Arıtma Çamuru ve Vinas Kompost Karışımı Kinetiğinin İncelenmesi



Benzer belgeler
KOMPOSTLAMADA VİNASIN ETKİSİ Sevgi FERSİZ a,*, Sevil VELİ b, Levent DAĞAŞAN c, Mustafa TÜRKER d

Arıtma çamuru kompostlaştırılmasında organik evsel katı atık ilavesinin etkisi

DEMİR ELEKTROTLU REAKTÖRDE KOİ, FOSFAT, RENK VE BULANIKLIK GİDERİMİ Tuba ÖZTÜRK a, Sevil VELİ b, Anatoli DİMOĞLO c, M.

ADAPAZARI KENTSEL ATIKSU ARITMA TESĐSĐ ATIKSUYUNUN KARAKTERĐZASYONUNUN ĐNCELENMESĐ VE DEĞERLENDĐRĐLMESĐ

On-line Oksijen Tüketiminin Ölçülmesiyle Havalandırma Prosesinde Enerji Optimizasyonu

YARASA VE ÇİFTLİK GÜBRESİNİN BAZI TOPRAK ÖZELLİKLERİ ve BUĞDAY BİTKİSİNİN VERİM PARAMETRELERİ ÜZERİNE ETKİSİ

ATIKSU KARAKTERİZASYONU Genel. Dr. A. Saatçı

KATI ATIKLARIN BERTARAFINDA BİYOTEKNOLOJİ UYGULAMALARI. Doç. Dr. Talat Çiftçi ve Prof. Dr. İzzet Öztürk Simbiyotek A.Ş. ve İTÜ

Murat Nehri (Elazığ) nin Bazı Fizikokimyasal Parametreler Açısından Su Kalitesinin Belirlenmesi

TEKSTĐL ENDÜSTRĐSĐ ATIKSUYUNUN ARDIŞIK KESĐKLĐ BĐYOREAKTÖR (AKR) ĐLE ARITILMASINDA OPTĐMUM ŞARTLARININ BELĐRLENMESĐ

ŞEKİL LİSTESİ... ix TABLO LİSTESİ... xxxi MEVCUT TESİSLERİN İNCELENMESİ (İP 1)... 1

Sanayi Destek Projeleri TDİ - OSB uygulama örneği

YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI VE TEKNOLOJİLERİ Dersi 11

YEMEK ATIKLARINDAN BİYOGAZ ÜRETİMİ

GÜL POSASI KOMPOSTUNDA KALİTE PARAMETRELERİNİN ARAŞTIRILMASI. İsmail TOSUN, M. Talha GÖNÜLLÜ, Yaşar AVŞAR

Atıksu Yönetimi. Prof. Dr. H. Güçlü İNSEL. İstanbul Teknik Üniversitesi, Çevre Mühendisliği Bölümü (E-Posta: )

GÜL POSASININ KOMPOSTLAŞTIRILMASINA GÖZENEK MALZEMESİ VE AŞININ ETKİSİ. İsmail TOSUN, M. Talha GÖNÜLLÜ, Ahmet GÜNAY

Kayseri İli Kentsel Atıksu Arıtma Tesisi Çamurlarının Tarımsal Amaçlı Kullanım Potansiyeli

İLERİ ARITIM YÖNTEMLERİNDEN FENTON REAKTİFİ PROSESİ İLE ENDÜSTRİYEL BİR ATIK SUYUN ISLAK HAVA OKSİDASYONU

ARDIŞIK KESİKLİ REAKTÖRDE SÜT ENDÜSTRİSİ ATIKSULARININ BİYOLOJİK ARITIMI

Sigma 3, , 2011

Çalışmalar sırasında yapılan analizler Standard metotlara(apha, AWWA, WPCF) uygun olarak, aşağıdaki ölçüm yöntemleri kullanılarak yapılmıştır :

BİYOLOJİK YÖNTEMLE ARITILAN KENTSEL ATIK SULARIN YENİDEN KULLANIMI İÇİN NANOFİLTRASYON (NF) YÖNTEMİNİN UYGULANMASI

Elazığ İlinde Bir Maden Sahasından Kaynaklanan Sızıntı Sularının Maden Çayına Etkisi: II. Diğer Parametreler

Onuncu Ulusal Kimya Mühendisliği Kongresi, 3-6 Eylül 2012, Koç Üniversitesi, İstanbul

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ FEN VE MÜHENDİSLİK DERGİSİ Cilt: 8 Sayı: 2 s Mayıs 2006

ZEYTİN KEKİNİN (PİRİNANIN) KOMPOST YAPIM TEKNİKLERİ VE ORGANİK GÜBRE OLARAK KULLANIM OLANAKLARININ ARAŞTIRILMASI

Harran Üniversitesi Kısa tarihi

Araştırma Makalesi / Research Article

ATIK YÖNETİMİNDE BİYOMETANİZASYON TEKNOLOJİSİ

PETROKİMYA KOMPLEKSİ ARITMA ÇAMURLARININ EKSTRAKSİYONU

Iğdır İlinin Hayvansal Atık Kaynaklı Biyogaz Potansiyeli. Biogas Potential from Animal Waste of Iğdır Province

TEKSTİL VE METAL SANAYİ ARITMA ÇAMURLARININ SUSUZLAŞTIRMA İŞLEMLERİNİN İNCELENMESİ

KENTLERDE ATIK YÖNETİMİ İLE SERA GAZI AZALTIM VE UYUM POLİTİKALARI. Dr. Tuğba Ağaçayak

Proses Analizörleri ile Atıksu Arıtma Tesislerinde Enerji Verimli Kontrol Örnek Uygulamaları /

Biyolojik Besi Maddesi Gideren Atıksu Arıtma Tesisi Geri Devir Çamurunda Farklı Dezentegrasyon Uygulamalarının İncelenmesi

Organik Atıkların Değerlendirilmesi- BİYOGAZ: Üretimi ve Kullanımı ECS KĐMYA ĐNŞ. SAN. VE TĐC. LTD. ŞTĐ.

HACH LANGE. Evsel Atık Su Arıtma Tesisine Giriş Öncesi Endüstriyel Deşarjların İzlenmesi İSKİ Örneği HACH LANGE TÜRKİYE OFİSİ

HURMA (ANTALYA) ATIKSU ARITMA TESİSİNİN PERFORMANSININ MODELLENMESİ * Modelling Performance Of Hurma Waste Water Treatment Plant

KAYNAĞINDAN TÜKETİCİYE KADAR İÇME SUYU KALİTESİNİN GARANTİ ALTINA ALINMASI KAYNAK VE ŞEBEKE İZLEME ÇALIŞMALARI. 07 Ekim 2015

Atıksu Arıtma Tesislerinin Projelendirilmesi Aşamasında Teknik Yaklaşımlar

BURSA HAMİTLER SIZINTI SUYU ARITMA TESİSİNİN İNCELENMESİ

Municipal Wastewater Recovery by Aerobic Membrane Bioreactor (AMBR): Antalya Case Study

1. Kıyı Bölgelerinde Çevre Kirliliği ve Kontrolü KÇKK

Sızıntı Suyunun Elektrooksidasyon Prosesi İle Arıtılması

ARITMA ÇAMURLARININ FARKLI ORGANİK ATIKLAR İLE KOMPOSTLAŞTIRILMASINDA ph VE ELEKTRİKSEL İLETKENLİK DEĞİŞİMİ

Arıtma Çamuru ve Zirai Atıkların Kompostlanarak Tarım Arazilerinde Kullanımı

MEZBAHA ENDÜSTRİSİ ATIKSULARINDA MAGNEZYUM AMONYUM FOSFAT ÇÖKTÜRMESİ İLE AZOT GİDERİMİ

Sigma 3, , 2011 Review Paper / Derleme Makalesi CHARACTERISATION OF ODAYERI SANITARY LANDFILL LEACHATE

PEYNİR ALTI SUYU VE GÜBRE KARIŞIMINDAN BİYOGAZ ÜRETİMİ

Katı Atık Yönetiminde Arıtma Çamuru. Enes KELEŞ Kasım / 2014

RAPOR. O.D.T.Ü. AGÜDÖS Kod No: Kasım, 2008

aşan ağır metaller Tablo 7.16 : Çamur keki ve eluat numunelerinde ilgili yönetmelik II. sınıf depolama tesisleri için

Çamuru. Türkiye de KAYSERİ ATIKSU ARITMA TESİSİ ARITMA ÇAMURU UYGULAMALARI. ve çevreye uyumlu bir şekilde. lmış. olup çalışmalar devam etmektedir.

ÖLÇÜM VE /VEYA ANALİZ İLE İLGİLİ; Kapsam Parametre Metot Adı Metot Numarası ph Elektrometrik metot TS EN ISO 10523

Biyogaz Yakıtlı Kojenerasyon Uygulamaları

HHO HÜCRESİNİN PERFORMANSININ DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ. Konya, Türkiye,

ARDIŞIK KESİKLİ REAKTÖRDE AKTİF ÇAMURUN ÇÖKELEBİLİRLİĞİNE SICAKLIĞIN ETKİSİ. Engin GÜRTEKİN 1, *

Evsel Atıksu Akımı. Katı Atık Akımı

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ FEN ve MÜHENDİSLİK DERGİSİ Cilt: 4 Sayı: 1 sh. 1-9 Ocak 2002 KOT BOYAMA TEKSTİL ATIKSUYUNDA KALICI KOİ'NİN BELİRLENMESİ

Journal of Engineering and Natural Sciences Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi

Archived at

T.C. ÇEVRE VE ŞEHİRCİLİK BAKANLIĞI ÇED, İzin ve Denetim Genel Müdürlüğü ÇEVRE ÖLÇÜM VE ANALİZLERİ YETERLİK BELGESİ EK LİSTE-1/7

KADMİYUM İÇEREN ATIK SULARIN İLERİ ARITIMINDA SU MERCİMEĞİ (LEMNA MINOR) BİTKİSİNİN KULLANILMASI *

EVALUATION OF THE POTENTIAL OF LIVESTOCK BREEDING IN THE CITY OF MUŞ FOR THE RESEARCH OF BIOGAS PRODUCTION

Öğretim Üyeleri İçin Ön Söz Öğrenciler İçin Ön Söz Teşekkürler Yazar Hakkında Çevirenler Çeviri Editöründen

Tunceli Evsel Atıksu Arıtma Tesisinin Arıtma Etkinliğinin Değerlendirilmesi

Ekolojik Yerleşimlerde Atık Yönetiminin Temel İlkeleri

KATI ATIK DEPOLAMA SAHASI GENÇ SIZINTI SULARININ ÖN ARITIMI. Selami APAYDIN, Tuba ERTUĞRUL, Ali BERKTAY

Hach Lange Berlin de üretim yapar & Avrupa merkezi Düsseldorf tadır

DÜZCE ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ÇEVRE MÜHENDİSLİĞİ BÖÜLÜMÜ 4 YILLIK ÖĞRETİM PLANI 1. YARIYIL DERS PLANI 2. YARIYIL DERS PLANI

1.1 Su Kirliliği Su Kirliliğinin Kaynakları 1.2 Atıksu Türleri 1.3 Atıksu Karakteristikleri 1.4 Atıksu Arıtımı Arıtma Seviyeleri

BİR BİYOKÜTLE OLARAK ZEYTİN KARASUYUNUN SÜPERKRİTİK SU KOŞULLARINDA GAZLAŞTIRILMASI

Kompostlaştırma Prosesinde Sıcaklık ve Havalandırma Oranı Arasındaki İlişkilerin Belirlenmesi

Akvaryum veya küçük havuzlarda amonyağın daha az zehirli olan nitrit ve nitrata dönüştürülmesi için gerekli olan bakteri populasyonunu (nitrifikasyon

Journal of Engineering and Natural Sciences Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi

Tarımda Organik Madde ve Tavuk Gübresi. Agriculture Organic Matter and Chicken Manure

ÖN ARITILMIŞ SIZINTI SUYUNUN YARI SÜREKLİ İŞLETMEYLE AEROBİK BİYOLOJİK ARITIMI

DİĞER ARITMA PROSESLERİ

Sinop İl Merkezi Katı Atıklarının İncelenmesi (Danışman: Prof. Dr. Osman Nuri ERGUN)

Çukurova Bölgesinde Oluşan Tarımsal ve Hayvansal Atıklardan Biyogaz Yoluyla Enerji Üretimi

YEMEKLİK YAĞ SANAYİ PROSES ATIKSULARININ KİMYASAL - BİYOLOJİK ARITIMI

T.C. ÇEVRE VE ŞEHİRCİLİK BAKANLIĞI Çevre Yönetimi Genel Müdürlüğü

SĠVAS KENTĠ KATI ATIK DEPONĠ ALANININ ÇEVRE SORUNLARI

BT 42 TİROSİNAZ ENZİMİNİN EKSTRAKSİYONU, SAFLAŞTIRILMASI VE FENOLLERİN GİDERİMİNDE KULLANIMI

KATI ATIKLARIN AEROBİK VE ANAEROBİK AYRIŞMASININ LABORATUAR ÖLÇEKLİ BİOREAKTÖRLERDE İZLENMESİ

Endüstriyel Simbiyoz ve Ar-Ge

ÇEV-401/A DERS TANITIM FORMU

ET TAVUĞU VE BÜYÜKBAŞ HAYVAN GÜBRESİNDEN BİYOGAZ ÜRETİM POTANSİYELİ. Gamze Güngör a, Göksel N. Demirer a,b. a ODTÜ, Çevre Mühendisliği Bölümü, Ankara

ÖZGEÇMİŞ. ADİLE EVREN TUĞTAŞ, PhD

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/8) Akreditasyon Kapsamı

WASTEWATER TREATMENT PLANT DESIGN

PEYNİRALTI ATIKSUYUNUN ELEKTROKİMYASAL OLARAK ARITILMASINDA REAKSİYON KİNETİĞİNİN BELİRLENMESİ

T.C. NECMETTĠN ERBAKAN ÜNĠVERSĠTESĠ MÜHENDĠSLĠK VE MĠMARLIK FAKÜLTESĠ, ÇEVRE MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ, AKADEMĠK YILI ÖĞRETĠM PLANI / T.

Şekil 1.43: Ege Bölgesi AAT lerinde Birim Debi Başına Toplam Atıksu Arıtma Maliyeti (Not: Yüksek debili olan ( m 3 /gün) A2/O prosesli tesisin

Lisans Kimya Çukurova Üniversitesi Yüksek Lisans Çevre Mühendisliği Çukurova Üniversitesi 1997

ÖLÇÜM VE /VEYA ANALİZ İLE İLGİLİ; Kapsam Parametre Metot adı Metot Numarası CO Elektrokimyasal Hücre Metodu TS ISO 12039

T.C. NEVŞEHİR HACI BEKTAŞ VELİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ ÇEVRE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ EĞİTİM-ÖĞRETİM PLANI I. YIL

Mikroalgal ve anaerobik mikrobiyel kültürlerin kullanımı ile entegre atıksu arıtımı, sera gazı mitigasyonu ile biyo-enerji ve biyo-ürün eldesi

ENTEGRE KATI ATIK YÖNETİMİ

Transkript:

Karaelmas Fen ve Mühendislik Dergisi / Karaelmas Science and Engineering Journal 3 (2), 26-33, 2013 Karaelmas Science and Engineering Journal Journal home page: http://fbd.beun.edu.tr Araştırma Makalesi Arıtma Çamuru ve Vinas Kompost Karışımı Kinetiğinin İncelenmesi The Investigation of Kinetic of Waste Sludge and Vinasse Compost Mixture Sevgi Fersiz 1*, Sevil Veli 2, Mustafa Türker 3, Levent Dağaşan 4 1 Kocaeli Üniversitesi, Köseköy MYO, 41135, Kocaeli 2 Kocaeli Üniversitesi Müh. Fak. Çevre Mühendisliği Bölümü, 41380, Kocaeli 3 İzmit Pakmaya A.Ş., 41001, Kocaeli 4 SVL Gıda Biyoteknoloji Dan. San. ve Dış Tic.Ltd., 34738, İstanbul Özet Bu çalışmada, atık arıtma çamuru ile vinasın aerobik kompostlaştırılması ve toprak iyileştirici olarak yararlı bir son ürüne dönüştürülmesi incelenmiştir. Bu amaçla farklı oranlarda arıtma çamuru/vinas karışımları hazırlanmıştır. Elde edilen kompost karışımlarında KOİ, TOK, NH 4+ -N, organik N parametrelerine bakılmıştır. Kompostlama çalışması süresi sonunda, KOİ ve TOK da %38 oranıyla %70 Arıtma Tesisi Çamuru (AÇ) + %30 Vinas (V) karışımında en iyi giderim verimi elde edilmiştir. Organik madde parçalanma süreci, 1. dereceden reaksiyon kinetiği göz önünde bulundurularak zamanın fonksiyonu şeklinde incelenmiş ve tüm karışımlar için uçucu katı madde parçalanma reaksiyon hız sabitleri 0.006 0.046/gün aralığında hesaplanmıştır. Kompostlama süresinin sonlanmasını belirlemek için kompost karışımlarının stabilite değerleri ölçülmüştür. En iyi karışımın sağlandığı kompostun gübre olarak kullanılabilirliği içeriğindeki azot, fosfor ve potasyum miktarı yönünden incelenmiştir. Bu araştırma ile bir organik atık olan vinas ve çamur düzenli depolama alanı dışında arıtılarak geri kazanılmıştır. Bu şekilde deponi alanı ihtiyacı azaltılmıştır. Anahtar Sözcükler: Arıtma çamuru, Vinas, Kompostlama, Gübre, Reaksiyon kinetiği Abstract In this study, it was researched the aerobic composting of waste sludge and vinasse and its conversion to a useful end product as a soil conditioner. In this aim, waste sludge/vinasse at different rates were used. COD, TOC, NH 4+ -N and Organic N parameters were examined in the obtained mixtures of compost. At the end of the composting study, about 38% COD and TOC were observed. The most reduction in these parameters was found 70% Waste Sludge and 30% Vinas mixture. Organic matter degradation was investigated as a function of time according to the first order reaction kinetics. Volid solid rate constants for all mixtures were calculated as 0.006 0.046/day. The stability of compost mixture were measured to determine the end of the composting period. The availability of the best mixture of compost as a fertilizer the nitrogen, phosphorus and potassium levels have been investigated in compost. This investigation was supply the gaining back waste sludge and vinasse with treatment of landfill area out. Therefore, needing for landfill area has been decreased. Keywords: Waste sludge, Vinasse, Composting, Fertilizer, Reaction kinetics 1. Giriş Ülkemizde üretilen katı atıkların yaklaşık %65 i organik atıklardır. Genelde ülkemizde karışık olarak toplanan katı atıklar düzenli deponi alanlarında depolanmaktadır (TÜİK 1993, 2008). Avrupa Birliği tarafından yayınlanan direktife göre organik atıkların düzenli depolama sahalarına gömülmesi yasaklanmıştır (EC 1999, 2008). Türkiye nin de bu konuda yayınladığı yönetmeliğe göre organik atıkların geri kazanımı için uygulanması *Sorumlu yazarın e-posta adresi: bozdemir@kocaeli.edu.tr gereken stratejiler belirlenmiştir (Atıkların Düzenli Depolanmasına Dair Yönetmelik, 2010). Bu tür organik atıkların bertarafında en iyi yöntem kompostlaştırmadır. Kompostlaştırma prosesi düşük yatırım ve işletim ücreti, atıkların hızlı bertarafı veya geri kazanımı nedeniyle daha çok tercih edilmektedir (Santana ve Fernandes Machado 2008, Tejada vd. 2008, Tejada vd. 2009, Diaz vd. 2003). Kompostlaştırmada farklı tipte organik atıklar (vinas, arıtma çamuru, evsel organik atıklar, hayvan gübresi) kullanılmaktadır. Bu atıklardan arıtma çamurları ve şeker endüstrisi atığı olan vinas yapısındaki yüksek organik yük nedeniyle çevrede önemli sorunlar

Fersiz, Veli, Türker, Dağaşan / Arıtma Çamuru ve Vinas Kompost Karışımı Kinetiğinin İncelenmesi 27 oluşturmaktadır. Vinas koyu renkli, asidik özellikli bir atıktır (Zayas vd. 2007). Bu tür atıkların bertarafında yakma, anaerobik çürütme, aerobik kompostlaştırma, sulama, gübreleme, elektrokimyasal oksidasyon ve fotokatalitik yöntemler gibi farklı arıtım yöntemleri kullanılmaktadır (Robles- González vd. 2012, Zayas vd. 2007, Parnaudeau vd. 2008, Santana ve Fernandes Machado 2008, Siles vd. 2011, Vlyssides vd. 1997). Ayrıca arıtma çamuru ve vinasın içerdiği bitki besin elementleri (N, K ve organik madde) nedeniyle iyi bir gübre kaynağıdır. Bu nedenle bu tür organik atıkların kompostlaştırma işleminden geçirildikten sonra organik gübre ve toprak düzenleyici olarak kullanımı daha uygundur. Kompostlaştırma işlemine son verilmesi ve elde edilen kompostun toprakta güvenli bir şekilde kullanılması için stabilite ve olgunluk derecesi önemlidir. Komposttaki stabilite ve olgunluk derecelerini değerlendirmek için kompost sıcaklığındaki düşüş, ph, UKM, KOİ, C/N, suda çözünmüş C/N (Cs/Ns), (C/N)son/(C/N)başlangıç, oksijen tüketimindeki düşüş, azot türleri, bitki testleri, enzim aktiviteleri gibi parametreler kullanılmaktadır (Mathur vd. 1993, Bernai vd. 1998, Jimenez ve Garcia 1989, Aydın ve Kocasoy 2002). Bu çalışmada, arıtma çamurları ve vinas farklı oranlarda karıştırılarak aerobik olarak kompostlanmış ve farklı karışım oranları belirlenmiştir. Kompost çalışmasını etkileyen ph, sıcaklık, çözünmüş O 2 ve CO 2, TKM, UKM, KOİ, TOK, NH 4 -N ve organik N parametreleri incelenmiştir. Kompostlama verimi, KOİ, TOK, NH 4+ -N ve organik N parametreleri ile değerlendirilmiştir. Organik madde parçalanma süreci, 1. dereceden reaksiyon kinetiği göz önünde bulundurularak zamanın fonksiyonu şeklinde incelenmiştir. Çalışma süresi sonunda elde edilen kompostun yeşil alanlara organik gübre olarak kullanılabilirliği ve stabilite değerleri araştırılmıştır. 2. Materyal ve Yöntem 2.1 Kullanılan organik atıkların özellikleri Çalışmada kullanılan atıksu arıtma çamuru (AÇ), fermantasyon endüstrisi aerobik arıtma tesisi geri dönüşüm hattından ve vinas (V) ise bu endüstrinin evaporasyon ünitesinden temin edilmiştir. Kullanılan atıkların karakterizasyonu Çizelge 1 de gösterilmektedir. Alınan atıklar farklı oranlarda karıştırılarak karışımlar hazırlanmıştır. Bu karışımların bileşimleri katı madde bazında AÇ (%100), AÇ (%82) + V (%18), AÇ (%70) + V (%30), AÇ (%33) + V (%67), AÇ (%11) + V (%89) olarak belirlenmiştir. 2.2 Deneysel prosedür Farklı oranlarda hazırlanan yaklaşık 65 kg ağırlığında olan AÇ/V karışımları paslanmaz çelikten yapılmış tam karışımlı 100 l lik bir reaktörde aerobik olarak kompostlanmıştır (Şekil 1). Çalışma hacmi 50 l olarak belirlenmiştir. Atıkların homojenliğini sağlamak için Çizelge 1. Arıtma çamuru ve vinasın karakterizasyonu Parametreler Birim Arıtma Çamuru Standart Sapma (б) Vinas Standart Sapma (б) ph 7.70 0.24 4.70 0.26 TKM UKM g TKM/kg Numune g UKM/kg Numune 20 0.95 650 1.79 6.4 4.69 580 1.31 NH 4+ -N % 0.09 2.89 2 0.59 TKN % 0.5 0.06 6 0.24 P % 0.07 0.02 0.08 0.01 KOİ g/l 60 560 2.48 TOK g/l 22.1 0.51 214 1.02 C/N % 4:1 1.37 3.5:1 0.25 Ca % - 0.04 0.002 Na % - 1.30 0.05 K % - 0.6 0.04

28 Fersiz, Veli, Türker, Dağaşan / Arıtma Çamuru ve Vinas Kompost Karışımı Kinetiğinin İncelenmesi reaktör sürekli 100 rpm karıştırıcı hızıyla karıştırılmıştır. Reaktörün ortam sıcaklıklarından etkilenmemesi amacıyla yüzeyi yalıtım malzemesiyle kaplanmıştır. Aerobik ortam şartlarının sağlanması amacıyla reaktör içerisine hava 1l hava/g TKM dak. olacak şekilde kompresör yardımıyla verilmiştir (Tosun vd. 2011). Reaktör gövdesine ph, sıcaklık ve çözünmüş O 2 probları monte edilmiş ve belli zaman aralıkları ile bu parametreler sürekli izlenmiştir. Aerobik kompostlama sonucunda oluşan gazın CO 2 ve O 2 derişimleri gaz analizörü ile ölçülmüştür. Veriler bilgisayar ortamında kaydedilmiştir (Fersiz vd. 2010). Deneyin başlangıcında, 4, 8, 12, 16 ve 20. günlerde reaktör içerisinden yaklaşık 250 ml numune alınarak TKM, UKM, KOİ, TOK, NH 4+ -N ve Organik N parametreleri ölçülmüştür. Şekil 1. Deney düzeneği. 1: Kontrolör ve debi ölçer 2: Hava girişi 3: Hava çıkışı 4: O 2 ve CO 2 analizörü 5: 6 kanallı yazıcı 6: ph probu 7: Sıcaklık probu 8: Çözünmüş oksijen probu 9: Silikajel tuzağı 10: Reaktör 2.3 Analiz yöntemleri Kompostlama çalışması sırasında ph, sıcaklık ve çözünmüş O 2 parametreleri, ph (Mettler Toledo), sıcaklık (Pt-100) ve çözünmüş O 2 (Oximeter) probları ile, CO 2 ve O 2 derişimleri ise gaz analizörü (Servomex 2550) ile ölçülmüştür. TKM (Standard Methods, Method No 2540 B), UKM Standard Methods, Method No 2540 E), TKN (Standard Methods, Method No 4500 N org B), KOİ (Standard Methods, Method No 5220-D), TOK (Standard Methods, Method No 5310-B), NH 4+ -N (Standard Methods, Method No 4500-NH 3 B. Preliminary Distillation Step and 4500- NH 3 C. Titrimetric Method), Organik N (TKN - NH 4+ -N) (APHA 1995), P (Kolorimetrik) yöntemleri ile ve Ca, Na, K alev fotometresi ile ölçülmüştür. 3. Bulgular ve Tartışma 3.1 Farklı oranlı karışımların aerobik kompostlanması Kompostlaştırma çalışmalarında ph ve sıcaklık iki önemli parametredir. Kompostlaştırma prosesi sırasında reaktörlerde ph değeri 7-9 arasında değişmiştir. Sıcaklık değeri %11AÇ + %89V karışımında 50-55 o C e yükselmiş, diğer karışımlarda ise mezofilik sıcaklık seviyelerinde kalmıştır (Fersiz vd. 2010). Çıkış gazındaki O 2 değeri %5 in altına düşmemiştir. Bu da ortamın reaksiyon süresi boyunca aerobik olarak kaldığını göstermiştir. Çıkış gazındaki %CO 2 değeri organik maddenin parçalanmasıyla yükselmiştir. Reaktöre eklenen karışımların kompostlanmasında Toplam Katı Madde (TKM) ve Uçucu Katı Madde (UKM), KOİ, TOK, amonyum ve organik azottaki değişimler farklı zaman aralıklarında ölçülmüştür. Karışımlardaki vinas oranının artması ile elektriksel iletkenlik, TKM ve UKM miktarları artmıştır. Kompost karışımlarında, ayrışabilir organik maddelerin azalması ile TKM de %10 30, UKM de %10 60 oranında azalma görülmüştür (Fersiz vd. 2010). Başlangıç kompost karışımlarındaki KOİ miktarı vinas oranlarına göre değişmektedir. Karışımlardaki vinas miktarı arttıkça başlangıç KOİ değeri yükselmekte, çalışma süresi sonunda organik madde miktarının biyolojik olarak parçalanmasıyla KOİ değerleri azalmaktadır (Şekil 2). Reaksiyon süresi sonunda KOİ de %1-38 oranlarında azalma görülmektedir. Kompostlama işleminde giriş numunelerindeki TOK değerleri 20000-154930 mg/l aralığında değişmektedir. Kompostlama süresi sonunda mikroorganizmalar tarafından kullanılabilir madde miktarı azaldığı için tüm karışımlarda TOK değeri başlangıç değerlerine göre azalmaktadır (Şekil 3). Deney süresi sonunda TOK değerlerinde en fazla giderim verimi %38 le %70AÇ+%30V karışımında elde edilmiştir. Kompostlama sırasında amonyum ve organik azottaki değişimler Şekil 4-5 de gösterilmektedir. Başlangıç karışımlardaki amonyum içeriği 400 11450 mg/l arasında değişmektedir. Kompostlaştırma işleminin başlamasıyla tüm karışımlarda NH 4+ -N miktarı organik N nin NH 4+ -N e dönüşümü nedeniyle artmıştır (Diaz vd. 2002). Bu nedenle organik azot miktarı azalmıştır. Kompostlama çalışması sonunda %8-44 oranlarında organik azotta parçalanma sağlanmış ve en fazla azot kaybının %70AÇ+%30V karışımında olduğu görülmüştür. Literatür değerlerine bakıldığında benzer atıklarla yapılan çalışmalara yakın değerler bulunmuştur (Mahimairaja vd. 1998). 3.2 Kinetik çalışmaları Reaksiyon kinetiği arıtma sistemlerinin işletilmesi ve geliştirilmesinde merkezi bir rol oynamaktadır. Biyolojik

Fersiz, Veli, Türker, Dağaşan / Arıtma Çamuru ve Vinas Kompost Karışımı Kinetiğinin İncelenmesi 29 Şekil 2. Farklı kompost karışım oranlarına göre KOİ deki değişim. Şekil 3. Farklı kompost karışım oranlarına göre TOK daki değişim. Şekil 4. Farklı kompost karışım oranlarına göre NH 4+ -N deki değişim.

30 Fersiz, Veli, Türker, Dağaşan / Arıtma Çamuru ve Vinas Kompost Karışımı Kinetiğinin İncelenmesi Şekil 5. Farklı kompost karışım oranlarına göre Organik N deki değişim. proseslerde mikrobiyolojik ve biyokimyasal süreçler baz alındığında kinetik analiz, kontrol ve tasarım için mantıksal bir temel sağlamaktadır. Ayrıca proses kinetiği, atık kullanım hızlarının konsantrasyona bağlı ifadesini, bu hızlara operasyonel ve çevresel faktörlerin etkilerini, proses optimizasyonunu, stabil bir işletmeyi ve iyi bir proses kontrolünü sağlamaktadır (Pavlostathis ve Giroldo-Gomez 1991). Organik madde parçalanma süreci, 1.dereceden kinetikle açıklanmaktadır (Hamoda vd. 1998). 1.dereceden reaksiyon kinetiği şu şekilde ifade edilir: Burada dc = - kc dt C: herhangi bir zamanda biyolojik olarak parçalanabilir uçucu katıların miktarı (mg/l) t: zaman (gün) k: reaksiyon hız sabiti (1/gün) dir. (1) denklemi entegre edildiğinde ifade aşağıdaki gibi verilmektedir. In C = - kt (2) Co Bu çalışmada kompostlama esnasındaki organik madde parçalanma kinetikleri, karışımların uçucu katı madde içerikleri göz önünde bulundurularak tespit edilmiştir. Reaksiyon derecesi 1. Dereceden kinetikle ifade edilmekte ve reaksiyon hız sabiti (1) denklemi kullanılarak bulunmaktadır. Farklı katı madde oranlarına göre deneysel çalışmaların sonuçları Şekil 6 (a, b, c, d, e) de gösterilmektedir. (1) Şekil 6 te tüm karışımlar için R 2 değerlerinin 1 e yakın olduğu görülmektedir. Bu nedenle deneylerden elde edilen verilerin 1. Dereceden reaksiyon kinetiğine uygun olduğu görülmektedir. Çizelge 2 de farklı katı madde oranlarına göre hız sabitleri gösterilmektedir. Bu veriler değerlendirildiğinde %70AÇ+%30V karışımında reaksiyon daha hızlı gerçekleşmektedir. 3.3 Kompostun tarımsal değeri Tüm kompost karışımları incelendiğinde en iyi karışımın %70AÇ+%30V olduğu görülmüştür. Bu karışımdan elde edilen kompostun gübre olarak kullanılabilirliği içeriğindeki azot, fosfor ve potasyum miktarı incelenerek kontrol edilmiş ve literatür sonucu ile karşılaştırılarak Çizelge 3 de gösterilmiştir. Arıtma çamurlarının bir ön arıtım uygulanmadan araziye dökülmesiyle çamur içeriğindeki patojen mikroorganizmalar, toksik organik kimyasallar, tuzlar ve ağır metaller nedeniyle bir çok çevresel problem oluşturmaktadır (Wong vd. 2001). Bu nedenle elde edilen kompostta ağır metal, patojen ve PCB gibi analizlerin de yapılması gerekmektedir (TKKY 2005). Çalışmada kullanılan arıtma çamuru ve vinas bir gıda endüstrisi atığı olması nedeniyle ağır metal, PCB gibi organik kimyasal madde analizleri yapılmamıştır. 3.4 Kompostun stabilitesi ve olgunluğu Kompostlama süresinin sonlanması ve kompostun toprakta güvenli bir şekilde kullanılması için stabilite ve olgunluk derecesi önemlidir.

Fersiz, Veli, Türker, Dağaşan / Arıtma Çamuru ve Vinas Kompost Karışımı Kinetiğinin İncelenmesi 31 Şekil 6. Organik madde parçalanma kinetiği: (a: %100AÇ; b: %82AÇ+%18V; c: %70AÇ+%30V ; d: %33AÇ+%67V; e: %11AÇ+%89V). Çizelge 2. Farklı katı madde oranlarına göre hız sabitleri %100AÇ %82AÇ+%18V %70AÇ+%30V %33AÇ+%67V %11AÇ+%89V k (1/gün) 0.006 0.011 0.046 0.023 0.024 Çizelge 3. %70AÇ + %30V karışımından hazırlanan kompostun nütrient seviyeleri Nütrient, % Azot Fosfor Potasyum Tarımsal amaçlı kullanılan gübreler (İleri 2000) 5 10 10 %70AÇ+%30V oranlı karışımından hazırlanan kompost 6 0.1 11

32 Fersiz, Veli, Türker, Dağaşan / Arıtma Çamuru ve Vinas Kompost Karışımı Kinetiğinin İncelenmesi Çizelge 4. Stabilite göstergeleri Karışım oranları C/N (C/N)son /(C/N)bşl. %100AÇ 6.0 1.0 %82AÇ+%18V 7.1 1.1 %70 AÇ+%30V 4.1 1.1 %33AÇ+% 67V 3.6 0.6 %11AÇ+% 89V 2.6 0.6 Önerilen Değerler <12 (Bernai et al. 1998) 0.49 0.85 (Jimenez and Garcia 1989) 0.55 0.7 (Aydın and Kocasoy 2002) AÇ: Arıtma Çamur, V: Vinas, TKM: Toplam Katı Madde (mg/l), UKM: Uçucu Katı Madde (mg/l), KOİ: Kimyasal Oksijen İhtiyacı (mg/l), TOK: Toplam Organik Karbon (mg/l), C: herhangi bir zamanda biyolojik olarak parçalanabilir uçucu katıların miktarı (mg/l), t: zaman (gün), k: reaksiyon hız sabiti (1/gün). Bu çalışmada oluşan ürünlerin stabilitesini belirlemek için 20. gün sonunda kompost sıcaklığındaki düşüş, UKM (Fersiz vd. 2010), C/N, (C/N)son/(C/N)başlangıç, parametreleri incelenmiştir. Bu değerlere göre oluşan ürünün stabil olduğu görülerek çalışma sonlandırılmıştır. Çizelge 4 de çalışmada hesaplanan stabilite göstergeleri ile literatürde önerilen değerler karşılaştırılmıştır. 4. Sonuçlar ve Öneriler Çalışmada bir fermantasyon endüstrisi atıkları olan arıtma çamuru ve vinas karışımlarının aerobik kompostlaştırılması incelenmiştir. Bu amaçla farklı oranlarda arıtma çamuru/vinas kompostu hazırlanmış ve KOİ, TOK, NH 4+ -N ve organik N parametreleri ölçülmüştür. Reaksiyon süresi sonunda KOİ ve TOK değerlerinde en fazla azalma % 70AÇ+%30V karışımında elde edilmiştir. Aynı karışımda Organik azotta %44 oranında bir parçalanma görülmüştür. Kompostlama çalışması sonunda tüm karışımlarda NH 4+ -N miktarı, organik azotun mineralizasyonu nedeniyle başlangıç değerlerine göre artmıştır. Tüm karışımların 1. dereceden reaksiyon kinetiğine uygun olduğu görülmüştür. %70AÇ+%30V oranlı arıtma çamuru/vinas kompostunun azot ve potasyum yönünden yeterli zenginlikte olduğu gözükürken fosfor içeriğinin düşük olduğu görülmüştür. Ayrıca 20. gün sonunda kompost karışımlarının stabilite değerleri belirlenmiştir. 5. Kaynaklar APHA, 1995. Standard methods for the examination of water and wastewater. Washington. DC. Atıkların Düzenli Depolanmasına Dair Yönetmelik. 2010. Resmi Gazete Sayısı: 27533. http://www.mevzuat.gov.tr/ Metin.Aspx?MevzuatKod Aydın, GG., Kocasoy, G. 2002. Investigation of appropriate initial composting and aeration method for co-composting of yard waste and market wastes. ISWA 2002 Dünya Çevre Kongre ve Fuarı, s. 1277-1284, İstanbul. Bernai, MP., Paredes, C., Sánchez-Monedero, MA., Cegarra, J. 1998. Maturity and stability parameters of composts prepared with a wide range of organic wastes. Biores. Tech., 63,1 : 91 99. Diaz, MJ., Madejo n, E., Lo pez, F., Lo pez, R., Cabrera, F. 2002. Optimization of the rate vinasse/grape marc for cocomposting process. Proc. Biochem., 37: 1143 1150. Diaz, MJ., Eugenio, ME., Jiménez, L., Madejón, E., Cabrera, F. 2003. Modelling vinasse/cotton waste ratio incubation for optimum composting. Chem. Eng. J., 93: 233 240. EC Landfill Directive, 1999/31/EC. http://ec.europa.eu/ environment/waste/landfill index.htm. EC Directive, 2008/98/EC. http://eur-lex.europa.eu/lex Uri- Serv/LexUriServ.do?uri=OJ:L: 2008:312:0003:0030:EN:PDF Fersiz, S., Veli, S., Dağaşan, L., Türker, M. 2010. Kompostlamada vinasın etkisi. 9. Ulusal Kimya Mühendisliği Kongresi, Gazi Üniversitesi, Ankara. Hamoda, MF., Abu Qdais, HA., Newham, J. 1998. Evaluation of municipal solid waste composting kinetics. Conservation Recycling, 23, 4 : 209-223. İleri, R. 2000. Çevre biyoteknolojisi. Değişim Yayınları, Adapazarı, 388-389 s. 3. Jimenez, EI., Garcia, VP. 1989. Evaluation of city refuse compost maturity. Biol. Wastes, 27: 115 142. Mahimairaja, S., Bolan, NS., Hedley, MJ., McGregor, AN. 1998. Losses and transformations of nitrogen during composting of poultry manure with different amendments: an incubation experiment. Biores. Tec., 47 : 265 273. Mathur, SP., Owen, G., Dinel, H., Schnitzer, M. 1993. Determination of compost biomaturity literature review. Biol. Agric. Hortic.,10: 65 85. Parnaudeau, V., Condom, N., Oliver, R., Cazevieille, P., Recous, S. 2008. Vinasse organic matter quality and mineralization potential, as influenced by raw material, fermentation and concentration processes. Biores. Tec., 99: 1553 1562.

Fersiz, Veli, Türker, Dağaşan / Arıtma Çamuru ve Vinas Kompost Karışımı Kinetiğinin İncelenmesi 33 Pavlostathis, SG., Giroldo-Gomez, E. 1991. Kinetics of anaerobic treatment. anaerobic treatment technology for municipal and industrial wastewater. Wat. Sci. Technol., 24: 35-65. Robles-González, V., Galíndez-Mayer, J., Rinderknecht- Seijas, N., Poggi-Varaldo, HM. 2012. Treatment of mezcal vinasses: a review. J. Biotec., 157: 524 546. Santana,VS., Fernandes-Machado, NRC. 2008. Photocatalytic degradation of the vinasse under solar radiation. Catalysis Today, 133 135: 606 610. Siles, JA., García-García, I., Martín, A., Martín MA. 2011. Integrated ozonation and biomethanization treatments of vinasse derived from ethanol manufacturing. J. Haz. Mat., 188: 247 253. Tejada, M., Gonzalez, J.L., García-Martínez, A.M., Parrado, J. 2008. Application of green manure and green composted with beet vinasse on soil restoration: effects on soil properties. Bioresource Technology, 99, 11: 4949 4957. Tejada, M., García-Martínez AM., Parrado J. 2009. Effects of a vermicompost composted with beet vinasse on soil properties, soil losses and soil restoration. Catena, 77: 238 247. TKKY. Toprak Kirliliğinin Kontrolü Yönetmeliği. 2005. Resmi Gazete: 31.05.2005 ve 25831 sayı. http://www. ibb.gov.tr/trtr/kurumsal/birimler/cevrekorumamd/ Documents/ toprakyonetmelik.doc. Tosun, C., Binici, M.S., Mehmetli, E., Baban, A., Manav, N., Çoşkun, T., Debik, E. 2011. Composting of animal manure. Sigma, 117-125. TÜİK. T.C. Başbakanlık Türkiye İstatistik Kurumu. 1993. 1993 Verileri. TÜİK. T.C. Başbakanlık Türkiye İstatistik Kurumu. Belediye Atık İstatistikleri. 2008. http://www.tuik.gov.tr/pre HaberBultenleri.do?id=6214. 2008. Vlyssides, A.G., Israilides, C.J., Loizidou, M., Karvouni, G., Mourafeti V. 1997. Electrochemical treatment of vinasse from beet molasses. Water Sci. Tech., 36 : 2-3. Wong, JWC., Li, K., Kure, L.K., Su, DC. 2001. Toxicity evaluation of sewage sludges in Hong Kong. Environ. Int., 27 : 373-380. Zayas, T., R omero, V., Salgado, L., Meraz, M., Morales, U. 2007. Applicability of coagulation/flocculation and electrochemical processes to the purification of biologically treated vinasse effluent. Sep. Pur. Tech., 57 : 270 276.