Su ve Çevre Teknolojileri Dergisi 96. Sayı (Temmuz 2016)

26 Su ve Çevre Teknolojileri / Temmuz 2016 www.suvecevre.com olarak tam karışımlı ya da yukarı akışlı reaktörler kullanılab l r. Tübular, plaka ya da boşluklu f ber membranların kul- lanıldığı membran modüller batık ya da çapraz akışlı olarak reaktöre bağlanırlar. Bu t p reaktörler n düşük organ k yüklü anaerob k çamur çürütücüler le yüksek yüklü granüler çamur yataklı s stemler arasındak boşluğu doldurması beklen- mekted r. AnMBR’ler özell kle granül olu- şumunun sağlanamadığı atıksu t pler ve koşullar ç n oldukça uygundur. Bu tür durumlarda membranlar part küler madde ve b yokütlen n reaktör çer s nde tutulması amacıyla kullanılab l r. AnMBR proseses n n en öneml dezavantajı membran tıkanması- dır. Membran tıkanması, zamanla membran porları ve membran üze- r nde b r ken maddelere bağlı olarak transmembran basıncının artması ya da akının azalması olarak tanımlana- b l r. Membran tıkanmasının nedenler ve azaltma yolları, bu zamana kadar b rçok b l msel araştırmanın konusu olmuştur. Ancak, bu konu oldukça kar- maşık olması sebeb yle günümüzde de halen önem n korumaktadır. Bu bakımdan, substrat kompoz syonunun ve çamur yaşı g b şletme paramet- reler n n AnMBR s stemler nde oluşan membran tıkanmasına etk ler n n nce- lenmes önem arz etmekted r. Bu çalışmada, mısırdan b yo-etanol üret m atıksuları ve peyn r altı sularının AnMBR proses le arıtımı ncelenm şt r (Şek l 3). B yo-etanol üret m özell kle son yıllardak petrol f yatlarının den- ges zl ğ , pol t k karmaşalar ve yen le- neb l r enerj kaynaklarının kullanımına olan lg neden yle oldukça artmıştır. B yo-etanol endüstr ler nde proses sonucunda part küler madde çer ğ yüksek ve organ k madde bakımın- dan oldukça k rl b r atıksu oluşmak- tadır. Bu atıksu genelde kurutularak, elde ed len ürün hayvan yem olarak satılmaktadır. Ancak kurutma şlem sırasında oldukça fazla enerj harcan- makta ve s stem n f z b l tes olumsuz yönde etk lenmekted r. Bu bakımdan, b yo-etanol atıksularının hem b yo- gaz üret m sağlayan hem de arıtılan atıksuyun endüstr çer s nde yen den kullanımına olanak tanıyan AnMBR proses le arıtımı oldukça avantajlıdır. Peyn r altı atıksuyu se peyn r üret m sırasında açığa çıkan ve kar- bonh drat (laktoz) çer ğ çok yüksek, part küler madde konsantrasyonu düşük atıksulardır. Günümüzde pey- n r altı atıksularından b rçok yan ürün ger kazanımını sağlayan teknoloj ler mevcut olmasına rağmen, özell kle küçük ve orta büyüklüktek şletme- lerde genell kle bu teknoloj ler n uygu- lanması tekno-ekonom k olarak f z b l olmamaktadır. Bu bakımdan, peyn r altı sularının AnMBR le arıtımı hem b yogaz/enerj ger kazanımı hem de deşarj standartlarının sağlanmasında büyük avantaj sağlamaktadır. Yapılan çalışmada, laboratuvar ölçekl çapraz akışlı AnMBR’lerde (Şek l 4) her k atıksuda %95’ n üze- r nde k myasal oks jen ht yacı (KOİ) g derme ver m elde ed lm şt r. Şek l 5’te b yo-etanol atıksuları ç n elde ed - len reaktör performansı göster lmek- ted r. Organ k yükleme hızları her k atıksu ç n de 6-8 kg KOİ/(m 3 .gün) ara- lığında gerçekleşm şt r. Ancak, özel- l kle b yo-etanol üret m atıksularında bulunan yüksek konsantrasyonlu yağ- lar ve yağların h drol z ürünler uzun z nc rl yağ as tler (UZYA) b yoloj k arıtma ver m n olumsuz etk lem şt r (Derel ve d ğ., 2014a). UZYA m kro- organ zma flokları üzer ne adsorbe olarak nh b syona neden olmaktadır. Bu nedenle b yokütle akt v tes düş- mekted r. Ancak, atıksu beslemes durdurulduğunda b yokütle yavaş da olsa akt v tes n tamamen ger kazana- b lmekted r. İşletme açısından oldukça zorlayıcı olan bu durum kes kl besle- mel paralel reaktörler n kullanımı le yönet leb l r. Atıksu çer s ndek kals yum ve magnezyum g b 2 değerl kl katyon- ların UZYA le b rleşerek onları sabun- laştırdığı ve r tanel çökelekler oluş- turduğu gözlemlenm şt r (Şek l 6). Bu sayede UZYA’ler n n m kroorgan zma üzer ndek nh b syonu azalmaktadır. Ancak, UZYA sabunları suda çok zor çözündükler nden, metana dönüşüm- ler sınırlı olmakta ve metan üret m azalmaktadır. UZYA’ler n n b yokütle üzer ne adsorps yonu çamurun yüzey karakter st kler n de değ şt rd ğ nden f ltre ed leb l rl k ve membran tıkan- ması üzer nde de etk l olmaktadır. UZYA’ler çamura adsorbe olduğunda flokların h drofob k (suyu emmeyen, suyla b rleşmeyen) özell l ğ artmak- tadır. Bu çalışmada, membran tıkan- masının çamurun h drofob kl ğ le ters orantılı olduğu gözlemlenm şt r (Derel ve d ğ., 2015a; Derel ve d ğ., 2014b). As d f ye olmamış ve çözünmüş karbonh drat çer ğ yüksek peyn r altı atıksuların AnMBR le arıtımında çamurun f ltre ed leb l rl ğ n n çok hızlı azaldığı gözlemlenm şt r (Derel ve d ğ., 2015b). Bu duruma özell kle çözünmüş karbonh drat türü kolay ayrışab len organ k maddeler kullanan as dojen bakter ler neden olmaktadır. MAKALE Şek l 3. Mısırdan b yoetanol üret m ve peyn r altı suları Şek l 4. Çapraz akışlı AnMBR s stem akım şeması