Su ve Çevre Teknolojileri Dergisi 120. Sayı (Temmuz 2018)

Su ve Çevre Teknolojileri / Temmuz 2018 47 suvecevre.com alma süresinin kısaltılabilmesi için bu dönemdeki biyokütle kaybının asgari tutulması gereklidir. Bu maksatla yük- sek oranda geri devir uygulanabilir veya sistemi terk eden biyokütle, geçici ola- rak tesis edilen Ultrafiltrasyon biriminde tutularak reaktöre geri döndürülebilir. Havasız reaktörlerde alıştırma 0.1 kg KOI/kg UAKM-gün veya 1-2 kg KOI/ m³-gün’lük bir organik yükle başlatı- labilir. Mümkünse reaktördeki uçucu askıda katı madde miktarı (UAKM) 10-20 kg/m³ olacak şekilde veya reak- tör hacminin %15-20'sine eşit hacimde aşı çamuru temin edilmelidir. Gaz debisi arttıkça organik yükün de kademeli ola- rak artırılması gereklidir. Şartlar uygun olduğu taktirde organik yükleme her hafta % 50 oranında artırılabilir. 4.1.2. Optimum Çevre Şartlar Havasız şartlarda arıtmanın kararlı olarak devam etmesi ve maksimum verimin sağlanması açısından optimum çevre koşullarının sağlanması gereklidir. Tablo 4.1.’de sağlanması gerekli opti- mum çevre koşulları belirtilmiştir. 4.1.2.1. Sıcaklık Havasız şartlarda arıtmada başlıca iki sıcaklık aralığı vardır. Bunlar mezo- filik 25~40°C (opt. 35°C) ve termofilik 50~60°C (opt. 55°C) sıcaklık kademeleri olarak adlandırılır. Metan gazı üretimi hızı sıcaklık arttıkça artarak ~ 35°C'de birinci pik değerine ulaşır. Ancak 45 °C civarında bir sınır ayırt edilir. Bu değe- rin üzerinde termofilik kademe başlar ve metan gazı üretimi 55 °C'de maksi- mum değerine ulaşıncaya kadar artar. Bu sebeple havasız reaktörler mezofilik kademede ~ 35 + 2 °C, termofilik kade- mede ise 55 + 2 °C sıcaklıklarda işletilir. Havasız şartlarda arıtmada sıcaklık etkisi çamur yaşıyla da yakinen ilgilidir. Çamur yaşı arttıkça, daha düşük sıcak- lıklarda dahi KOI giderim verimlerini muhafaza edebilir. Havasız şartlarda arıtmada sıcaklığın olabildiğince sabit tutulması ve gün içinde ±2 °C'den fazla değişmemesi gerekir. Çünkü çoğalma hızları yüksek olan asit bakterileri sıcak- lık değişimlerine daha çabuk uyum sağlar. Ancak metan gazı bakterileri bu değişime aynı hızda uyum sağla- yamadıklarından sistemde kararsızlık olabilir ve uçucu asit birikimi (artması) gözlenir. 4.1.2.2. Uygun pH Metan bakterilerinin optimum pH aralığı 6,5-8,2 olarak kabul edilir. pH >8,0 için metan gazı bakterilerinin akti- vitelerinin aniden düşmesi ortamdaki serbest (iyonize olamamış) NH3 miktarı ile de ilgilidir. 4.1.2.3. Oksitleyici Maddeler Havasız şartlarda arıtmada kararlılı- ğın sağlanabilmesi için ortamda kesin- likle serbest oksijen bulunmamalıdır. Oksijen kimyasal olarak bağlı olsa bile arıtma sürecini olumsuz etkilemektedir. Bu yüzden NO3 - , H₂O₂, SO₄ -2 , HS - vb. maddeler havasız şartlardaki sistemle- rin verimliliğini olumsuz etkilerler. Pek- tin imalatından kaynaklanan ve yüksek konsantrasyonlarda (3000-5000 mg/ lt) NO3 - ihtiva eden atıksuların arıtıldığı bir havasız şartlardaki reaktörlerde ilk yıllarda yüksek uçucu asit ve yetersiz metan üretimi söz konusu olduğu halde havasız arıtmadan önce bir ön denitri- fikasyon yapılması, sistemin verimini istenilen seviyelere getirmiştir. Kimyasal işlemlerle birlikte tatbik edilen termo mekaniksel odun hamuru prosesi atıksuları yüksek konsantras- yonlarda H₂O₂ ihtiva etmektedir. Hava- sız şartlarda arıtma öncesi H₂O₂'nin giderilmesi sonucu havasız şartlardaki reaktörün organik yükünün H₂O₂ gide- rilmeyen atıksularla besleme durumuna göre yedi misli artırılabildiği belirlenmiş- tir. Melas, kağıt, pektin, hayvan gübresi, fermantasyon ve yemeklik yağ gibi pek çok endüstrilerin atıksuları yüksek kon- santrasyonlarda sülfat ihtiva etmektedir. Sülfat havasız ortamda sülfat gideren bakteriler tarafından elektron alıcısı ola- rak kullanılır. Elementel sülfür ve orga- nik sülfür bileşikleri oluşmakla birlikte reaksiyon sonucu ana ürün olarak H₂S açığa çıkar. Metan bakterilerinin başlıca enerji kaynakları asetik asit ve hidro- jendir. Sülfat gideren bakterilerde aynı enerji kaynağını kullanır ve bu yüzden metan bakterileri ile rekabete girerler. Bunun sonucunda, sülfat bakterileri enerjitik olarak metan bakterilerinden daha avantajlı olduğundan asetik asit ve hidrojenin sülfat giderimi için kulla- nılacağından metan üretimi düşecektir. Sülfat gideren bakteriler pH ve sıcaklık değişimlerine karşı daha az hassastırlar. Diğer önemli bir etkileri de ortaya çıkan H₂S'in yüksek konsant- Tablo 4.1. Anaerobik Mikroorganizmalar için Optimum Çevre Şartları Parametre Optimum Şartlar Arıtılan atığın bileşimi Karbon, temel (N,P) ve iz elementler bakımından dengeli olmalı, O₂, NO3 , H₂O₂, SO4 -2 gibi oksitleyici maddeler, toksit ve inhibitör maddeler ihtiva etmemeli KOI/N/P 300/5/1 pH 6,5-8,2 Alkalinite 1000-4000(2000) mg/lt CaCO3 TUA (Toplam Uçucu Asit) < 1000-1500 mg/lt asetik asit TUA/Alkalinite < TUA/Alkalinite