Katı atıkların aerobik ayrışması sırasında gerekli olan optimum hava miktarının belirlenmesi

Abstract

Bu çalışmada katı atıkların düzenli depo sahalarında stabilizasyonunun hızlandırılmasında etkin bir yöntem olarak kabul edilen aerobik ayrışma sırasında gerekli olan optimum hava miktarının belirlenmesi araştırılmıştır. Bu amaçla gerçekleştirilen laboratuar ölçekli çalışmada, 40 cm çapında ve 100 cm yüksekliğinde 5 adet reaktör kullanılmıştır. Reaktörlerden biri kontrol amaçlı anaerobik (R1) ve diğer dördü aerobik (R2, R3, R4 ve R5) işletme şartlarında sızıntı suyu geri devirli olarak tasarlanmıştır. Her biri ortalama 20 kg katı atıkla doldurulmuş olan R2, R3, R4 ve R5 reaktörlerine, sırasıyla 0.10, 0.30, 0.60 ve 1.00 L/dk?kg atık olmak üzere farklı miktarlarda hava verilmiştir. Reaktörler 150 gün boyunca işletilmiş ve tez kapsamında gerçekleştirilen ölçümlere yer verilmiştir.Çalışma kapsamında her bir reaktörde oluşan sızıntı suyunda alınan numunelerde pH, iletkenlik, toplam alkalinite, KOİ, BOİ5, Cl?, TKN, NH3?N ve inert KOİ parametreleri analiz edilmiştir. BOİ/KOİ, KOİ/Cl? ve Si/St oranları hesaplanmış, KOİ, BOİ ve NH3 değişim kinetikleri belirlenmiş ve Si/St oranının zamanla değişim modellemesi gerçekleştirilmiştir. Bunun dışında ayrışma sonucunda katı atık özelliklerinde meydana gelen değişimlerin belirlenebilmesi için çalışmanın başlangıcında ve sonunda katı atıklarda nem ve organik madde muhtevası tayinleri yapılmış, ayrışma sonucunda reaktörlerde meydana gelen hacimsel ve kütlesel kayıplar belirlenmiştir.Aerobik reaktörlerde depolamadan yaklaşık 40 gün sonra sızıntı suyunun pH değeri 7 civarında, 75 gün sonunda 8 civarında tespit edilmiş ve çalışma süresince 8?9 aralığında olduğu belirlenmiştir. R1 reaktöründe pH'da çalışma boyunca önemli bir değişiklik gözlenmemiş ve5?6 civarında tespit edilmiştir. R1 reaktöründe Cl? konsantrasyonu çalışma süresince 2500 mg/L civarında belirlenmiştir. Aerobik reaktörlerde ise Cl? konsantrasyonu depolamadan yaklaşık 75 gün sonra 3000 mg/L değerinin üzerinde tespit edilmiştir. Çalışma süresince R1 reaktöründe TKN konsantrasyonu 2500 ? 3000 mg/L seviyelerinde, NH3?N konsantrasyonu ise 1500 mg/L seviyelerinde belirlenmiştir. Çalışma sonunda aerobik ve anaerobik reaktörlerde ölçülen nihai amonyak konsantrasyonları R1, R2, R3, R4 ve R5 reaktörleri için sırasıyla 1360, 125, 120, 60 ve 55 mg/L olarak tespit edilmiştir. Aerobik reaktörlerde atıklar depolandıktan sonraki ilk 15 gün KOİ değeri tüm reaktörlerde yükselerek 60000 mg/L seviyelerine kadar çıkmıştır. Bundan sonra sızıntı suyunda KOİ konsantrasyonu hızla azalarak R2 reaktöründe 70 gün sonunda 5000 mg/L değerine ve R3, R4 ve R5 reaktörlerinde ise depolamadan yaklaşık 100 gün sonra 5000 mg/L değerine düşmüştür. R1 reaktöründe ise KOİ konsantrasyonu depolamadan yaklaşık 90 gün sonra maksimum değerine ulaşarak 100000 mg/L olarak tespit edilmiştir. 150 gün sonunda R2, R3, R4 ve R5 reaktörlerinde KOİ giderim verimleri sırasıyla % 90, % 89, % 93 ve % 88 olarak belirlenmiştir. R1 reaktöründe ise metan safhası henüz başlamamış olduğundan KOİ konsantrasyonunda önemli bir azalma görülmemiştir. Başlangıçta tüm reaktörlerde BOİ konsantrasyonu 30000 mg/L seviyelerinde ölçülmüş, yaklaşık 60 gün sonra R1, R2, R3, R4 ve R5 reaktörlerinde sırasıyla 50000, 1700, 1200, 1300 ve 1000 mg/L olarak belirlenmiştir. Başlangıçta tüm reaktörlerde BOİ/KOİ oranı 0,70 civarında iken 20 gün sonra aerobik reaktörlerde bu oran hızla azalmaya başlamış ve depolamadan 50 gün sonra R2 reaktörü dışındaki reaktörlerde 0,20 değerinin altında ölçülmüştür. Depolamadan yaklaşık 100 gün sonra tüm aerobik reaktörlerde BOİ/KOİ oranı 0,20 değerinin altında belirlenmiştir. 150 gün sonunda ölçülen BOİ/KOİ oranları R1, R2, R3, R4 ve R5 reaktörleri için sırasıyla 0,59; 0,10; 0,10; 0,13; 0,14 olarak tespit edilmiştir.