Evsel Organik Katı Atıklar Ve Arıtma Tesisi Çamurlarının Birlikte Anaerobik Arıtımının Modellenmesi

Abstract

Bu çalışmanın temel amaçları, evsel organik katı atıkların modellenmesinde kullanılacak olan ADM1 modelinin bu tür atıkların modellenmesine uygunluğunun tespit edilmesi ve tesis bazlı modelleme yaklaşımıyla Aktif Çamur Modeli No.1 (ASM1) – Anaerobik Bozunma Modeli No.1 (ADM1) arayüzünün evsel organik katı atık (EOKA) ve atık aktif çamurun birlikte artımı için uygulanmasıdır. EOKA ve atıksu arıtma tesisi çamurlarının birlikte anaerobik arıtmının modellenmesi çalışması, 5 aşama halinde yürütülmüştür. Bunlar; evsel organik katı atıkların anaerobik arıtımının modellenmesi, tesis bazlı modelleme kapsamında ASM1-ADM1 arayüzünün uygulanması ve tesis bazlı modelleme kapsamında ASM1-ADM1 arayüzü ile birlikte atık aktif çamur ve EOKA’nın birlikte arıtımının modellenmesi, birincil çamurun anaerobik çürütümünün modellenmesi (Kayseri Atıksu Arıtma Tesisi Anaerobik çürütücüsünün modellenmesi) ve birincil çamur ile EOKA’nın birlikte arıtımının modellenmesi çalışmalarıdır. ADM1 modeli kaynağında ayrılmış (KA-EOKA) ve mekanik olarak ayrılmış evsel organik katı atıkların (MA-EOKA) termofilik anaerobik arıtımına uygulanmış ve literatürle uyumlu sonuçlar elde edilmiştir. Çalışma esnasında, ASM1 ve ADM1’in birleştirilmesinde kullanılan arayüzde bazı belirsizlikler saptanmıştır. ASM1 ve ADM1 modelinin bir arayüz yardımı ile birleştirilmesi çalışmalarında özellikle arayüzden çıkan durum değişkenlerinin gerçek tesisteki çamuru ne ölçüde temsil edici olduğu tespit edilmelidir. Anaerobik reaktörün başarılı bir şekilde modellenebilmesi için aerobik reaktörden çıkan çamur ile model arayüzünden çıkan çamur mutlaka benzer karakterde olmalıdır. KA-EOKA ve arıtma tesisi çamurlarının birlikte arıtımı ile ilgili yürütülen modelleme çalışmalarında birlikte arıtımın anaerobik çamur çürütücülerin biyogaz potansiyelini oldukça arttırdığı saptanmıştır. Kayseri atıksu arıtma tesisinin anaerobik çürütücüsünün Ekim – Aralık dönemindeki performansı ADM1 modeli ile modellenmiş, kalibrasyon ve verifikasyon çalışmaları yürütülmüştür. Simülasyon sonuçları, gerçekteölçülen verilere oldukça uyumlu bulunmuştur.The aims of this study are to determine the implementabiliy of ADM1 for the modeling of organic fraction of municipal solid waste (OFMSW), and to implement Activated Sludge Model No.1 (ASM1) - Anaerobic digestion Model No.1 (ADM1) interface in a plant wide modeling manner on the codigestion of municipal solid waste and waste activated sludge. The modeling study of co-digestion of OFMSW and waste water treatment plant sludges was handeled in five parts. These are modeling the anaerobic digestion of OFMSW, implemention of ASM1-ADM1 interface, modelling of codigestion in plant-wide modeling concept, modeling the anaerobic digestion of primary sludge (modeling the anaerobic digester of Kayseri Wastewater Treatment Plant) and modeling the codigestion of primary sludge and OFMSW . The ADM1 model was implemented to the thermophilic anaerobic digestion of mechanically seperated (MS-OFMSW) and source seperated (SS-OFMSW) municipal solid waste and simulation results showed good agreement with the literature. During the study, it was determined that the interface that is used to integrate ASM1 and ADM1 has some uncertinities. When integrating ASM1 and ADM1 with the help of an interface, special care must be shown that the state variables converted by the interface represent the sludge in real plant in good agreement. In order to successfully model the anaerobic digester the sludge stream coming from the interface and the sludge coming to the real digester must be simillar. The modeling studies on co-digestion showed that the co-digestion can increase the biogas potential of anaerobic digesters. The performance of Kayseri Wastewater Teatment Plant’s anaerobic digester for October – December 2005 period was modeled with ADM1 and model calibration-verification was carried out. Simulation results showed good agreement with the measured data in the investigated plant.