Organize sanayi bölgesi atıksularının membran biyoreaktörlerle arıtılması: KOSB için ilk sonuçlar

Öz

Organize Sanayi Bölgelerinin (OSB’ler) atıksu arıtma sorunu, çoğunlukla alıcı ortama deşarj standartlarını sağlayan geleneksel bir biyolojik atıksu arıtma tesisinin işletmeye alınmasıyla çözülmektedir. Ancak, alıcı ortamların artan kirlilik yükleri, havza bazlı yönetim hedefleri ve su kaynaklarının kısıtlı olmasından dolayı yeni çözümlere ihtiyaç duyulmaktadır. Membran biyoreaktörler (MBR), geleneksel arıtma sistemlerine göre avantajlı olması ve gün geçtikçe azalan maliyetlerinden dolayı daha tercih edilir hale gelmektedir. Bu çalışmada, batık aerobik membran biyoreaktör kullanılarak Kayseri OSB atıksu arıtma tesisi ön çöktürme çıkış suyunun 2 farklı membran türü ile arıtma performansı incelenmiştir. Bu amaçla ön çalışmalar yapılmış olup; membran tıkanması, çamur yaşının sağlanması, akının ve hidrolik bekletme sürelerinin membran işletimine etkileri incelenmiştir. Ayrıca, modül boyutunun membran tıkanmasıyla ilişkisi ortaya konmuştur. MBR sistemi veri tabanlı kontrol ve izleme sistemiyle sürekli izlenmekte olup ayrıca giriş ve çıkış temel parametreleri incelenmiştir. Yapılan tüm analizler standart yöntemlere göre yapılmıştır. Yapılan ön çalışmalarda sistem, reaktörde istenen askıda katı madde (MLSS) konsantrasyonuna ve giderim verimine ulaşması için sürekli olarak izlenmiştir. Bu süreçte MLSS konsantrasyonunun zamanla arttığı ancak düşük akılarda artışın devam etmediği gözlenmiştir. MLSS artışı ve çamur yaşının sağlanması için sistemin daha yüksek akılarda çalışması ve sistemden teorik olarak atılması gereken miktarda çamurun atılması gerektiği görülmüştür. Ancak, bu aşamada sistemde kullanılan modül boyutunun gerekli akıyı tıkanmadan dolayı sağlayamadığı görülmüştür. Sonuç olarak, MBR sistemi için düşük transmembran basıncı (TMP) ve membran tıkanmasının önüne geçilmesi ile istenen akı, çamur yaşı, modül alanı ve membran türleri belirlenerek sistem optimize edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

• OSB,Atıksu,MBR,Yeniden kullanım

Treatment of organized industrial zone wastewater by MBR: First results for KOIZ

Abstract

Organized industrial zones (OIZs) in Turkey solve their wastewater problems by collecting and treating the wastewater using some traditional methods (mostly biological) to achieve discharge standards. However, new solutions for water reclamations are needed for the limited water sources, increasing pollution loads to the receiving environments and water basins. Membrane bioreactors (MBRs) have recently become more preferable due to their advantages over the conventional treatment methods by their decreasing investment and operational costs. In this study, the treatment performance of a submerged aerobic MBR is investigated by two different membrane materials using the influent wastewater from the primary sedimentation tank of Kayseri OIZ. For this purpose, pre-studies were done to ensure the sludge retention time (SRT), to examine membrane fouling profile, along with optimizing the flux and the hydraulic retention time (HRT). The relationships between membrane fouling and the module size were also revealed. The MBR system is fully automated with a data control system and its main operational parameters including input and output were continuously monitored. All analyses were performed according to the Standard Methods. In pre-studies, the system was continuously monitored to achieve the desired mixed liquor suspended solids (MLSS) concentrations and removal efficiencies. During this period of time, it was observed that the MLSS concentrations were increased continuously; however, this increase stopped at the low flux and the feed concentrations. So, to increase the MLSS concentration and to provide the SRT, the system must be operated at higher flux and necessary amount of the sludge calculated theoretically must be wasted. However, in this stage, the module size of the system cannot provide the flux due to clogging. As a result, this MBR system was optimized by determining the optimum membrane area, flux and SRT with the lowest membrane fouling and transmembrane pressure (TMP) increase.

Keywords

• OIZ,Wastewater,MBR,Reuse

Kaynakça

1. O.S.B. Sitesi. Organize Sanayi Bölgeleri 2016; Available from: https://osbbs.sanayi.gov.tr/citylist.aspx. (23.06.2016)
2. Anonymous. “Kayseri organize sanayi bölgesi atıksu arıtma tesisi”. Su ve Çevre Teknolojileri, 10(73), 36-42, 2014.
3. Judd S. “The status of industrial and municipal effluent treatment with membrane bioreactor technology”. Chemical Engineering Journal, 305, 37-45, 2015.
4. Yiğit NÖ. Membran Biyoreaktörü ile (Mbr) Evsel Atıksu Arıtımı. Doktora Tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi, Isparta, Türkiye, 2007.
5. Şahinkaya E. “Membran Biyoreaktörler: Uygulama Alanlari, Son Gelişmeler ve Araştırma Gereken Alanlar”. İstanbul Medeniyet Üniversitesi,1-43, 2014.
6. Mutamim NSA, Noor ZZ, Hassan MAA, Olsson G. “Application of membrane bioreactor technology in treating high strength industrial wastewater: a performance review”. Desalination, 305, 1-11, 2012.
7. Mutamim NSA, Noor ZZ, Hassan MAA, Yuniarto A, Olsson G. “Membrane bioreactor: applications and limitations in treating high strength industrial wastewater”. Chemical Engineering Journal, 225, 109-119, 2013.
8. Wisniewski, C. “Membrane bioreactor for water reuse.” Desalination, 203(1), 15-19, 2007.

9. Farias EL, Howe KJ, Thomson BM. “Effect of membrane bioreactor solids retention time on reverse osmosis membrane fouling for wastewater reuse”. Water Research, 49, 53-61, 2014.
10. Judd S. The MBR Book: Principles And Applications Of Membrane Bioreactors For Water And Wastewater Treatment. Editors: Judd S, Judd C. Case Studies, 359-455, Butterworth-Heinemann, German, Elsevier; 2010.
11. Radjenović J, Matošić M, Mijatović I, Petrović M, Barceló D. “Membrane bioreactor (MBR) as an advanced wastewater treatment technology. Emerging Contaminants from Industrial and Municipal Waste”. Springer Berlin Heideberg, 37-101, 2008.
12. Üstün GE, Solmaz SKA. “Bir organize sanayi bölgesi atıksu arıtma tesisinden çıkan atıksuların tarımsal amaçlı sulama suyu olarak yeniden kullanılabilirliğinin araştırılması”. Ekoloji, 15, 55-61 2007.
13. Ahmed Z, Cho J, Lim BR, Song KG, Ahn KH. “Effects of sludge retention time on membrane fouling and microbial community structure in a membrane bioreactor”. Journal of Membrane Science, 287(2), 211-218, 2007.
14. Sabia G, Ferraris M, Spagni A. “Effect of solid retention time on sludge filterability and biomass activity: Long-term experiment on a pilot-scale membrane bioreactor treating municipal wastewater”. Chemical Engineering Journal, 221, 176-184, 2013.