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

48 Su ve Çevre Teknolojileri / Temmuz 2018 suvecevre.com MAKALE rasyonlarda havasız şartlarda arıtmayı inhibe etmesidir. Sülfür bileşiklerinin zehirlilik etkileri; Sülfat > Titosülfat > Sülfür > S -2 şeklinde sırasına göre arttığı tespit edilmiştir. 5000 mg/lt den daha az konsantrasyondaki sülfatın metan bak- terilerinin aktivitelerini önemli ölçüde inhibe etmediği belirtilmiştir. Ortam- daki H₂S konsantrasyonunun 250 mg/l ye ulaştığında asetattan CH₄ üretiminin tamamen inhibe edildiği tespit edilmiş- tir. Ayrıca (H₂S, HS - ve S -2 ) formundaki toplam çözünmüş sülfür konsantras- yonunun 50-100 mg/lt olması halinde havasız reaktörlerde önemli bir inhibis- yona yol açmadığı ve reaktörün 200 mg/lt ye kadar ki konsantrasyonlara alıştırılabildiği belirtilmiştir. H₂S suda iki adımda çözünür: H₂S → HS - + H + HS - → S -2 + H + Havasız şartlarda arıtmada pH < 8’den küçük olması hallerinde hemen hemen hiç S -2 ye rastlanmadığı için ikinci safha ihmal edilebilir. Sıvı faz- daki HS - konsantrasyonu pH’ya bağlıdır. pH < 7'den küçük olması halinde top- lam sülfürün %50’si H2S iken pH=7.5 ise bu değer %20’ye düşer. Bu yüzden pH=7.0-8.0 aralığında ortamdaki iyo- nize olmamış H₂S konsantrasyonunda ani azalma gözlenir. Çözünmüş H₂S’in bir kısmı sıvı fazdan gaz faza geçer ve bu olayda etkili esas faktör sıvı üze- rindeki gaz fazı H2S kısmi basıncının değeridir. Dolayısı ile havasız reaktör- lerdeki H₂S transferi, Gaz: H₂S ↑ Sıvı: H₂S → HS - + H + şeklinde gösterilebilir. H₂S sıvı fazdan gaz faza transfer olduğunda reaksi- yonun yönü sola döner ve daha fazla serbest H₂S teşekkül eder. Biyogaz üretimindeki artış, gaz fazındaki H₂S kısmi basıncını düşürür ve sıvı fazdan H₂S hızlandırır. Atıksudaki KOI / (SO₄ -2 -S -2 ) oranın 100 gr/gr büyük olması halinde H₂S inhibisyonunun önemsiz olduğu belirtilmiştir. H₂S inhibisyonu- nun önlenmesi ile ilgili olarak demir tuz- ları ile çökeltme, gaz içerisindeki H₂S'i bir sıvıda tutarak geri kazanma ve pH kontrolü ile pH’yı 7.5-8 arasında tutarak sıvı fazdaki çözünmüş H₂S’i azaltma gibi teknikler uygulanmaktadır. 4.1.2.4. Nütrientler, Uçucu Asitler ve Alkalinite Arıtılan atığın KOI/N/P bakımından dengeli olması çok önemlidir. Böyle bir denge yoksa üre, H3PO₄ veya amonyum gibi bazik kimyasal madde ilavesi ile denge sağlanmalıdır. Biyokütle oluşumunun hızlı olduğu işletmeye alma dönemlerinde KOI/N/P oranı 300/5/1 ≈ 500/5/1 aralığında tutulur. Kararlı işletme hallerinde ise 700/5/1 oranı uygulanabilir. N ve P gibi makro nütrientler yanında Na, K, Mg, Fe, Ni, Co, Se gibi iz elementlerinin havasız şartlarda arıtma için gerekli olduğu tespit edilmiştir. Özellikle diğer çevre şartları optimum olduğu halde yeterli KOI giderimi ve düşük UA seviyeleri elde edilmezse iz elementlerin eksikliği söz konusu ola- bilir. Bu durumda asgari Fe, Co ve Ni gibi üç önemli iz elementinin reaktörde 0,1 mg/lt elde edilecek miktarda özel bir formül halinde dozlanması gerekir. İz elementlerinin yüksek seviyelerde kesikli olarak beslenmesi, bu madde- lerin mikroorganizmalarca daha etkin kullanımı bakımından tercih edilmelidir. Alıştırma devresinde sıcaklık, pH, debi ve atıksu kompozisyonundaki ani değişikliklerden kaçınmalı ve özellikle TUA konsantrasyonu dikkatle izlenme- lidir. pH değerinin 6,2'nin altına düş- mesi CH₄ gazı üretimini büyük ölçüde düşürür. TUA değeri 1000-1500 mg/lt (HAC)’i aşmamalıdır, aksi halde organik yükün azaltılması gerekir. Anaerobik reaktörlerde UA biriki- minin muhtemel sebepleri aşağıda izah edilmiştir: • İz elementi eksikliği • Zehirlilik etkisi • Aşırı organik yükleme • Hidrolik kısa devre • N veya P yetersizliği • H₂ kısmi basıncının yüksek oluşu. Emniyetli bir işletme için müm- künse yükleme stratejisi, TUA/Alkalinite oranı 0,1’i geçmeyecek şekilde ayar- lanmalıdır. TUA/TA oranı 0,3’e yaklaş- tığında sebebi araştırılmalı ve gerekli kontrol tedbirleri alınmalıdır. Tablo 4.2. Standart Şartlarda Sülfat Giderimi ve Metan Üretiminin Enerji Verimlerinin Mukayesesi Reaksiyon Metan Üretimi 4H₂ + HO3 - +H + → CH4 + 3H₂O CH3COO - + H₂O → CH₄ +HCO3 - Sülfat Giderimi 4H₂ + SO₄ = +H + → HS - +H₂O CH3COO 2 + SO₄ = → HS - + 2HCO3 - Kj/reaksiyon -135.9 -31.0 -152.6 -71.7