Atık Yağ, Gres ve Lipid Maddeleri ile Uzun Zincirli Yağ Asitlerinin Anaerobik Prosesle Arıtılabilirliği Üzerine Derleme Çalışması

Bu derleme çalışması kapsamında yağ, gres ve lipid maddelerinden (YGLM) anaerobik biyoteknoloji ile biyoenerji eldesi, atıksulardaki kaynakları, oluşumları, biyolojik parçalanma özellikleri, anaerobik arıtım mikrobiyolojisi ve uygulamaları incelenmiştir. Etkin YGLM giderimi gerçekleştiren gerçek ölçekli anaerobik proses uygulamalarına ait bilgi ulusal literatürde bulunmamakta ve mevcut uygulamalar kentsel çamur çürütme ile endüstriyel ölçekte atıksulardan kolay ayrışabilir organik madde giderimi ile sınırlı kalmaktadır. Hindistan ve Çin gibi fosil yakıt kaynağı bulunmayan ülkelerde evsel atıksuların da anaerobik arıtıma yönlendirilmesi, bu prosesin uygulama potansiyelinin geniş kapsamını göstermektedir. YGLM evsel ve birçok endüstriyel atıksu/atıkta farklı konsantrasyonlarda bulunurken sonraki biyolojik arıtım performansını korumak için çoğunlukla yağ ayırma ünitelerinde atık olarak atıksulardan ayrılmakta ve depolama sahalarına veya çimento fabrikalarına gönderilerek uzaklaştırılmaktadır. Mevcut durumda aerobik prosesle işletilen ve yüksek maliyetlere yol açan endüstriyel atıksu arıtımında anaerobik prosesin yaygınlaşması ve YGLM’nin enerji kaynağı olarak prosese katılması önemli ekonomik katkı sağlayacaktır. YGLM’nin yüksek metan/enerji eldesine dönüşüm potansiyelinin optimum şekilde açığa çıkması için uygun reaktör tipi seçimi ile organik yükleme hızı (OYH), besleme modu ile inhibisyon önleme gibi özel proses işletim şartları gerekmektedir. Bu çalışma, yenilenebilir enerji kaynağı olarak YGLM’nin anaerobik prosesle değerlendirilmesine yönelik sahada arıtım ile akademik araştırma çalışmalarına katkı sağlaması amacıyla literatürde verilen teorik ve uygulama bilgilerinin derlenmesi ile oluşturulmuştur. YGLM’nin ilk basamak hidroliz reaksiyonunda oluşan ara ürünlerin yüksek sayıda C zincirli ve hidrofobik yapıları nedeniyle anaerobik mikroorganizmalar üzerinde inhibisyon etkisi oluşmakta, biyokütlenin reaktörde flotasyonu ve sonrasında kaçışı ile proses bozulması gerçekleşmektedir. Yapılan ilk arıtım çalışmalarında inhibisyon etkisinin kontrolünde toplam yağ asidi konsantrasyonunun eşik değeri belirlenmiş fakat ilerleyen araştırmalarda farklı yağ asidi türleri için farklı inhibisyon değerleri ve etkileri belirlenmiştir. Ardışık anaerobik reaksiyonlarla yağ asitlerinin oksidasyon hızını ve yönünü etkileyen önemli mikrobiyal reaksiyonlar belirlenmiştir. Kesikli besleme modu, reaktörde biyokütle tutunumu sağlayan düşük OYH, floküler çamur ve mezofilik sıcaklık seviyesi gibi işletim koşulları ile yeterli seyrelme sağlayan reaktör tipleri uygun bulunmuştur. Ayrıca protein içerikli atıklarla çoklu anaerobik çürütmenin avantaj ve potansiyeli belirtilmiştir

Feasibility and potential of separate anaerobic digestion of municipal sewage sludge fractions

Feasibility of the separate anaerobic stabilization of primary (PS) and secondary (SS) sludge fractions produced in municipal wastewater treatment plants (WWTP) was studied at volatile loading rates (VLR) of 0.57–2.05 and 0.27–0.57 kg VS/(m3∙d) for PS and SS, respectively, corresponding to 16–30 and 14–28 d of hydraulic retention time (HRT). Laboratory-scale semi-continuous anaerobic reactors were operated at 35°C. The operational performance and quality of the final stabilized sludge were monitored. PS and SS showed opposite thickening abilities exhibiting a need for direct feeding of PS to the digesters. Biodegradability was obtained as 52(±1) and 40(±5)% volatile solid (VS) removal for PS and SS, respectively. Optimum VLR was determined according to the highest methane yield (specific methane production), VS reduction and dewaterability of the stabilised sludge. An inhibitory effect was observed at higher VLRs in PS digestion inducing a gradual reduction in the methane yield and daily production. High oil and grease content was subject to a substantial reduction in PS digestion showing a dependency on HRT. Conversely, a considerable degree of augmentation took place in the stabilised SS with no correlation to HRT at values lower than 30 d. Efficient reduction in the oil and grease content improved dewaterability in stabilised PS whereas high oil and grease content prevented an improvement for stabilised SS. Major benefits were obtained as lower HRT and high stability with higher methane production and fertilizing (N and P content) characteristics for digestion performance and stabilized SS, whereas direct feeding and higher HRT for PS digestion were determined as beneficial.Keywords: sewage sludge, anaerobic, stabilization, primary, secondary, operation, methane, dewaterabilit

Feasibility and potential of separate anaerobic digestion of municipal sewage sludge fractions

Feasibility of the separate anaerobic stabilization of primary (PS) and secondary (SS) sludge fractions produced in municipal wastewater treatment plants (WWTP) was studied at volatile loading rates (VLR) of 0.57–2.05 and 0.27–0.57 kg VS/(m3∙d) for PS and SS, respectively, corresponding to 16–30 and 14–28 d of hydraulic retention time (HRT). Laboratory-scale semi-continuous anaerobic reactors were operated at 35°C.  The operational performance and quality of the final stabilized sludge were monitored. PS and SS showed opposite thickening abilities exhibiting a need for direct feeding of PS to the digesters. Biodegradability was obtained as 52(±1) and 40(±5)% volatile solid (VS) removal for PS and SS, respectively. Optimum VLR was determined according to the highest methane yield (specific methane production), VS reduction and dewaterability of the stabilised sludge. An inhibitory effect was observed at higher VLRs in PS digestion inducing a gradual reduction in the methane yield and daily production. High oil and grease content was subject to a substantial reduction in PS digestion showing a dependency on HRT. Conversely, a considerable degree of augmentation took place in the stabilised SS with no correlation to HRT at values lower than 30 d. Efficient reduction in the oil and grease content improved dewaterability in stabilised PS whereas high oil and grease content prevented an improvement for stabilised SS. Major benefits were obtained as lower HRT and high stability with higher methane production and fertilizing (N and P content) characteristics for digestion performance and stabilized SS, whereas direct feeding and higher HRT for PS digestion were determined as beneficial. &nbsp