Kaynağında Ayrılmış İnsan İdrarından Nutrientlerin Geri Kazanılması

Abstract

Evsel atıksuyun en önemli nutrient kaynağı insan idrarıdır. İnsan idrarındaki nutrientlerin geri kazanılarak tarımsal alanlara uygulanmasıyla, ticari mineral gübrelere duyulan ihtiyaç azalacaktır. Bu tez, kaynağında ayrılmış insan idrarının depolanması ve uygulanması sırasında karşılaşılan zorlukları aşmak için idrardan nutrientlerin geri kazanılmasını hedefleyen araştırmayı içermektedir. Bu amaçla, idrardaki nutrientlerin katı forma dönüştürülmesi için iki yöntem kullanılmıştır. İlk yöntem azot, fosfor ve potasyum gibi nutrientlerin çöktürme prosesi ile geri kazanılmasıdır. Bu hedefi gerçekleştirebilmek için taze ve bekletilmiş idrardan magnezyum amonyum fosfat çöktürülerek proses şartlarının çöktürme verimi üzerine etkisi araştırılmıştır. İkinci yöntemde ise depolanmış idrardaki amonyak hava ile sıyrılmış ve sülfürik asit çözeltisi içine absorplanmıştır. Elde edilen çözelti evapore edilerek amonyum sülfat kristallendirilmiştir. Yapılan araştırmalar sonucunda, magnezyum amonyum fosfat çöktürmesinin ve sıyırma/absorpsiyon operasyonlarının, mevcut kaynağında ayırma sistemlerine uygulanabilir olduğu ve uygulamada karşılaşılan zorlukları azaltabileceği gösterilmiştir.

Human urine is the most important nutrient source of household wastewater. If the urinary nutrients are recycled to agricultural farmlands, the need for commercial mineral fertilizers will decrease. This thesis comprises a research of nutrient recovery from urine in order to overcome the difficulties related with the storage and spreading of source-separated human urine. With this aim, two methods were used for transforming the urinary nutrients into solid materials. First method aimed to recover the nutrients such as nitrogen, phosphorus and potassium by precipitation process. To achieve this target, magnesium ammonium phosphate was precipitated from both fresh and stored urine and the effect of process conditions on precipitation efficiency was investigated. Stripping and absorption operations were introduced as a second method for the recovery of urinary ammonia, where the ammonia was stripped with air and bubbled in sulphuric acid. Resultant solution was evaporated to dryness to crystallize ammonium sulphate. This research reveals that struvite precipitation process and stripping/ absorption operations are both applicable to existing source-separation systems.