Evsel atıksu arıtma tesisi membran biyoreaktör ünitelerinde kromun arıtımı için uygulanabilecek havalandırma rejimlerinin araştırılması
Investigation of applicable aeration strategies for the treatment of chromium in membran bioreactor units of domestic wastewater trestment plants
- Tez No: 972922
- Danışmanlar: PROF. DR. MAHMUT KEMAL KORUCU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Bursa Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışması, membran biyoreaktör (MBR) sistemlerinde uygulanan aralıklı havalandırma stratejilerinin, sentetik evsel atıksulardaki hekzavalent krom (Cr⁶⁺) giderim performansı üzerindeki etkilerini detaylı bir şekilde araştırmayı amaçlamıştır. Çalışma kapsamında, toplam hacmi 4,5 L olan laboratuvar ölçekli bir MBR sistemi kurulmuştur. Sistem, altı farklı işletme periyodunda, sabit kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ) konsantrasyonu (400 mg/L), sabit çamur yaşı (8 gün) ve sabit akı (12,5 LMH) altında işletilmiştir. Mikroorganizmaların ortama adaptasyonunu ve yüksek organik madde giderim veriminin sistemde sağlanmasını takiben, atıksuya başlangıçta 1 mg/L, ilerleyen periyotlarda ise 5 mg/L konsantrasyonunda Cr⁶⁺ ilave edilmiştir. Ayrıca, ilk üç periyotta sürekli havalandırma uygulanırken, son üç periyotta farklı aralıklı havalandırma aç/kapa döngüleri (30/30, 60/60 ve 60/120 dakika havalandırmalı/havalandırmasız) denenmiştir. Tüm işletme koşulları boyunca MBR'de yüksek KOİ giderim verimliliği (%91–98) korunmuş olup, özellikle 60/120 dakikalık aralıklı havalandırma rejiminde %98'e ulaşan en yüksek KOİ giderimi elde edilmiştir. Sürekli havalandırma altında Cr⁶⁺ giderim verimi sınırlı kalırken (%18-%35), aralıklı havalandırma stratejilerine geçişle birlikte giderim verimi önemli ölçüde artarak %95'e ulaşmıştır. Özellikle 60 dak/120 dak aç/kapa döngüsünde en yüksek krom giderim performansı gözlemlenmiştir. MBR sisteminde başlangıçtaki yüksek transmembran basıncı (TMP) değerleri, çamur yaşının 8 güne ayarlanmasıyla 120 mbar'a stabilize olmuştur. Ancak, aralıklı havalandırmaya geçişle sistemde TMP değerlerinde dalgalanmalar ve 240-400 mbar'a kadar yükselmeler gözlemlenmiştir. Sonuç olarak, MBR sistemlerinde aralıklı havalandırma stratejisi ve işletme parametrelerinin optimizasyonunun, krom indirgeme ve organik madde giderimi için çevre dostu ve yüksek verimli bir alternatif olarak öne çıkmaktadır. Ancak, sistemin ekonomik ve sürdürülebilirliğini artırmak amacıyla membran tıkanıklığını en aza indirecek çözümler geliştirilmesine ihtiyaç duyulmaktadır.
Özet (Çeviri)
This thesis investigated the effects of intermittent aeration strategies applied in membrane bioreactor (MBR) systems on hexavalent chromium (Cr⁶⁺) removal performance from synthetic domestic wastewaters. A laboratory-scale MBR system with a total volume of 4.5 L was established for this study. The system was operated under six different operational periods, maintaining a constant chemical oxygen demand (COD) concentration (400 mg/L), a fixed sludge retention time (8 days), and a constant flux (12.5 LMH). After microorganisms adapted to the environment and ensuring high organic matter removal efficiency in the system, Cr⁶⁺ was initially added to the wastewater at a concentration of 1 mg/L. This concentration was later increased to 5 mg/L in later periods. While continuous aeration was applied during the first three periods, different intermittent aeration on/off cycles (30/30, 60/60, and 60/120 min aeration/non-aeration cycles) were tested in the last three periods. Under all operational conditions, the MBR consistently maintained a high COD removal efficiency ranging from 91% to 98%, with the peak value of 98% observed specifically during the 60/120 min intermittent aeration regime. While Cr⁶⁺ removal efficiency remained limited under continuous aeration (18–35%), it significantly increased to 95% with the implementation of intermittent aeration strategies. The highest Cr⁶⁺ removal performance was observed specifically during the 60 min/120 min on/off cycle. Initial high transmembrane pressure (TMP) values in the MBR system stabilized at 120 mbar after the sludge age was adjusted to 8 days. However, with the transition to intermittent aeration, fluctuations and increases in TMP values up to 240-400 mbar were observed. In conclusion, the intermittent aeration strategy and optimization of operating parameters in MBR systems emerge as an environmentally friendly and highly efficient alternative for both chromium reduction and organic matter removal. However, further solutions are needed to minimize membrane fouling to enhance the system's economic viability and sustainability.
Benzer Tezler
- Pilot tests with mbr system for wastewater treatment and production of process water from wastewater with integrated MBR-NF, MBR-RO processes
Atıksu arıtımı için mbr sistemiyle yapılan pilot çalışmalar ve bütünleşik MBR-NF, MBR-RO prosesleri ile atıksudan proses suyu üretimi
İLKER PARLAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Kimya MühendisliğiEge ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NALAN KABAY
- Evaluation of wastewater treatment technologies using renewable energy for dispersed settlements: Storm valley Ardesen– Camlihemsin pilot region application
Dağınık yerleşimler için yenilenebilir enerji kullanan atıksu arıtma teknolojilerinin değerlendirilmesi: Fırtına vadisi Ardesen–Camlıhemsin pilot bölge uygulaması
ORÇUN LEBLEBİCİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ORHAN İNCE
- Treatment of sewage sludge by anaerobic membrane bioreactor technology
Evsel atıksu arıtma tesisi çamurlarının anaerobik membran biyoreaktör teknolojisi ile arıtılması
MUHAMMED FURKAN ARAS
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HALE ÖZGÜN ERŞAHİN
- Güneş enerjisi destekli paket membran biyoreaktör (MBR) ile evsel atıksularından organik madde, azot ve fosfor giderimi
Organic material, nitrogen and phosphorus removal in domestic wastewater with solar energy supported package membrane bioreactor (MBR)
YUSUF CAN HATİPOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Çevre MühendisliğiKonya Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BİLGEHAN NAS
- Küçüksu atıksu ön arıtma tesisi ileri arıtma alternatiflerinin değerlendirilmesi
Evaluation of advenced treatment alternatives for Küçüksu wastewater pre-treatment plant
FATMA NUR KARATAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZLEM KARAHAN ÖZGÜN