reaksiyon sonucunda fermantasyonu söz konusudur. Fermantasyon ürünleri başta uçucu yağ asitleri (VFA) olmak üzere alkoller, CO2 ve hidrojen (H2)’den oluşmaktadır.
![Page 5: ÇAMUR STABİLİZASYONU](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033014/568145bb550346895db2c35b/html5/thumbnails/5.jpg)
Asetojen-Asetat Oluşumu
Bu safhada metanojenik olmayan bakteriler, daha karmaşık bir yapıya sahip olan alkolleri ve daha uzun zincirli organik asitleri (yağ asitleri) asetik asit, H2 ve CO2’ye dönüştürürler. Çok miktarda H2 üretildiğinden, ortamda H2 tüketen bakterilerin de (sülfat indirgeyen bakteriler, metanojenler) bulunması gerekmektedir. Böylelikle, sistem içerisinde H2’nin kısmi basıncı çok düşük değerlerde tutulmuş olur. Bu şartlar sağlanmadığı taktirde yağ asitleri ortamda birikmeye başlayacak ve pH değeri düşecek, ve bu safhadan sonra meydana gelecek olan metan oluşum safhası inhibasyona uğramış olacaktır. Bu safhada çok aktif olan sülfat indirgeyen bakteriler metanojenlere çok benzerler. Bu bakteriler H2, asetik asit ve uzun zincirli uçucu yağ asitlerinin parçalanmasını sağlarlar.
![Page 6: ÇAMUR STABİLİZASYONU](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033014/568145bb550346895db2c35b/html5/thumbnails/6.jpg)
Metanojen-Metan Oluşumu
Yaşadıkları ortamın sıcaklığına göre metanojenler 3 gruba ayrılabilir: termofilik grup 44 oC’nin üzerindeki sıcaklıklarda faaliyet gösterirler, mezofilik bakteriler 20-44 oC arasında faaliyet gösterirler, ve psikrofilik bakteriler ise 20 oC’nin altında faaliyetlerini sürdürürler.
Metan bakterileri, metabolizmaları için besi maddesi ve enerji kaynağı olarak çok sınırlı sayıda substrat kullanırlar.
HHCOCHHOHCOOCH 3423
OHCHHHCOH 2432 34
![Page 7: ÇAMUR STABİLİZASYONU](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033014/568145bb550346895db2c35b/html5/thumbnails/7.jpg)
Asetat
Metanojen(Asetofilik)
Kompleks çözünmüş
organik madde
Hidroliz
Çözünmüş organik madde
Fermentatif
Uçucu asit+alkol Asetojen
Sülfat (SO4-2
)
Sülfat indirgeme
Hidrojen sülfür(H2S)
Karbondioksit CO2
Hidrojen (H2)
Metanojenik Hidrojenofilik
METAN (CH4)
Katı Organik madde
![Page 8: ÇAMUR STABİLİZASYONU](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033014/568145bb550346895db2c35b/html5/thumbnails/8.jpg)
Fermentatif Prosesler
C6H12O6 + 2 H2O 2 CH3COOH + H2 + 2 CO2
C6H12O6 CH3C2H4COOH + 2 H2 + 2 CO2
C6H12O6 2 CH3CH2OH + 2 CO2
Asetojenik Prosesler
CH3CH2COOH + 2 H2O CH3COOH + 3 H2 + CO2
CH3C2H4COOH + 2 H2O 2 CH3COOH + 2 H2
CH3CH2OH + H2O CH3COOH + 2 H2
C6H5COOH + 4 H2O CH3COOH + H2
Metanojenik Prosesler
4 H2 + CO2 CH4 + 2 H2O
CH3COOH CH4 + CO2
HCOOH + 3 H2 CH4 + 2 H2O
CH3OH + H2 CH4 + H2O
Sülfat İndirgeme Prosesleri
4 H2 + SO42- + H+ HS- + 4 H2O
CH3COOH+ SO42- CO2 + HS-+ HCO3
- + H2O
CH3C2H4COOH + SO42- + H+ 4 CH3COOH + HS-
HCOOH: formik asit, CH3COOH: asetik asit, CH3CH2COOH: propiyonik asit, CH3C2H4COOH: butirik asit, C6H12O6: glükoz, CH3OH: metanol, CH3CH2OH: etanol, C6H5COOH: benzoik asit, CH4: metan, CO2: karbon dioksit, H2: hidrojen, SO42-: sülfat,HS-:hidrojen sülfit, HCO3-: hidrojen karbonat, H+: proton, H2O: su.
![Page 9: ÇAMUR STABİLİZASYONU](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033014/568145bb550346895db2c35b/html5/thumbnails/9.jpg)
Oksijen,
Hidrojen,
pH,
Alkalinite,
Nutrientler,
İnhibitörler,
Sıcaklık
Amonyak
Sülfat
Anaerobik Ayrışmayı Etkileyen Faktörler
![Page 10: ÇAMUR STABİLİZASYONU](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033014/568145bb550346895db2c35b/html5/thumbnails/10.jpg)
Tablo 2 Anaerobik arıtmadaki 10 önemli mikronütrientin minimum miktarları (Asetat kullanım hızı = 30-60 kg asetat/m3-gün, θc=5 gün, T=35 oC, pH=6.8) (Öztürk, 1999)
Mikronütrient
Minimum dozlar(mg/L reaktör-
gün)
Reaktördeki çözünmüş mikronütrient
konsantrasyonu (mg/L)
NH4-N 100 70
PO4-P 40 0.1
S 10 4.0
Ca 5 3
Mg 1 3
Fe 1 0.5
Ni 0.2 <0.01
Co 0.1 0.05
K 100 555
Zn 0.1 0.05
![Page 11: ÇAMUR STABİLİZASYONU](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033014/568145bb550346895db2c35b/html5/thumbnails/11.jpg)
![Page 12: ÇAMUR STABİLİZASYONU](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033014/568145bb550346895db2c35b/html5/thumbnails/12.jpg)
![Page 13: ÇAMUR STABİLİZASYONU](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033014/568145bb550346895db2c35b/html5/thumbnails/13.jpg)
![Page 14: ÇAMUR STABİLİZASYONU](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033014/568145bb550346895db2c35b/html5/thumbnails/14.jpg)
Anaerobik Çürüme Sistemlerinin TasarımıÇürütücü tasarımında;
•Taze arıtma çamuru veya atıksudaki organik maddeleri mümkün olduğu kadar çok metan içeren gaz ve hücre yapısına dönüştürebilecek,
•Çürümüş çamurdaki katı maddeler sedimentasyon ile yüzücü maddelerden kolayca ayrılabilecek,
•Çürüme tankı organik madde içeriği çok yüksek olan taze çamur ile beslendiğinde tank muhtevasının asit durumunu değiştirmeyecek,
•Yüzücü maddelerle gelen ilave biyolojik yükleri çürüme işlemi ile mümkün olduğu kadar çok indirgeyebilecek
nitelikte uygun bir hacim belirlenmelidir.
![Page 15: ÇAMUR STABİLİZASYONU](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033014/568145bb550346895db2c35b/html5/thumbnails/15.jpg)
Çürütücü hacminin belirlenmesi;
•Ortalama çamur yaşı,
•Hacimsel yük faktörlerinin kullanılması,
•Hacim azalmasının gözlenmesi,
•Nüfusa dayalı yük faktörleri,
yöntemlerinden biri ile gerçekleştirilebilr.
![Page 16: ÇAMUR STABİLİZASYONU](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033014/568145bb550346895db2c35b/html5/thumbnails/16.jpg)
Ortalama Çamur Yaşı
xCH PkggSQEkgmV 42,1)/10(..)/35,0( 130
3
4
VCH4 = üretilen metan gazı hacmi, m3/gün0,35 = teorik dönüşüm faktörüE = atık giderme verimi, (0,6-0,9)Q = debi, (m3/gün)S0 = giriş atığının nihai BOİ değeri, (g/m3)1,42 = nihai BOİ nin hücre dokusuna dönüşüm faktörüPx = oluşan hücre dokusu net kütlesi, (kg/gün)
![Page 17: ÇAMUR STABİLİZASYONU](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033014/568145bb550346895db2c35b/html5/thumbnails/17.jpg)
cdx kkggSEQYP
1//10...13
0
Y = verim katsayısı, mg/mg veya g/gkd = ölme-yok olma katsayısı, gün-1 = ortalama çamur yaşı, günc
![Page 18: ÇAMUR STABİLİZASYONU](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033014/568145bb550346895db2c35b/html5/thumbnails/18.jpg)
Yük Faktörleri
•Çürütücü birim hacmine günde ilave edilen organik katı madde miktarı, kg VSS/gün.m3
•Çürütücü içindeki organik katı maddelerin birim kg’ına günde ilave edilen kg organik madde miktarı.
•Hidrolik bekletme zamanı
![Page 19: ÇAMUR STABİLİZASYONU](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033014/568145bb550346895db2c35b/html5/thumbnails/19.jpg)
Çürütücü tanklardaki tabakalar;
•Üstte yüzücü maddeler,
•Ortada aktif çürüme tabakası
•Altta yoğunlaşmış çamur tabakası
![Page 20: ÇAMUR STABİLİZASYONU](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033014/568145bb550346895db2c35b/html5/thumbnails/20.jpg)
Standart hızlı çürütücülerde;
•Bekleme süresi 30-90 gün
•Katı madde yükleri 0,50-1,6 kg VSS/m3 gün
Yüksek hızlı çürütücülerde;
•Yükleme hızları 1,6-4,8 kg VSS/m3 gün
•Bekleme zamanı 10-20 gün
![Page 21: ÇAMUR STABİLİZASYONU](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033014/568145bb550346895db2c35b/html5/thumbnails/21.jpg)
Hacim İndirgeme
tVVVV dff 3/2
V = çürütücü hacmi, m3
Vf = günde ilave edilen taze çamur hacmi, m3/gün
Vd = günde çekilen çürük çamur hacmi, m3/gün
t = çürüme zamanı, gün
![Page 22: ÇAMUR STABİLİZASYONU](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033014/568145bb550346895db2c35b/html5/thumbnails/22.jpg)
Nüfus Esasına Göre
Tesis Tipi Kuru Katı Madde
Katı Madde %
m3/103 N. gün
Hacim gereksinimi (35-45 gün)m3/103 N.
gün
Ön Arıtma 72 5 1,44 50-65
Ön Arıtma + Damlatmalı Filtre
108 4 2,70 95-122
Ön Arıtma + Aktif Çamur
114 3 3,8 133-171
![Page 23: ÇAMUR STABİLİZASYONU](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033014/568145bb550346895db2c35b/html5/thumbnails/23.jpg)
Parametre Düşük Hızlı
Yüksek Hızlı
Katı madde bekletme zamanı, gün
30-60 15-20
Katı madde yükü, kg VSS/m3 gün 0,64-1,6 1,6-3,2
Hacim kriteri, m3/kişi
Ön çökeltim çamuru 0,06-0,09 0,04-0,06
Ön Çök + Dam. Filtre 0,11-0,14 0,07-0,09
Ön Çök. + Atık Aktif Çamur 0,11-0,17 0,07-0,11
Besleme Konsantrasyonu, % KM 2-4 4-6
Çıkış Konsantrasyonu, %KM 4-6 4-6
![Page 24: ÇAMUR STABİLİZASYONU](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033014/568145bb550346895db2c35b/html5/thumbnails/24.jpg)
Gaz Oluşumu, Toplanması ve Kullanılması
Anaerobik çürütücülerde oluşan gaz hacimsel olarak;
•% 60-70 CH4
•%30-40 CO2
•Eser miktarlarda N2, H2, H2S, su buharı, vs.
![Page 25: ÇAMUR STABİLİZASYONU](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033014/568145bb550346895db2c35b/html5/thumbnails/25.jpg)
![Page 26: ÇAMUR STABİLİZASYONU](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033014/568145bb550346895db2c35b/html5/thumbnails/26.jpg)
Anaerobik Çürütücülerin Karıştırılması
En yaygın karıştırma sistemleri;
•Gaz enjeksiyonu,
•Mekanik karıştırma,
•Pompalama ile sirkülasyon.
![Page 27: ÇAMUR STABİLİZASYONU](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033014/568145bb550346895db2c35b/html5/thumbnails/27.jpg)
Anaerobik Çürütücülerin Isıtılması
•Gelen çamur sıcaklığını çürütücü sıcaklığına ulaştırmak,
•Çürütücü duvarları, tavan ve tabanından olacak ısı kayıplarını önlemek,
•Tank ve ısı kaynağı arasındaki borulama sistemindeki ısı kayıplarını önlemek.
![Page 28: ÇAMUR STABİLİZASYONU](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033014/568145bb550346895db2c35b/html5/thumbnails/28.jpg)
q = U*A*∆T
q = ısı kaybı, J/sn, W
U = ısı transfer katsayısı, J/m2.sn oC, W/m2 oC
A = ısı kaybının oluştuğu kesit alanı, m2
∆T = sıcaklık farkı, oC
![Page 29: ÇAMUR STABİLİZASYONU](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033014/568145bb550346895db2c35b/html5/thumbnails/29.jpg)
AEROBİK ÇÜRÜME
Hücre dokusu, havalı ortamda su, karbondioksit ve amonyağa oksitlenir. Gerçekte hücre dokusunun yalnızca % 75 - 80’i oksitlenir; kalan % 20 - 25’lik kısım ise inert maddeler ve biyolojik olarak indirgenemeyen organik maddelerden meydana gelmektedir.
Havalı çürütücüler kesikli veya sürekli reaktörler olarak işletilebilir. Sürekli beslemeli havalı çürütücüye ait şematik kesit aşağıdaki şekilde verilmiştir. Sistemin iki uygulaması vardır ;
( a ) Klasik havalı çürütme
(b) Saf oksijenli havalı çürütme.
![Page 30: ÇAMUR STABİLİZASYONU](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033014/568145bb550346895db2c35b/html5/thumbnails/30.jpg)
![Page 31: ÇAMUR STABİLİZASYONU](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033014/568145bb550346895db2c35b/html5/thumbnails/31.jpg)
Aerobik Çürütücülerin Avantajları•VSS indirgenmesi anaerobik çürüme ile elde edilene yakındır.
•Substrattaki BOİ konsantrasyonu düşüktür.
•Nihai ürün kokusuz, humusa benzer, biyolojik olarak stabildir.
•Oluşan çamurun su alma karakteristikleri çok iyidir.
•Çamurun gübreleme değeri yüksektir.
•İşletme problemleri azdır.
•Yatırım maliyeti düşüktür.
![Page 32: ÇAMUR STABİLİZASYONU](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033014/568145bb550346895db2c35b/html5/thumbnails/32.jpg)
Aerobik Çürütücülerin Tasarımı•Sıcaklık,
•Katı maddelerin indirgenmesi,
•Tank hacmi,
•Hidrolik bekleme zamanı,
•Oksijen ihtiyacı,
•Karıştırma için enerji ihtiyacı,
•İşletme şartları
![Page 33: ÇAMUR STABİLİZASYONU](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033014/568145bb550346895db2c35b/html5/thumbnails/33.jpg)
![Page 34: ÇAMUR STABİLİZASYONU](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033014/568145bb550346895db2c35b/html5/thumbnails/34.jpg)
![Page 35: ÇAMUR STABİLİZASYONU](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033014/568145bb550346895db2c35b/html5/thumbnails/35.jpg)
![Page 36: ÇAMUR STABİLİZASYONU](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033014/568145bb550346895db2c35b/html5/thumbnails/36.jpg)
Tank Hacmi
cvdiii PKXYSXQV /1/
V = aerobik çürütücü hacmi, m3
Qi = ortalama giriş debisi, m3/gün
Xi = giriş AKM konsantrasyonu, mg/L
Y = ham ön çökeltim çamurunun giriş BOİ kısmı
Si = giriş BOİ, mg/L
X = çürütücü AKM konsantrasyonu, mg/L
Kd = reaksiyon hız sabiti, gün-1
Pv = çürütücü süspanse katı maddelerinin uçucu kısmı
= bekleme süresi, çamur yaşı, günc
![Page 37: ÇAMUR STABİLİZASYONU](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033014/568145bb550346895db2c35b/html5/thumbnails/37.jpg)