Endüstriyel Atıksular İçin Anaerobik Arıtma Model Yaklaşımı: Örnek Çalışma Anadolu Efes Atıku Arıtma Tesisinin Modellemesi

Abstract

Her geçen gün, yönetmeliklere bağlı olarak yeni bir atıksu arıtma tesisi yatırımı yapılmaktadır. Ayrıca, bu tesislerin doğru ve verimli işletilmesi de bu yatırımlarla giderek büyüyen bir sorundur. Bu nedenle, işletme koşullarına yardımcı olmak ve kontrol etmek için arıtma tesisinin modelleri gibi yardımcı araçlara ihtiyaç vardır. Bu modeller, sistem için işletmeyi ve kontrol stratejilerini formüle edebilir. İyi stratejiler, işletme maliyetlerini azaltacak, proses kararlılığını geliştirecek ve arıtma verimliliğini arttıracaktır. Bu tezde, anaerobik atıksu arıtma tesisleri için yeni bir model geliştirilmiş, kararlı durum ve dinamik koşullarda bira endüstrisi anaerobik atıksu arıtma tesisi için simule edilmiştir. Bu modelde, tek bir hidroliz prosesi ve son ürünü dahil edilmiştir. Son ürün olarak, ideal bir karbonhidrat olan “glukoz” seçilmiştir. Glukoz substratına bağlı olarak, bu model tüm biyokimyasal prosesleri (hidroliz, asidojenik, acetat oluşumu ve methan oluşumu prosesleri), fiziko kimyasal (sıvı-sıvı geçiş prosesi ve sıvı-gaz transferi) prosesler ve biyogaz bileşenlerinin sıyrılması diye tanımlanan bir prosesi içermektedir. Aynı zamanda bu modelde, bira atıksuyu için, bütirat ve bütrik asit ihmal edilmiş ve UYA olarak asetat ve propiyonat dikkate alınmıştır. Model sonuçları, tesisin mevcut işletme şartları ile karşılaştırılmış ve gerçek işletme koşullarının ne olması ile ilgili ana bir fikir elde edilebilir. Aynı zamanda EGSB reaktörü kullanılarak, bira endüstrisi atıksuyuna özgün parametreler bulunmuştur. Bu çalışmadan sonra, bu modelin ASM modellerine direk olarak entegrasyonun uygun olduğu söyleyebiliriz. Ayrıca bu model sadece çamur stabilizasyonunda kullanmak için değil, atıksu anaerobik arıtma prosesleri içinde kullanılabilir. Bu çalışma, başarılı bir şekilde bir atıksuyu dinamik simulasyonunda kullanılır. Bu çalışma ile gelecek çalışmalarda, stokiyometrisi ve diğer KOİ fraksiyonları (Bu, Va v.b) genişletilebilir ve diğer endüstrilerin anaerobik arıtma tesisleri için geliştirilebilir.

Everyday, a new wastewater treatment plant has been built and investments are made according to regulations. But also, correct and efficiently operation of the treatment plant is a growing problem with these investments. Therefore, some tools such as models of the treatement plants are needed for the supporting and controlling of the operation conditions. These models can formulate operational and control strategies for the system. Good strategies will reduce operating costs, improve process stability and enhance treatment efficiency. In this thesis, a new model was developed for anaerobic wastewater treatment plants and simulated for brewery anaerobic wastewater treatment plant under steady-state and dynamic conditions. In this model, a single hydrolysis process and end product were included. This end product was chosen to be the ideal carbohydrate as “glucose”. Based on substrate of glucose, the model includes all biochemical (hydrolysis, acidogenesis, acetogenesis and methanogenesis) processes, physico chemical (liquid-liquid process and liquid-gas transfer) processes and a process to describe the stripping of biogas components. Also, in this model butyrate and butyric acid are neglected and we considered acetate and propionate as VFA concentration for brewery wastewater. The results of model were evaluated with the exist operating conditions of the plant and we could have main idea about the real operation conditions what must be. Also unique parameter were found for brewery wastewater using EGSB reactor. After this work that we can say; this model is suitable for directly integration to ASM modeling. It is not only to use sludge stabilization also it can be used for wastewater anaerobic treatment processes. This study is succesfully implemented in the dynamic simulation for brewery wastewater. With this study in the future studies, the stoichiometry and other COD fractions (Bu, Va etc.) can be extended and it can be developed for other industries’s anaerobic wastewater treatment plant