Tez Arşivi

Hakkımızda

Tez aramanızı kolaylaştıracak arama motoru. Yazar, danışman, başlık ve özete göre tezleri arayabilirsiniz.


İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Anabilim Dalı

Afyon alkaloidleri endüstrisi atıksularının anaerobik arıtılması

Anaerobic treatment of the opium alkaloid industry wastewater

Teze Git (tez.yok.gov.tr)

Bu tezin tam metni bu sitede bulunmamaktadır. Teze erişmek için tıklayın. Eğer tez bulunamazsa, YÖK Tez Merkezi tarama bölümünde 143019 tez numarasıyla arayabilirsiniz.

Özet:

Yüksek KOİ (Kimyasal Oksijen İhtiyacı), düşük pH ve koyu renk ile karakterize edilen afyon alkaloidleri endüstrisi atıksulan bu özellikleri nedeniyle önemli çevre problemlerine yol açmaktadır. Bu endüstri atıksularmm yüzeysel sulara deşarjı su kaynakların kirlenmesine neden olmaktadır. Dolayısıyla, afyon alkaloidleri endüstrisi atıksularmm çevre korunması açısından arıtılmaları gerekmektedir. Ülkemizde bu endüstriye örnek olarak, Afyon-Bolvadin'de kurulu olan Toprak Mahsûlleri Ofisi (TMO) Afyon Alkaloidleri Fabrikası mevcuttur. Bu fabrikanın mevcut atıksu arıtma tesisi iki kademeli aktif çamur prosesi olarak kurulmuştur. Ancak, tesis çıkış sularında "Su Ürünleri Yönetmeliği"indeki yüzeysel sulara deşarj standartları sağlanamamaktadır. Afyon alkaloidleri endüstrisi atıksulan çok yüksek orada organik madde içerdikleri için aerobik arıtma öncesi ön arıtma uygulanması gerekmektedir. Literatürde biyolojik olarak antılabilecek atıksular için çeşitli yöntemler tanımlanmaktadır. Bunlardan, aktif çamur yöntemi enerji gereksinimleri ve işletme maliyetleri yüksek olmasma rağmen endüstriyel atıksulann arıtılmasında aktif çamur sistemleri yaygın ve etkin şekilde kmlanılmaktadır. Arıtma maliyetleri özellikle çamur susuzlaştırma ve uzaklaştırma işlemlerinden kaynaklanmaktadır. Yüksek maliyette olması bu sistemlere alternatif olarak anaerobik sistemleri geliştirmiştir ve anaerobik arıtma sistemleri birçok ülkede son yıllarda yaygın olarak kullamlmaktadu'. Bu çalışmanın amacı, afyon alkaloidleri endüstrisi atıksularmm anaerobik olarak arıtılabilirliğini araştırmaktır. Birçok anaerobik proses arasında Havasız Çamur Yataklı Reaktör (HÇYR), endüstriyel atıksulann antılmasında en yaygın kullanılan yöntem olduğu için deneysel çalışmalar laboratuvar ölçekli bir HÇYR' de yürütülmüştür. Tez başlıca, aşağıdaki sekiz bölümü içermektedir: Birinci bölümde, konunun anlam ve önemi ile çalışmanın amaç ve kapsamı açıklanmıştır. İkinci ve üçüncü bölümlerde, anaerobik antmamn mikrobiyolojisi ve mikrobiyal reaksiyon kinetiği temelleriyle ve uygulamalanyla açıklanmıştır. Dördüncü bölümde, afyon alkaloid endüstrisi ve bu endüstrinin atıksu karakterizasyonu hakkında bilgi verilmiştir. Beşinci bölümde, çalışmada kullanılan deney ve analiz teknikleri açıklanmıştır. Altmcı bölümde, kullanılan atıksuyun karakterizasyonu ve deneysel çalışma sonuçlan açıklanmıştır.Yedinci bölümde, kinetik modelleme çalışmaları açıklanmış ve elde edilen sonuçlar tartışılmıştır. Sekizinci bölümde, deneysel çalışma sonuçlan değerlendirilmiş ve ileriye dönük önerilerde bulunulmuştur. Afyon alkaloidleri endüstrisi atıksulanmn laboratuvar ölçekli HÇYR'de antılabilirliğinin araştırılmasında KOÎ giderimleri esas alınmıştır. Anaerobik reaktör mezofilik şartlarda 3,75 ile 10 kgKOİ/m3-gün arasmda çeşitli organik yüklerde çalıştırılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, HÇYR çıkış suyunda 5 kgKOİ/m3- gün'lük organik yükte %87 KOİ giderimi sağlanmıştır. Çalışmada ayrıca, reaktörde oluşan biyogazdaki metan oranının %72 olduğu saptanmıştır. Kinetik modelleme çalışmasında, elde edilen deneysel verilere lineerleştirilmiş ikinci derece kinetik model ile Chen ve Hashimoto metan fermantasyon modeli uygulanmıştır. Kinetik model uygulamaları sonucunda, tahmini ve gözlenen çıkış KOİ konsantrasyonları arasmda yüksek derecede uyum gözlenmiştir. Sonuç olarak, bu çalışma anaerobik ön arıtmanın alkaloid endüstrisinin mevcut aerobik sisteminin geliştirilmesinde uygun bir ön arıtma seçeneği olduğunu göstermektedir.

Summary:

Effluents of the opium alkaloid industry characterized by high COD, low pH and dark color, may cause serious environmental problems. The discharge of the industrial effluents into surface waters causes pollution. Therefore, opium alkaloid industry effluents should be treated for the protection of the environment. Agricultural Products Office Opium Alkaloid Industry located in Afyon-Bolvadin can be given as an example in our country. The existing treatment plant of this industry consists of two-stage biological activated sludge process. However, the discharge standards of "Aquatic Products Regulations" cannot be met in the effluent. Since Agricultural Products Office Opium Alkaloid Industry effluents contain very high concentrations of organic matter, pretreatment is required prior to aerobic treatment. Different applications are referred in literature for the wastewaters that can be treated biologically. Although they require high energy and operational costs, activated sludge processes have been effectively and widely used for the treatment of industrial wastewaters. Especially the sludge dewatering and final disposal operations increase the operational costs. Thus, anaerobic treatment technologies have gained importance in many countries recently. The aim of this study was to investigate the anaerobic treatability of the process effluents produced from an opium alkaloid industry. Since the Up-flow Anaerobic Sludge Blanket Reactors (UASBR) are the most widely used processes among several anaerobic processes for the treatment of industrial wastewaters a lab-scale UASBR is used for investigating the anaerobic treatability in this study. This report consists of the following eight chapters: In the first chapter, the importance of the subject and the general objectives of the study are explained. In the second and the third chapters, the principles and the applications of the microbiology and the microbial reaction kinetics of anaerobic treatment are described. In the fourth chapter, the information about the opium alkaloid industry and its wastewater characterization are given. In the fifth chapter, the experimental techniques used in this study are explained. In the sixth chapter, the wastewater of the opium alkaloid industry used in this thesis characterized and the results of the experimental studies are given. In the seventh chapter, the data are used for a kinetic modelling study and the results are discussed.In the eight chapter, the experimental results are evaluated and some suggestions are made. Anaerobic treatatibility study of opium alkaloid industry effluents by the lab-scale UASBR is based on COD removals. The UASBR operates at different organic loading rates varying from 3,75 to 10 kgCOD/m3-day at mesophilic condition. The results show that 87% COD removals can be obtained at an organic loading rate of 5 kgCOD/m3-day. In addition, the methane (CH4) content in the total biogas produced from UASBR is determined about 72%. In the kinetic modelling study, linearilized second order kinetic model and C^en&Hashimoto methane fermentation model are applied to the experimental data. The results of the modelling studies indicate that there is an excellent correlation between the observed and the predicted COD concentrations of the effluent. Consequently, the study indicates that anaerobic pre-treatment is an appropriate treatment option for improving the existing full-scale activated sludge system in the present industry in Afyon-Bolvadin.