Farklı Hidrolik Bekletme Sürelerinin Anaerobik Perdeli Reaktörde Sülfat İndirgenmesi Üzerine Etkisi / Effect of Different Hydraulic Retention Time (HRT) on Sulfate Reduction in Anaerobic Baffled Reactor

Şebnem ÖZDEMİR, Dilek Akman, Kevser CIRIK, Serden Başak, Arzu Kılıç, Dilek Özgün

Özet


Amaç: Doğal sularda değişen yapılarda ve konsantrasyonlarda sülfat bileşikleri bulunmaktadır. Ayrıca bazı endüstriyel atıksuların sülfat miktarı yüksektir ve doğal sulara karıştıklarında alıcı ortamdaki sülfat miktarını arttırmaktadır. Mevcut aerobik sistemlerin artan enerji maliyetlerinin işletme giderimini önemli ölçüde yükseltmesi nedeniyle anaerobik sistemler ekonomik bir atıksu arıtma alternatifi olarak önem kazanmıştır. Bu yüzden son zamanlarda yapılan çalışmalar sülfat içeren atıksuların arıtımında anaerobik arıtımın üzerine yoğunlaşmıştır. Anaerobik arıtım sistemlerinden anaerobik perdeli reaktör (APR) yapılan çalışmalar ışığında sülfat indirgenmesi için iyi bir stratejidir. Fakat sülfat içeren atıksuların anaerobik arıtım performansını etkileyen birçok parametre mevcuttur. Bu çalışmada farklı hidrolik bekleme sürelerinin (HBS) anaerobik perdeli reaktörde yüksek sülfat konsantrasyonuna sahip atıksuların arıtılabilirlik çalışmasına etkisi araştırılmıştır. Tasarım ve Yöntem: APR yukarı akışlı anaerobik çamur yataklı reaktörün bir modifikasyonudur. Kullanılan APR’nin uzunluğu 80 cm, genişliği ve derinliği ise 20 cm’dir. Reaktör camdan imal edilmiş olup toplam su hacmi 19 L’dir. Reaktör perdeler ile 4,75 L’lik dört eşit bölmeye ayrılmıştır. Ayrıca, yönlendirme perdeleri kullanılarak reaktöre beslenen atıksuyun çamur yatağında aşağıdan yukarıya doğru bir yol izlemesi sağlanmıştır. Çalışmada sentetik atıksu kullanılıp elektron verici olarak etanol, elektron alıcı olarak ise sülfat kullanılmıştır. Reaktörün her bölmesinden pH, alkalinite, kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ), sülfat ve sülfür tayinleri için haftada 3 gün numune alınmıştır. Bulgular: APR 120 gün boyunca farklı HBS’lerde (2; 1,5; 1; 0,5 gün) işletilerek arıtım performansı izlenmiştir. Bekleme süresinin 2 gün olduğu çalışma koşullarında çıkış suyundaki KOİ ve SO4-2 verimleri %84 ile %88 olarak gözlemlenirken bekleme süresinin 0,5 gün olduğu çalışma koşullarında ise bu değer %80 ve %75 olarak gözlemlenmiştir. Ayrıca bekleme süresinin 2 gün olduğu çalışma koşullarında son bölmedeki sülfür oluşum verimi % 75 iken, bekleme süresi 0,5 güne indirildiğinde aynı bölmedeki sülfür oluşum veriminin %96’a çıktığı gözlemlenmiştir. Çıkarımlar ve Özgün Değer: Yapılan bu çalışma ile yüksek sülfat konsantrasyona sahip atıksuların arıtımında anaerobik perdeli reaktörün iyi bir alternatif olabileceği kanıtlanmıştır. Ayrıca çıkış sülfat ve sülfür konsantrasyonlarının değişen HBS’den etkilenmediği gözlenmiştir. Effect of Different Hydraulic Retention Time (HRT) on Sulfate Reduction in Anaerobic Baffled Reactor Design and Method: The anaerobic baffled reactor (ABR) is a modification of up-flow anaerobic sludge blanket (UASB) reactor. A laboratory scale ABR was inoculated with an effluent of a full scale anaerobic digester located in Kayseri Wastewater Treatment Plant, Turkey. Before inoculation, the sludge was sieved to remove coarse materials. The ABR was 20 cm wide, 80 cm long, 20 cm deep and constructed from glass, with a working volume of 19 L. Reactor was divided into four equal 4.75 L compartments by vertical baffles, each compartment having down-comer and riser regions created by further vertical baffle. The lower parts of down-comer baffles were angled at 450 in order to direct the flow evenly through the riser. Ethanol and sulfate are consumed as electron donor and electron acceptor, respectively. Sulfate, dissolved sulfide, pH, alkalinity and chemical oxygen demand (COD) have measured three times a week. Aim: There are varying structures and concentrations of sulfate compounds in natural waters. In addition, the amount of sulfate is higher in some industrial wastewaters In addition, some industrial wastewaters and natural waters. Due to rise energy costs of existing aerobic systems, anaerobic systems have gained importance as an economic alternative to wastewater treatment. So that, recent studies have focused on anaerobic treatment of wastewaters containing sulfate. Anaerobic baffled reactor (ABR) from anaerobic systems is a good strategy for the reduction of sulfate. However, many parameters that affect the performance of anaerobic treatment of wastewater containing sulfate are available. In this study, treatability wastewater containing high sulfate concentration investigated the effect of hydraulic retention times (HRT). Results: The performance of different hydraulic retention times (2; 1.5; 1; 0.5 day) were observed in ABR operated for 120 days. In working conditions of HRT is 2 days COD and sulfate removal efficiciency, respectively, were observed in 88% and 84% while in working conditions of HRT is 0.5 days these efficiencies were observed in 80% and 75%. Also the yield of sulfur formation under the same conditions had risen from 75% to 96% in last compartment. Inferences and Original Value: In this study, in anaerobic baffled reactor treatment of wastewaters with high sulfate concentration has proven to be a good alternative. Effluent sulfate and sulphur concentrations have not effected from varying hydraulic retention times.

Anahtar Kelimeler


Anaerobik perdeli reaktör, hidrolik bekletme süresi, sülfat indirgenmesi, Anaerobic baffled reactor, hydraulic retention time, sulfate reduction

Tam Metin:

PDF

Referanslar


Abdullah L.G., Đdris A., Ahmadun F.R., Baharin B.S., Emby F., Megat MNMJ, Nour A.H.,

(2005). A kinetic study of a membrane anaerobic reactor (MAR) for treatment of sewage

sludge. Desalination, 183: 439-445.

APHA, (1999). Standard methods for the examination of water and wastewater, 20th ed.

American Public Health Association/American Water Works Association/Water Environment

Federation, Washington, DC, USA.

Barber, W.P. ve Stuckey, D.C., (2000). Effect of sulfate reduction on chemical oxygen

demand removal in an anaerobic baffled reactor, Water Environ. Res., 72: 593–601.

Bayrakdar, A., Şahinkaya, E., Güngör, M., Uyanık S., Atasoy, D., (2009). Performance of

sulfidogenic anaerobic baffled reactor (ABR) treating acidic and zinc-containing wastewater,

Bioresource Technology, 4354–4360.

Cord-RuwischR., (1985). A quick method for the determination of dissolved and precipitated

sulfides in cultures of sulfate reducing bacteria, J. Microbiol. Meth. 33–36.

Huisman, J.L., Schouten, G. ve Schultz, C., (2006). Biologically produced sulphide for

purification of process streams, effluent treatment and recovery of metals in the metal and

mining industry. Hydrometalorgy, 83:106-113.

Johnson, D.B. ve Hallberg, K.B., (2002). Pitfalls of passive mine water treatment.Re/Views in

Environmental Science & Bio/Technology, 1: 335-343.

Kaksonen, A., (2004). The performance, kinetics and microbiology of sulfidogenic fluidizedbed

reactors treating acidic metal- and sulfate-containing wastewater. Ph.D Thesis, Tampere

University of Technology.

Kaksonen, A.H., Vanhanen M.L., Franzmann P.D. ve Puhakka, J.A., (2003). Performance and

ethanol oxidation kinetics of asulfate-reducing fluidized-bed reactor treating acidic metalcontaining

wastewater. Biodegradation, 14:207-217.

Khanal, S.K., ve Huang, J.C., (2003). ORP-based oxygenation for sulfide control in

anaerobic treatment of high-sulfate wastewater. Water Res. 37, 2053-2062.

Şahinkaya, E., (2008). Biotreatment of zinc-containing wastewater in a sulfidogenic CSTR:

Performance and artificial neural network (ANN) modelling studies. J. Hazard. Mater.

doi:10.1016/j.jhazmat. 07.130.

Vossoughı, M., Shaketı, M. ve Alemzadeh, I., (2003). Performance of anaerobic baffled

reactor treating synthetic wastewater influenced by decreasing COD/SO4 ratios. Chem. Eng.

Process., 42: 811–816.

Zhou G.M. ve Fang H.H.P., (1998). Competition between methanogenesis and sulfidogenesis

in anaerobic wastewater treatment. Water Sci. Technol., 38 (8–9), 317–24.




DOI: http://dx.doi.org/10.7596/taksad.v1i4.173

Refback'ler

  • Şu halde refbacks yoktur.




Telif Hakkı (c)