Aktif Çamur Ünitelerinde Artan Organik Yük Karşısında Reaktör Hacmini Arttırmadan Uygulanabilecek Stratejiler

Gülayşe Özkaymak; Arailym Tazhıeva; Burkay Barca; Büşra Aktaş; Ebru Acar; Miray Zeybek; Yonca Varol; Zelal Şener; Tuba Çoban

doi:10.46578/humder.1453594

Aktif Çamur Ünitelerinde Artan Organik Yük Karşısında Reaktör Hacmini Arttırmadan Uygulanabilecek Stratejiler

Abstract

Göçmen nüfusunun aşırı artışı, şehirde organik kirletici üreten sanayi dallarının (ör. gıda endüstrisi) plansız artışı ya da sanayi sahalarının hızlı büyümesi projeksiyon süresinden önce atık su arıtma tesislerinin büyütülmesini gerektirir. Aktif çamur ünitelerinin artan yük karşısında hacminin büyütülmesinden önce uygulanabilecek bazı stratejiler bulunmaktadır. Bu makalede bu stratejiler giriş toplam ve biyolojik parçalanabilir KOİ konsantrasyonu sırasıyla 500 ve 450 mg/L olan kurgusal bir atık su ile tartışılmıştır. Yapılan modellemede debi 1000 m3/gün’den 3000 m3/gün’e arttırılmıştır. Debinin üç katına çıkmasına karşılık artan organik yükün reaktörde arıtımı için, XSS konsantrasyonunun 2 kg/m3’den 6 kg/m3’e artması ile, ya da çamur yaşının 8’den 2’ye azaltılması, reaktördeki spesifik büyüme oranının artması için sıcaklık uygulaması ya da çökeltim yerine membran filtrasyonu stratejileri uygulanabilir görünmektedir. Her bir strateji uygulama sırasında dikkat edilmesi gereken hususlar ile birlikte anlatılmıştır.

Keywords

References

D. Orhon, N. Artan, Modeling of Activated Sludge Systems, CRC press, Pennsylvania, 1997.
S. Özdemir, D. Uçar, E.U. Çokgör, D. Orhon, Extent of endogenous decay and microbial activity in aerobic stabilization of biological sludge. Desalin. Water Treat., 52 (2013) 6356–6362.
E. Metcalf, H. Eddy, Wastewater engineering: treatment and reuse, 2003.
Y. Wu, X. Huang, X. Wen, F. Chen, Function of dynamic membrane in self-forming dynamic membrane coupled bioreactor. Water Sci. Technol., 51 (2005) 107–14.
J. DeCarolis, S. Adham, W.R. Pearce, Z. Hirani, S. Lacy, R. Stephenson, Cost trends of MBR systems for municipal wastewater treatment. içinde: WEFTEC 2007, Water Environment Federation, 2007: ss. 3407–3418.
S. Martín-Rilo, R.N. Coimbra, J. Martín-Villacorta, M. Otero, Treatment of dairy industry wastewater by oxygen injection: performance and outlay parameters from the full scale implementation. J. Clean. Prod., 86 (2015) 15–23.
R.O. Cristóvão, C.M. Botelho, R.J.E. Martins, J.M. Loureiro, R.A.R. Boaventura, Fish canning industry wastewater treatment for water reuse–a case study. J. Clean. Prod., 87 (2015) 603–612.
R. Ahmad, W. Ishaque, M. Khan, U. Ashraf, M.A. Riaz, S. Ghulam, A. Ahmad, M. Rizwan, S. Ali, S. Alkahtani, Relief role of lysine chelated zinc (Zn) on 6-week-old maize plants under tannery wastewater irrigation stress. Int. J. Environ. Res. Public Health, 17 (2020) 5161.

A.I. Jamrah, Assessment of characteristics and biological treatment technologies of Jordanian wastewater. Bioprocess Eng., 21 (1999) 331–340.
M.F. Colmenarejo, A. Rubio, E. Sanchez, J. Vicente, M.G. Garcia, R. Borja, Evaluation of municipal wastewater treatment plants with different technologies at Las Rozas, Madrid (Spain). J. Environ. Manage., 81 (2006) 399–404.
A. Masłoń, Analysis of energy consumption at the Rzeszów Wastewater Treatment Plant. içinde: E3S Web Conf., EDP Sciences, 2017: s. 115.
G.U. Semblante, F.I. Hai, H. Bustamante, W.E. Price, L.D. Nghiem, Effects of sludge retention time on oxic-settling-anoxic process performance: biosolids reduction and dewatering properties. Bioresour. Technol., 218 (2016) 1187–1194.
M. Majewsky, T. Gallé, V. Yargeau, K. Fischer, Active heterotrophic biomass and sludge retention time (SRT) as determining factors for biodegradation kinetics of pharmaceuticals in activated sludge. Bioresour. Technol., 102 (2011) 7415–7421.
J. Ruiz, Z. Arbib, P.D. Álvarez-Díaz, C. Garrido-Pérez, J. Barragán, J.A. Perales, Influence of light presence and biomass concentration on nutrient kinetic removal from urban wastewater by Scenedesmus obliquus. J. Biotechnol., 178 (2014) 32–37.
K.J. Daye, J.C. Groff, A.C. Kirpekar, R. Mazumder, High efficiency degradation of tetrahydrofuran (THF) using a membrane bioreactor: identification of THF-degrading cultures of Pseudonocardia sp strain M1 and Rhodococcus ruber isolate M2, J. Ind. Microbiol. Biotechnol., 30 (2003) 705–714.
V. Oyanedel, J.M. Garrido, J.M. Lema, R. Méndez, A membrane assisted hybrid bioreactor for the post treatment of an anaerobic effluent from a fish canning factory. Water Sci. Technol., 48 (2003) 301–309.
F. Hammes, N. Boon, M. Vital, P. Ross, A. Magic-Knezev, M. Dignum, Bacterial colonization of pellet softening reactors used during drinking water treatment. Appl. Environ. Microbiol., 77 (2011) 1041–1048.
J. Huang, B. Hankamer, J. Yarnold, Design scenarios of outdoor arrayed cylindrical photobioreactors for microalgae cultivation considering solar radiation and temperature. Algal Res., 41 (2019) 101515.
G.A. Ekama, The role and control of sludge age in biological nutrient removal activated sludge systems. Water Sci. Technol., 61 (2010) 1645–1652.
P. Guimaraes, H.N.S. Melo, P.F.F. Cavalcanti, A.C. Van Haandel, Anaerobic–aerobic sewage treatment using the combination UASB-SBR activated sludge. J. Environ. Sci. Heal. Part A, 38 (2003) 2633–2641.
Y. Ma, Y. Peng, S. Wang, New automatic control strategies for sludge recycling and wastage for the optimum operation of predenitrification processes. J. Chem. Technol. Biotechnol. Int. Res. Process. Environ. Clean Technol., 81 (2006) 41–47.
G.U. Semblante, F.I. Hai, H.H. Ngo, W. Guo, S.-J. You, W.E. Price, L.D. Nghiem, Sludge cycling between aerobic, anoxic and anaerobic regimes to reduce sludge production during wastewater treatment: Performance, mechanisms, and implications. Bioresour. Technol., 155 (2014) 395–409.
R. Kaegi, A. Voegelin, B. Sinnet, S. Zuleeg, H. Hagendorfer, M. Burkhardt, H. Siegrist, Behavior of metallic silver nanoparticles in a pilot wastewater treatment plant. Environ. Sci. Technol., 45 (2011) 3902–3908.
Y. Wei, R.T. Van Houten, A.R. Borger, D.H. Eikelboom, Y. Fan, Minimization of excess sludge production for biological wastewater treatment. Water Res., 37 (2003) 4453–4467.
M. Hörsing, A. Ledin, R. Grabic, J. Fick, M. Tysklind, J. la Cour Jansen, H.R. Andersen, Determination of sorption of seventy-five pharmaceuticals in sewage sludge. Water Res., 45 (2011) 4470–4482.
G.-H. Yu, P.-J. He, L.-M. Shao, P.-P. He, Stratification structure of sludge flocs with implications to dewaterability. Environ. Sci. Technol., 42 (2008) 7944–7949.
E. Liwarska-Bizukojc, Application of image analysis techniques in activated sludge wastewater treatment processes. Biotechnol. Lett., 27 (2005) 1427–1433.
C. Zhang, Y. Qin, Q. Xu, X. Liu, Y. Liu, B.-J. Ni, Q. Yang, D. Wang, X. Li, Q. Wang, Free ammonia-based pretreatment promotes short-chain fatty acid production from waste activated sludge. ACS Sustain. Chem. Eng., 6 (2018) 9120–9129.
H.D. Stensel, D.L. Ke, P.L. Dold, R. Jones, C. Bye, H. Melcer, Methods for measuring nitrifier maximum specific growth rate: crucial for plant capacity rating. içinde: WEFTEC 2002, Water Environment Federation, 2002: ss. 299–323.
O. Bernard, B. Rémond, Validation of a simple model accounting for light and temperature effect on microalgal growth. Bioresour. Technol., 123 (2012) 520–527.
S.L. Dos Santos, A. Van Haandel, S.R. Morais Chaves, Influence of temperature on the performance of anaerobic treatment systems of municipal wastewater. Water Sa, 44 (2018) 211–222.
A. Yurtsever, E. Sahinkaya, Ö. Aktaş, D. Uçar, Ö. Çınar, Z. Wang, Performances of anaerobic and aerobic membrane bioreactors for the treatment of synthetic textile wastewater. Bioresour. Technol., 192 (2015) 564–573.
D. Ucar, E. Sahinkaya, T. Yilmaz, Y. Cakmak, Simultaneous nitrate and perchlorate reduction in an elemental sulfur-based denitrifying membrane bioreactor. Int. Biodeterior. Biodegrad., 144 (2019) 104741.
E. Sahinkaya, A. Yurtsever, Ö. Aktaş, D. Ucar, Z. Wang, Sulfur-based autotrophic denitrification of drinking water using a membrane bioreactor. Chem. Eng. J., 268 (2015) 180–186.
F. Ye, Y. Ye, Y. Li, Effect of C/N ratio on extracellular polymeric substances (EPS) and physicochemical properties of activated sludge flocs. J. Hazard. Mater., 188 (2011) 37–43.
D. Ucar, T. Yilmaz, F. Di, G. Esposito, E. Sahinkaya, Comparison of biogenic and chemical sulfur as electron donors for autotrophic denitrifi cation in sulfur-fed membrane bioreactor (SMBR). Bioresour. Technol., 299 (2020) 122574.
G. Asik, T. Yilmaz, F. Di Capua, D. Ucar, G. Esposito, E. Sahinkaya, Sequential sulfur-based denitrification/denitritation and nanofiltration processes for drinking water treatment. J. Environ. Manage., 295 (2021) 113083.
S. Knoop, S. Kunst, Influence of temperature and sludge loading on activated sludge settling, especially on Microthrix parvicella. Water Sci. Technol., 37 (1998) 27–35.
P. Xu, Z. Zhou, H. Shi, Z. Geng, Anisotropic phase stretch transform-based algorithm for segmentation of activated sludge phase-contrast microscopic image. IEEE Access, 10 (2022) 39518–39532.
K. Trzciński, M. Zielińska, Challenges and development directions of membrane bioreactors operated on passenger ships in international shipping, Acta Univ. Lodz. Folia Biol. Oecologica, 17 (2021) 42–47.

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Hydrology (Other)

Journal Section

Research Article

Authors

Gülayşe Özkaymak This is me
0000-0001-7213-9405
Türkiye

Arailym Tazhıeva This is me
0009-0008-4204-3267
Türkiye

Burkay Barca This is me
0000-0002-2784-0355
Türkiye

Büşra Aktaş This is me
0009-0006-8159-9706
Türkiye

Ebru Acar
0000-0002-3545-8770
Türkiye

Miray Zeybek
0009-0005-0751-1203
Türkiye

Yonca Varol
0009-0006-9286-9062
Türkiye

Zelal Şener
0000-0002-4350-9902
Türkiye

Tuba Çoban ^*
0009-0004-3945-5771
Türkiye

Early Pub Date

April 30, 2024

Publication Date

April 30, 2024

Submission Date

March 18, 2024

Acceptance Date

April 6, 2024

Published in Issue

Year 2024 Volume: 9 Number: 1

DOI

https://doi.org/10.46578/humder.1453594

IZ

https://izlik.org/JA63RA42BM

Cite

RIS / Bibtex

APA

Özkaymak, G., Tazhıeva, A., Barca, B., Aktaş, B., Acar, E., Zeybek, M., Varol, Y., Şener, Z., & Çoban, T. (2024). Aktif Çamur Ünitelerinde Artan Organik Yük Karşısında Reaktör Hacmini Arttırmadan Uygulanabilecek Stratejiler. Harran Üniversitesi Mühendislik Dergisi, 9(1), 39-49. https://doi.org/10.46578/humder.1453594

AMA

1.Özkaymak G, Tazhıeva A, Barca B, et al. Aktif Çamur Ünitelerinde Artan Organik Yük Karşısında Reaktör Hacmini Arttırmadan Uygulanabilecek Stratejiler. Harran Üniversitesi Mühendislik Dergisi. 2024;9(1):39-49. doi:10.46578/humder.1453594

Chicago

Özkaymak, Gülayşe, Arailym Tazhıeva, Burkay Barca, et al. 2024. “Aktif Çamur Ünitelerinde Artan Organik Yük Karşısında Reaktör Hacmini Arttırmadan Uygulanabilecek Stratejiler”. Harran Üniversitesi Mühendislik Dergisi 9 (1): 39-49. https://doi.org/10.46578/humder.1453594.

EndNote

Özkaymak G, Tazhıeva A, Barca B, Aktaş B, Acar E, Zeybek M, Varol Y, Şener Z, Çoban T (April 1, 2024) Aktif Çamur Ünitelerinde Artan Organik Yük Karşısında Reaktör Hacmini Arttırmadan Uygulanabilecek Stratejiler. Harran Üniversitesi Mühendislik Dergisi 9 1 39–49.

IEEE

[1]G. Özkaymak et al., “Aktif Çamur Ünitelerinde Artan Organik Yük Karşısında Reaktör Hacmini Arttırmadan Uygulanabilecek Stratejiler”, Harran Üniversitesi Mühendislik Dergisi, vol. 9, no. 1, pp. 39–49, Apr. 2024, doi: 10.46578/humder.1453594.

ISNAD

Özkaymak, Gülayşe - Tazhıeva, Arailym - Barca, Burkay - Aktaş, Büşra - Acar, Ebru - Zeybek, Miray - Varol, Yonca - Şener, Zelal - Çoban, Tuba. “Aktif Çamur Ünitelerinde Artan Organik Yük Karşısında Reaktör Hacmini Arttırmadan Uygulanabilecek Stratejiler”. Harran Üniversitesi Mühendislik Dergisi 9/1 (April 1, 2024): 39-49. https://doi.org/10.46578/humder.1453594.

JAMA

1.Özkaymak G, Tazhıeva A, Barca B, Aktaş B, Acar E, Zeybek M, Varol Y, Şener Z, Çoban T. Aktif Çamur Ünitelerinde Artan Organik Yük Karşısında Reaktör Hacmini Arttırmadan Uygulanabilecek Stratejiler. Harran Üniversitesi Mühendislik Dergisi. 2024;9:39–49.

MLA

Özkaymak, Gülayşe, et al. “Aktif Çamur Ünitelerinde Artan Organik Yük Karşısında Reaktör Hacmini Arttırmadan Uygulanabilecek Stratejiler”. Harran Üniversitesi Mühendislik Dergisi, vol. 9, no. 1, Apr. 2024, pp. 39-49, doi:10.46578/humder.1453594.

Vancouver

1.Gülayşe Özkaymak, Arailym Tazhıeva, Burkay Barca, Büşra Aktaş, Ebru Acar, Miray Zeybek, Yonca Varol, Zelal Şener, Tuba Çoban. Aktif Çamur Ünitelerinde Artan Organik Yük Karşısında Reaktör Hacmini Arttırmadan Uygulanabilecek Stratejiler. Harran Üniversitesi Mühendislik Dergisi. 2024 Apr. 1;9(1):39-4. doi:10.46578/humder.1453594