İletişimde Kalın

Deney Raporları

Aktifkarbon Adsorpsiyonu, Aktifkarbon Kolon Testi Deney Raporu

Yayın Zamanı

8 yıl önce

tarih

Aktif Karbon

Aktif Karbonun Özellikleri :

Aktif Karbon, kil ve benzeri maddeler koku Tat veren maddeler tutulmak suretiyle giderilir. Aktif Karbon, Tat ve koku kontrolü için iyi bilinen ve çok eski bir tatbikatı olan tasfiye usulüdür. Önceden suların filtre edilmesinde mangal kömürü kullanılmıştır. Ancak bu kömür, aktif karbon değildir, adsorblama (tutma)kabiliyeti çok düşüktür. Bu sebepten dolayı günümüzde artık kullanılmamaktadır.

Aktif karbon ilk defa 1913 yılında A.B.D’de piyasaya sürülmüş fakat bir süre kullanılmamıştır.1930 yılında ilk defa Michigan’da taneli aktif karbonla filtre yapılmıştır. Bu filtreler işletme ve verim bakımından çok iyi bulunmuş, fakat sanayi atıkları ile kirlenmiş yüzey sularının toz şeklindeki aktif karbondan daha fazla verim elde edildiğinden taneli aktif karbonla teşkil edilmiş filtreler terk edilmiştir.Aktif karbonun toz şekli, istenilen dozajın daha iyi şekilde elde edilebilmesi ve tasfiyenin daha kolaylıkla yapılabilmesi bakımından üstünlüğe sahiptir.

Aktif karbon, ister taneli ister toz halinde kullanılsın fiziki bir tutma(adsorblama) şeklinde etki eder, kimyasal bir reaksiyon yapmaz. Gazları ve inorganik maddeleri hemen adsorbe eden karbon, koku ve tat kontrolünde  kullanılması esnasında organik maddeleri de tutar. Bundan dolayı karbon, oksidasyonla zararsız hale gelen, suya koku veren gazolin, kerosen gibi organik bileşiklerin uzaklaştırılmasında faydalıdır.

Su tasfiyesinde kullanılan karbonun yüzey alanı 500 ile 1500 m2/g arasında değişir.Suyu kirleten maddeler yüzey alanında tutulacağından, yüzey alanı giderme verimine tesir eder.Yüzey alanı yanında verime tesir eden bir diğer parametrede gözenek büyüklüğüdür. Gözenekler silindirik veya konik şekilde olabilir.Şekil 1.1 de aktif karbonun gözenek yapısı gösterilmiş. Gözeneklerin çap veya büyüklükleri, giderilecek kirleticilerin tanecik çaplarına uygun olmalıdır.

Yüzey alanı ve gözenek büyüklüğünden başka, tutulacak maddelerin cinsi, su sıcaklığı ve ph gibi bir çok parametre giderme verimine tesir etmektedir. Suyun sıcaklığı ne kadar düşükse o kadar iyi netice elde etmek mümkündür

  • Kolloid veya polimerik molekül
  • Adsorbe edilmiş büyük moleküller(deterjanlar, boyalar)
  • Adsorbe edilmiş küçük moleküller(solventler)

 

Şekil 1.1 Aktif Karbonun gözenek yapısı

Toz Şeklindeki Aktif Karbon:

            Aktif karbon toz halinde tatbik edilebilir veya karbon filtrelerinde filtre malzemesi olarak kullanılır. Toz halindeki tatbikatta; aktif karbon, tasfiye tesisinde filtrasyondan önce herhangi bir noktadan  suya verilebilir.Ancak tatbik noktasının seçiminde aşağıdaki hususlar hatırda tutulmalıdır.

  • Düşük Ph  değeri aktif karbon için daha uygundur.
  • Bazı kimyevi maddeler, özellikle yumaklaştırıcılar tarafından aktif yüzeyin kapatılmasına karşı tedbir alınmalıdır.
  • Eğer ön klorlama veya kırılma noktası klorlaması şeklinde bir klorlama yapılıyorsa; aktif karbon, kloru etkisiz hale getireceğinden, klor ilavesi ile aktif karbon ilavesinin arasında yeterli süre olmalıdır. Bu süre 20-30 dakika civarında alınabilir.

Granül Aktif Karbon İçeren Filtrelerde Arıtma :

Granül aktif karbonun içme suyu arıtımındaki uygulamaları yenidir.Daha ziyade atık suların arıtımında kullanılan bir işledir. Granül aktif karbon filtrelerde Tat ve koku oluşturan maddelerin  yanı sıra, organik kimyasal maddelerde uzaklaştırılmaktadır. Diğer önemli bir Uygulamada tehlikeli sentetik organik kimyasal maddelerin uzaklaştırılması ile biyolojik arıtmayı birlikte kullanımdır.

            Granül aktif karbonun kullanımındaki en önemli avantaj atık su kalitesindeki  salınımlar dan etkilenmemesidir. Filtre yataklarında  kullanılan aktif karbonun önemli özelliklerini şu şekilde sıralaya biliriz.

  • Karbon yaş olarak kullanılabilirliği ve yoğunluğu
  • Tanecik iriliği
  • Dağılımı ve şekli
  • Aşınmaya dayanıklılığı adsorbsiyon kinetiği ve aktif karbonun rejenerasyon imkanı

Granül aktif karbonun yaş ağırlığı 0,55g/ml’den daha azdır ve çoğunlukla 0,4 g/ml’dir. İyi bir aktif karbon %8 ‘den daha az yanmayan kül içermelidir.Granül aktif karbonun suya batırıldığında hidrate olması, tam ıslanması için birkaç saat gereklidir.Hidrate karbon, çeliğe karşı koroziftir ve yılda 5mm çeliği korozyona uğratır.Bu nedenle “paslanmaz çelik AISI 316” korozyona dayanıklı olduğundan tercih edilmesi ve epoxy, polivinilklorür gibi kaplama maddeleri ile tankların içinin kaplanması gerekir.Beton yüzeylerde herhangi bir problem ile karşılaşılmamıştır. Granül aktif karbonun naklinde ve sistemde olabilecek korozyonu önlemek üzere “hidrolik taşıma “ tercih edilir.Karbonun hidrolik taşınması için izin verilen derişim sınırı125/375 g/L’dir. 1m/s lineer hızın altında karbon çökelme eğilimindedir.2,5-3m/hızla taşındığında ise aktif karbon aşınır ve boru tahrip olur.

Granüle aktif karbonla ağır metal giderimi:

Çevresel ortamlarda ağır metallerin bulunuşu yasıyan türlere zararlı olup, bu ağır metallerin su ve atık sudan elimine edilmesi çok önemlidir.ağır metal uzaklaştırılması ıcınkullanılan bazı metotlar; kimyasal çöktürme, membran filtrasyonu ve adsorpsıyonu’dur.

Aktıf karbon sudakı bir çok organik maddenin uzaklaştırılması için etkili olabilen bir adsorbanttır. Sudan  inorganik maddelerin uzaklaştırılması için Aktıf karbon nadir kullanılmaktadır.Çeşitli Aktıf karbonlarla krom (6),kobalt (2),cıva (2),arsenik (5) ve kadmiyum (2) gibi inorganik metal iyonlarının ortamdan uzaklaştırılmasıyla ilgili araştırmalar yapılmıştır. Genel  olarak,inorganik türlerin adsorbsıyon şiddeti pH’la önemli derecede değişir..

Aktif karbon deney kolonu çok kademeli bir proses olarak dikkate alınmalıdır.Girişte aktif karbon ham su ile, kolonun sonunda ise arıtılmış su ile temas halindedir. Giriş ve çıkış arasında adsorblanan kirletici madde gradyanı, karbon tükendikçe aşağı doğru ilerler. Tasarım için göz önüne alınması gereken kriterler şunlardır

-LUB kriteri (kullanılmamış yatak uzunluğu)

-BDST kriteri (yatak derinliği hizmet süresi)

LUB Kriteri:

Solüt’ün filtre yatağında ilk geçdiği andaki toplam yatak uzunluğu;doymuş yatak uzunluğu Ls ve kullanılmış yatak uzunluğu LUB diye ikiye ayrılır.

Karbon adsorpsiyonu üniteleri türleri:

Tasarımda seçilecek karbon kolonları basınçlı yada gravite ile çalışan türde olabilir.kolonlar yukarı doğru akımlı veya aşağı doğru akımlı olarak çalıştırılabildiği gibi sabit yataklı ve akışkan yataklı da olabilmektedir. Yukarı  doğru akımlı kolonlarda atık su düşey olarak kolon boyunca yukarı doğru hareket eder. Karbon,organik maddeleri adsorblarken karbon partiküllerinin görünen yoğunluğu artar ve bu sayede daha ağır veya tükenmiş karbonun tabana veya atık su girişinin olduğu bölgeye doğru hareket sağlanır.Yukarı doğru akımlı kolonların çıkış suyunda aşağı doğru akımlı olanlara göre daha fazla karbon tanecikleri bulunur. Aşağı  doğru kolonlar genellikle seri halde çalıştırılan iki yada üç adet üniteden oluşurlar. Aşağı  doğru akımlı kolonların bir avantajı organik maddelerin adsorpsiyonu ile askıda katı maddelerin filtrasyonu proseslerinin birlikte yapılabilmesidir. Ancak  bu durumda filtrasyon ünitesinin elimine edilmesiyle aktif karbon kolonu filtre görevini de yapacağından belirli zaman aralıklarında geri yıkanması gerekecektir.

Sabit yataklı ve akışkan yataklı kolonlar:

Proses suyunun içinden geçirildiği çelik veya beton karbon temas yataklarının sabit olduğu kolonlar sabit yataklı karbon kolonlarıdır. Bu  tür kolonlarda eğer kalmışsa suda mevcut olan askıda katı maddeler üst tabakalarda tutulur. Bunların  kolonun alt tabakalarına inerek çıkış suyu ile birlikte kaçmaları söz konusu değildir. Akışkan  yataklı karbon kolonlarında karbon granülleri birbirlerinden ayrılarak genişleyebilen bir yatak oluştururlar. Bu  tür karbon kolonlarının en önemli avantajlarından bir kaçı;karbon yüzeylerinin daha sık havalandırılması ve daha az pompaj basıncı gerektirmesidir.

Boyutlandırma :

Karbon kolonlarının boyutlandırılmasındaki dört ana faktör; temas süresi, hidrolik yükleme hızı, karbon yatak derinliği ve karbon kolonları sayısıdır.

Temas süresi, aktif karbonun kolon içinde işgal ettiği hacim olarak kabul edilir ve 20-35  dakikalık süreler uygulamaya, atık su özelliklerine  ve istenilen çıkış suyu kalitesine bağlı olarak seçilebilir. Fizyokimyasal üniteler çıkışında uygulanan aktif karbon aktif karbon adsorbsiyonu prosesinde genellikle uygulanan temas süresi 30 dakikadır. Hidrolik yükleme hızlarının sabit yataklı kolonlarda 5-20m3/m2/saat iken akışkan yataklı kolonlarda 10-20 m3/m2/saat olarak seçilmesi tavsiye edilmektedir. İşletme anında karbon kolonu yatak derinliğinin her 0,30 m si için istenen basınç 7 kN/m2 olmalıdır.Karbon yatak derinliği, karbon temas süresine bağlı olarak 3m ile 12 m arasında değişebilmektedir. Tipik toplam karbon yatak derinlikleri 4,5 m ile 6 m arasında değişebilirken minimum karbon yatağı derinliği olarak 3 m verilmektedir. Geri yıkama esnasında karbon yatak genişlemesi veya akışkan yataklı işletme hali göz önüne alınarak karbon yatak kalınlığının %10-15 si kadar hava payı bırakılmalıdır.

Herhangi büyüklükte bir tesis için en az iki paralel karbon temas ünitesi tavsiye edilir. Kolonlardan biri bakıma alındığında veya tükenmiş karbonun rejenere edilmek üzere rejenerasyon fırınına gönderildiği durumda yeterli sayıda  karbon kolunu istenen çıkış suyu kalitesini sağlamak üzere bulunmalıdır.

Karbon kolonlarında biyolojik aktivitenin kontrolü :

Fizyokimyasal arıtmayı takip eden aktif karbon prosesinde, karbon kolonları H2S gazının oluşumu için uygun ortam sağlar. Sonuncu karbon kolonunda H2S gazının mevcudiyeti anaerobik şartların oluştuğunun ifadesidir.Bu durumda çıkış suyunda bozulma kaçınılmazdır. Aktif karbon kolonlarında anaerobik koşulların oluşmasına neden olan faktörler ;Yüksek BOI5 konsantrasyonları, karbon kolonlarında uzun temas süreleri ve arıtılması istenen sudaki düşük oksijen konsantrasyonlarıdır. Atık suda mevcut olabilecek  sülfatları indirgeyen bakteriler tarafından oluşturulan bu durumun engellenmesi için ; karbon kolonları öncesi atık sudaki biyokimyasal oksijen ihtiyacının uygun biyolojik arıtma yapılarak giderilmesi, çıkış suyundaki çözünmüş oksijen konsantrasyonlarına dayanarak karbon kolonlarında temas süresini azaltmak, kolonları daha sık aralıklarla geri yıkamak, karbon kolonu giriş suyunu klorlamak ve yukarı doğru akımlı akışkan yataklı kolonlarda ortamı aerobik halde tutmak için kolona hava veya hidrojen peroksit (H2O2) vermek gibi yöntemler önerilebilir.

Aktıf karbonun rejenerasyonu ve nakli:

Aktıf karbon, adsorplama yeteneğini kaybettiği anda tükenmiş olarak kabul edilir. Tükenmiş  karbon, rejenerasyon fırınlarına gönderilerek yakılır.bu yakma işlemi esnasında aktif karbon tarafından adsorplanan kirlilikler yanarak baca gazı şeklinde ayrılırlar. Çıkan  baca gazlarının hava kırlılığı yaratmamasına dikkat edilmelidir.Aktıf karbon rejenere edilirken her defasında %5-10’luk bir kayba uğrar.

Aktif karbonun rejenerasyon ünitesine nakli ve buradan kolonlara gönderilmesi hidrolik olarak gerçekleştirilir.karbon çamuru taşıyan boru sistemi, giderilen 1 kg karbon için 8 lt nakil suyu esasına göre tasarlanmalıdır. Borularda  hızların 0,9-1,5 m/sn arasında olması istenmekte; 0,9 m/sn’nın altındaki hızların boruda karbon çökelmesine neden olacağı, 3m/sn nin üzerindeki hızlarda karbonun aşınacağı ve nakil borularının yıpranacağı belirtilmektedir.

Aktif karbon proselerinin tasarımında pilot kolon çalışmaları:

Aktif karbon proseslerinin en iyi şekilde tasarımı pilot tesis çalışmalarında elde edilen doyum noktası eğrileri ile yapılabilir. Bu eğriler, çıkış suyundaki organik madde konsantrasyonu ile arıtılan suyun hacmi arasındaki ilişkiyi ifade ederler ve  kolon özelliklerinini geliştirilmesi için  kullanılırlar. Aktif karbon kolonlarının analizi yapılırken tün adsorbsiyon alayının sözü geçen aktif bölgede olduğu, bu bölgenin ardındaki kesimin tamamen doygun noktasının başlangıcına erişilmiş olur ve çıkış suyu konsantrasyonu hızla kötüleşmeye başlar. Karbon tamamen doygun hale geldiğinde, çıkış suyu konsantrasyonu giriş suyu konsantrasyonuna eşit hale gelmiştir. Pratikte çıkış suyu konsantrasyonu giriş suyu konsantrasyonunun %95’i olduğunda doyum noktasına erişilmiş olarak kabul edilir.. Doyum noktasına erişme zamanı : karbon yatak kalınlığının azalması,adsorbe eden karbon partiküllerin büyüklüğünün, kolondan geçen debinin ve başlangıç giriş konsantrasyonunun artması ile azalmaktadır.

 

KAYNAKLAR

  • Yük. İnş. Müh. Ersin KASIRGA, Çevre’86 Sempozyumu 2-5 Haziran 1986 E.Ü ATATÜRK KÜLTÜR MERKEZİ İZMİR- Makale–‘Endüstri atık sularının arıtımında aktif karbon adsorbsiyon yöntemi’
  • Dokuz Eylül Üniversitesi Dekanlık Yayınları Çevre Mühendisliğinde Fiziksel-Kimyasal Temel İşlemler ve Süreçler Şengül
  • İTÜ Yayın Evi Su Tasfiyesi Veysel Eroğlu 1995
  • Pala, Makale, Su Kirlenmesi Kontrolü Dergisi, ‘Aerobik akışkan yatak reaktörün KOİ giderimi ve tasarım kriterlerinin oluşturulması’
  • İ.Karapınar, F.Kargı, Çevre Bilimleri Dergisi, Makale, ‘Atık sulardan Boyar Maddelerin Adsorbsiyonla Giderimi’

[/fusion_builder_column][/fusion_builder_row][/fusion_builder_container]

İlgili Konular:

Okumaya Devam
Yorum İçin Tıklayın

Yorum yapabilmek için kullanıcı girişi yapmış olmalısınız. Kullanıcı Girişi

Leave a Reply

Atık Gaz

Kazancım Atık Üçüz Dönüşüm – Triple Transformation

Yayın Zamanı

2 yıl önce

tarih

22 Temmuz 2022

Yazar

Son yıllarda yaşanan sosyal konularda kuşaklar arasındaki farklılıkların nitelendirmesi, teknolojide yaşanan baş döndürücü gelişmeler, sürdürülebilirlik gibi kavramların harmanlanması ile girişimler perspektiflerine üçlü dönüşüm kavramını alması çok da uzak değil, Üçlü Dönüşüm kavramı ise Sosyal, Çevresel ve Teknolojik gelişmeleri odağına alacak bir yaklaşımı referans almayan girişimlerin başarılı olması pekte mümkün görülmüyor.

Kazancım Atık olarak, Üçüz Dönüşüm kavramı noktasında Sosyal, Çevresel ve Dijital dönüşümün arifesindeyiz. Kazancım Atık tüm atık yönetim sistemini kökünden değiştirecek bir Atık EkoSitemi fikri sunuyor. Blok zincir tabanlı atık yönetimi uygulamamız ile tüm atıkların üretimden geri kazanım/bertarafa kadar kayıt altına alınarak izlendiği ve ödüllendirme/bağış opsiyonu bulunan bir Merkeziyetsiz uygulamadır.

Atık talepleri üç şekilde yapılacaktır.

1- Kapıdan Teslim

2- Mobil Atık Getirme Merkezine Teslim

3- Atık Getirme Merkezine Teslim

Yukarıda yer alan teslim noktaları farklı fiyatlandırma ile mümkün olan ez emisyon ile atıkları kaynağında ayrı toplanmasıdır. Kazancım Atık sistemimizde atıkların toplanmasında harcanan emisyon miktarları ve atıkların geri kazanımı ile elde edilen karbon emisyon tutarında düşülerek net karbon emisyon kazanım miktarları da takip edilebilecek. Özellikle yerel yönetimler katı atık toplama taşıma ve bertaraf maliyetlerinin sürdürülebilir bir durumu kalmamıştır. Bu noktada Kentsel katı atık miktarını azaltmaya yönelik her proje değerli ve kıymetlidir. Özellikle geri dönüştürülebilir atık özelinde yapılacak çalışmalar ile  yurt dışından ithal edilen kağıt, plastik vb. maddelerin geri kazanımı ile dış ticaret açığınında azaltılması ikincil bir etken olarak önümüzde durmaktadır.

Sosyal Dönüşüm vizyonu ile hem istihdama katkı sağlayarak sosyal dönüşümü, düzenli depolama sahalarına gidicek olan geri dönüştürülebilir atıkların geri kazanımı ile çevresel dönüşümü, bu hedeflere nesnelerin interneti ve blok zincir tabanlı bir sitem kullanarak teknoloji dönüşümünü sağlayarak sürdürülebilir, sosyal bir teknolojik ileri dönüşüm hedeflemektedir.

Ekosistem ortaklarımız atık üreticilerinden, atık toplayıcılarına hatta geri dönüşüm tesilerinden, ambalaj üreticilerine kadar uzanmaktadır. Birlikte var olduğumuz sürdürülebilir bir Atık Ekosistemi için sizlerin desteğini bekliyoruz. Bize  müşteri değil ortak olmanızı istiyoruz.

İletişim ve işbirliği için: info@kazancimatik.com

Okumaya Devam

Deney Raporları

Deterjanlardan Kaynaklı Fosfat Kirliliği

Yayın Zamanı

8 yıl önce

tarih

16 Ekim 2016

Yazar

Fosfat Kirliliği; Atıksu arıtma tesislerinde biyolojik arıtım prosesleri sonucunda ortaya çıkan biyolojik çamur çok miktarda su ve çeşitli kirletici unsurlar içermekte ve nihai bertarafı öncesinde, suiçeriğinin mümkün oldu unca azaltılması gerekmektedir. Yoğunlaştırma sonrası su içeriği hala yüksek olan çamurun, susuzlaştırılması gerekmektedir. Bu amaçla, çamur susuzlaştırılmasına başlığı altındaki; vakum ya da basınç filtrasyonu, santrifüjleme, kurutma yatakları gibi teknikler uygulanmaktadır. Bu tekniklerin en başında, vakum filtrasyonu gelmektedir.

Evsel atık suların arıtımıyla olu an biyolojik çamur içindeki katı madde yüzdesini, vakum filtrasyonu ile tipik olarak %5-10’dan %25-30’a kadar arttırmak mümkün olmaktadır. Ancak; genel olarak vakum filtrasyonu işleminin verimi, susuzlaştırılan çamurun özelliklerine bağlı olarak değişmektedir. Çamurun; selüloz içeriği, pH’sı, taneciklerin elektriksel yükü, organik madde içeriği, bağlı su miktarı, katı tanecik konsantrasyonu, katı taneciklerin mekanik mukavemeti vb. pek çok parametre, çamurun susuzlaştırılabilirli ini etkilemektedir (Lo ve diğerleri, 2001).

Çok sayıda değişkenin etkilediği susuzlaştırılabilirlik, yaygın olarak; belirli miktarda süzüntüelde edebilmek için gereken süre, kılcal emme süresi (CST) ve özgün kek direnci parametreleri ile karakterize edilmektedir. Her üç parametre de temelde aynı olmakla birlikte; özgün kek direnci, çamurdaki katı tanecik konsantrasyonuna bağımlı olmaması nedeniyle çamur karakterizasyonu için tercih edilmektedir (Gale, 1967; Kavanagh, 1980; Christensen ve Dick, 1985a, 1985b). Özgün kek direnci, “Buchner” hunisi kullanılarak yapılan deney sonuçlarının, parabolik filtrasyon denklemi ile değerlendirilmesiyle elde edilmektedir. Özgün kek direnci, filtrasyon literatüründe ilk defa Ruth (1933) tarafından tanımlanmıştır. Bu tanımın aktif çamur filtrasyonuna uygulanması ise, ilk olarak Coackley ve Jones (1956) tarafından gerçekleştirilmiştir.

Parabolik Filtrasyon Denklem, Çıkarımı ve Varsayımları

Filtrasyon literatüründe özgün kek direnci kavramı ilk defa Ruth (1933) tarafından ortaya atılmıştır. Ruth, Ohm Kanunu (Akım = Voltaj / Direnç) ile filtrasyon arasında benzerlik kurarak, süzüntü akı hızına kar ı gösterilen direncin kek ve süzme ortamı dirençlerinin toplamına e it oldu unu varsaymıştır. Parabolik filtrasyon denklemi ise Ohm Kanunu ile kütle denkli inin birlikte düşünülmesi sonucu elde edilmiştir:

vakum-filtrasyon-formul-1

burada;

t = zaman (sn)

V = süzüntü hacmi (ml)

µ = süzüntü viskozitesi (N.s/m 2 )

w = aktif çamur MLSS konsantrasyonu (mg/L)

A = süzmede etkin alan (m 2 )

.P = uygulanan vakum (Pa)

R = özgün kek direnci (m/kg)

Rf = süzme ortamı direnci (1/m)

veya kısaca,

vakum-filtrasyon-formul-2

yazılabilmektedir. Buradaki a ve b terimleri şu şekil de tanımlanmaktadır:

vakum-filtrasyon-formul-3

vakum-filtrasyon-formul-4

Denklem den de görüleceği gibi, t/V’nin V’ye kar ılık çizilmesiyle elde edilecek doğrunun

e imi b’ye, doğrunun t/V eksenini kestiği nokta ise a’ya eşittir (ekil 1). Çizilen doğrudan b

de erinin elde edilmesiyle özgün kek direnci,

vakum-filtrasyon-formul-5

olarak hesaplanır. Aktif çamur için özgün kek direnci de eri, genellikle 10 13 ile 10 14 m/kg

arasında olarak rapor edilmektedir (Tchobanoglous, 1979).

Aktif çamurun susuzlaştırılabilirli ine ili kin olarak, parabolik filtrasyon denklemi uygulanıp,

özgün kek direnci hesaplanırken süzme ortamı direnci genellikle ihmal edilmektedir. Oysa;

ba ta aktif çamur olmak üzere çe itli çamurların susuzlaştırılması ya da filtrasyonu için, t/V’nin V’ye kar ı çizilmesiyle her zaman doğru elde edilememekte veya do ru elde edilse

bile doğrunun t/V eksenini kesti i nokta negatif olmaktadır (Tosun ve di erleri, 1993). Kesenin negatif olması, süzme ortamı direncinin negatif olması demektir ki, bu da olanaksızdır. Dolayısıyla, parabolik filtrasyon denklemi uygulanabilir olmamaktadır. Çeşitli araştırmacılar, parabolik filtrasyon denklemine alternatif başka pek çok filtrasyon modeli geliştirmişlerse de; çevre mühendisli i uygulamalarında, parabolik filtrasyon denklemi ya da özgün kek direnci çok yaygın olarak kullanılmaya devam etmektedir.

Parabolik filtrasyon denkleminin bu zayıflı ı, çeşitli varsayımlara dayanmaktadır (Tien ve

di erleri, 2001; Lee ve Wang, 2000). Bunlar; katı taneciklerin hızının ihmal edilebilir olması, sıvı akı hızının Darcy Kanunu ile tarif edilebileceği, çamur keki özelliklerinin (boşluluk ve geçirgenlik) sadece basınç gerilmesine bağlı olması, süspansiyon-kek interfazının hareketli olu unun ihmal edilebilir olması ve katı tanecikler arasında noktasal etkile imin bulunmasıdır. Ancak, yapılan bu varsayımlar aktif çamur filtrasyonu için geçerli görünmemektedir. ª öyle ki: taneciklerin hareketli olmadı ı koşulda çamurda sıkı ma söz konusu olamaz, aktif çamuru olu turan katı tanecikler için noktasal etkile im mümkün olamaz. Bu varsayımlar; aktif çamur gibi karma ık bir yapıya sahip, susuzlaştırılmaya kar ı yüksek bir direnç gösteren ve bünyesinde büyük miktarlarda “taneciklere bağlı su içeri i” bulunduran bir yapı için geçerli olamaz (Lee ve Wang, 2000). Bu sebeple, parabolik filtrasyon denkleminin aktif çamur susuzlaştırmasını doğru bir şekilde yansıtabilmesi için dayandığı varsayımlar gözden geçirilmeli ve gerekli düzenlemeler yapılmalıdır.

Bu çalı manın amacı, aktif çamur filtrasyonu için parabolik filtrasyon denkleminin uygulanabilirli inin sorgulanması ve yukarıda işaret edilen tartı malı hususun araştırılmasıdır. Aynı aktif çamur örneği için; farklı süzme ortamı boyutu, farklı süzme ortamı

gözenek büyüklü ü ve farklı süzme basıncı de erleri için filtrasyon testleri gerçekleştirilmiş

ve elde edilen verilerin parabolik filtrasyon denklemine uygunluğu araştırılmıştır.

Filtrasyon Basıncının Etkisi

Aktif çamur filtrasyonuna uygulanan vakumun büyüklü ünün etkisini gözlemleyebilmek için

aynı çapta ve gözenek büyüklü ünde süzme kağıdı kullanılarak deneyler yapılabilir.

Bu deneyler sonucunda,  düşük basınçta yapılan vakum filtrasyon deneylerinde kek direnci incelenebilir.

Özgün kek direnci, bir çamurun ne boyutta susuzlaştırılabilir ya da filtre edilebilir oldu unu

gösteren ve özellikle aktif çamur filtrasyonunda sıkça kullanılan bir parametredir. Aktif çamur için tipik özgün kek direnci de erleri literatürde verilmektedir (Tchobanoglous, 1979). Ancak bu de erler, çamurun biyolojik ve kimyasal özellikleri ile özgün kek direncinin ölçümü sırasındaki işletim koşulları göz önünde bulundurulmadan, sabit bir parametre gibi verilmektedir. Oysa, aynı çamur için farklı koşullarda yapılan süzme testleri, farklı özgün kek direnci de erleri vermiştir. Bu, özgün kek direncinin aslında literatürde verildi i gibi sabit bir değer olmadığını, süzme ortamı ve işletim koşulları ile değişebileceğini açıkça göstermiştir. Bu durum, bütünüyle, çamur susuzlaştırılmasında kullanılan parabolik filtrasyon denkleminin aktif çamur filtrasyonunu doğru bir şekilde karakterize edemedi ini işaret etmektedir. Nitekim, bazı çalı malarda süzme ortamı direnci de erleri sabit kabul edilirken, bir di er kısmında süzme ortamı direnci ihmal edilmektedir (Tien, 2002). Ancak, bu çalı manın sonuçları, bu parametrenin ihmal edilemeyecek kadar büyük oldu unu açıkça göstermektedir. Bunun yanı sıra, fiziksel olarak açıklanması mümkün olmayan negatif süzme ortamı direnci de erlerinin elde edilmiş olması, parabolik filtrasyon denkli inin geçersizli ini ayrıca işaret etmektedir. Bu nedenle, çamur filtrasyonunu tanımlayacak yeni bir model geliştirilmesi gerekmektedir.

Literatürde mevcut çalı malar, genellikle kaolin ve kalsiyum karbonat gibi konvensiyonel parçacık sistemlerine yönelik oldu undan ve susuzlaştırılabilirliği karakterize edebilen özgün kek direnci benzeri bir değişken içermedi inden, çevre mühendisliği  uygulamalarında kullanılamamaktadır. Bu çalı manın devamında, aktif çamur filtrasyonunu tanımlayacak, bu hedefe yönelik yeni bir filtrasyon modeli geliştirilmesi hedeflenebilir.

Su Alma Yöntemi Avantajları Dezavantajları
Vakum Filtre Yetişmiş personel gerekli değil.

Sürekli işletilen ekipman için bakım onarım gereksinimi düşük.

 Suyu alınacak biri hacimdeki çamur için yüksek enerji tüketimi sürekli operatör dikkatigerekli.Vakum pompaları gürültülü çalışır. Filtre ortamına bağlı olarak filtratta AKM yüksektir.
Santrifüj Temiz görüntü min. Koku problemi hızlı devreye alma ve devreden çıkma. Kurulumu kolay. Yüksek bakım problemi Girişte kum giderimi ve çamur öğütme gerekebilir. Yetişmiş personel gerekir.
Sepet Santrifüj Çok kuru çamur keki üretir. Düşük ilk yatırım maliyeti Yoğunlaştırma ve su alma için ayrı techizat kullanılır. Filtratta yüksek AKM. Sınırlı kapasite Vakum filtreleri hariç suyu alınan birim
Bantlı Pres Filtre Düşük e4nerji gereksinimi.Düşük yatırım ve işletme maliyeti. Kurulması kolay ve mekanik olarak daha az kompleks. Kuru kek için yüksek basınçlı sistemler oluşturmaya müsait. Sistemi devreden çıkarması kolay. Bez kullanılan diğer düzeneklere göre medya daha dayanıksız otomatik işletme genellikle tavsiye edilmez.
Plakalı Pres Filtre Çok yüksek kek KM konsantrasyonları Filtratta düşük AKM konsantrasyonları. Kesikli işletme. Yüksek ekipman maliyeti.Özel destek yapısı. Ekipman için geniş alan gerekli,İlave edilen kimyasaldan dolayı ilave katı madde yükü.
Çamur Kurutma

Yatakları

 Yeterli alan varsa düşük yatırım maliyeti olan bir yöntem operatör dikkati, yetişmiş personel gerektirmez.

Düşük enerji tüketimi. Kimyasal madde kullanımı gerekmez. Değişik çamurlara daha az duyarlı. Mekanik yöntemlere göre daha yüksek katı madde içeriği.

 Büyük alan gereksinimi. Stabilize çamur gerekli. İklimsel koşullara göre tasarlanmalı.Çamur giderimi emek ister.
Çamur Lagünleri Düşük enerji tüketimi. Kimyasal tüketimi yok. Organik maddeler stabilize olur. Uygun alan varsa yatırım maliyeti düşük. İşletme için yetişmiş personel ihtiyacı az. Koku ve sinek problemi.Yer altı suyu kirlenme riski.Mekanik yöntemlere göre daha fazla yer gereksinimi. Çirkin görüntü İklimsel koşullara göre tasarım gerekir.

Kaynakça

  1. Arıtma Tesislerinin Tasarım ve İşletim Esasları Kursu, TMOB. Çevre Mühendisleri Odası, 1998 İZMİR
  2. Su Arıtımında Temel İşlemler, Yrd. Doç. Dr. Metin TURAN- Göksel N. DEMİRER
  3. Atıksu Arıtma Tesisleri İşletme El Kitabı, Dr. Dinçer TOPACIK

 

Okumaya Devam

Trend

Copyright © 2024 Çevre Portal Türkiye'nin Sürdürülebilir, İlkim Dostu İş ve Sosyal Medya Ağı