ISSN: 1304-7191 | E-ISSN: 1304-7205
The importance of pH control during anaerobic digestion of municipal treatment sludges
1
2
Sigma J Eng Nat Sci 2011; 3(): 75-81
Full Text PDF (Turkish)

Abstract

In this study, the role of the pH on the anaerobic digestion of the primary sludge, taken from the primary sedimentation tank of a municipal wastewater treatment plant, at mesophilic temperature (35°C) was evaluated. In the scope of this study, performances of the continuously stirred anaerobic reactors, operated as batch systems, were investigated with the changes in the production of soluble chemical oxygen demand (SCOD) and volatile fatty acids (VFAs) as well as in the removal of volatile suspended solid (VSS). In the first anaerobic reactor, the pH was not controlled (R1) whereas the pH was kept above 6.5 by NaOH addition in the second reactor (R2). Results indicated that, VSS was removed with a corresponding production of VFAs and SCOD in both reactors. However, productions of VFAs and SCOD stopped earlier in the pH-controlled reactor. Thus, methanogenic phase started to operate at earlier times in the pH-controlled reactor whereas hydrolysis and fermentation were still operating in the pH-uncontrolled reactors. The complete consumption of VFAs was observed in both reactors. However, the complete reduction in VFAs in the pH-controlled reactor was observed almost one week earlier than it was in the pH-uncontrolled reactor The pH values changed between 4,7-6,7 in the pH-uncontrolled reactor in which VFA’s production did not yield a sudden pH drop. This might be due to the buffering of ammonia released from amino acid fermentation due to the proteins present in the primary sludge. Reduced solid mass is one of the most important objectives of anaerobic sludge application. This is very important for the treatment sludges when they are disposed of in landfills especially in the countries like Turkey. By the decrease in the sludge solid amounts, the sludge volumes that should be transported to landfills will also decrease. This will also help to reduce the area requirement observed in most landfills recently.


Evsel atıksu arıtma çamurlarının havasız çürütülmeleri sırasında pH kontrolünün önemi
1İstanbul Teknik Üniversitesi, İnşaat Fakültesi, Çevre Mühendisliği Bölümü, Maslak, İSTANBUL
2Vanderbilt Üniversitesi, İnşaat ve Çevre Mühendisliği Bölümü, Nashville-ABD
Sigma Journal of Engineering and Natural Sciences 2011; (3): 75-81

Bu çalışmada bir evsel atıksu arıtma tesisinin ön-çökeltim tankından alınan çamurun mezofilik (35°C) sıcaklık değerinde havasız çürütülebilirliği üzerinde pH’ın rolü değerlendirilmiştir. Çalışma kapsamında, kesikli olarak işletilen tam karışımlı havasız reaktörlerde ön-çökeltim çamurunun çürütülebilirliği, çözünmüş KOİ (KOİçöz) ve uçucu yağ asidi (UYA) üretimleri ile birlikte Uçucu Askıda Katı Madde (UAKM) giderimlerinde gözlenen değişimler ile değerlendirilmiştir. Kesikli çalışma süresince, birinci havasız reaktörde (R1) pH kontrolü yapılmamış, ikinci havasız reaktör (R2)’de ise NaOH ilavesi ile pH 6.5 değerinin üzerinde tutulmuştur. Her iki reaktörde de gözlenen UAKM giderimleri, UYA ve KOİçöz üretimleri ile paralellik göstermiştir. Fakat UYA ve KOİçöz üretimleri, pH kontrolü yapılan reaktörde daha erken durarak azalma eğilimine geçmiştir. Böylece pH kontrolü yapılan reaktörde metan fazına geçişin başladığı bekletme süresinde, pH kontrolü yapılmayan reaktörde hidroliz ve fermantasyon adımları hala devam etmektedir. UYA’nın tamamen tüketilmesi her iki reaktörde de gerçekleşmiş, fakat bu tüketim pH kontrolü yapılan reaktörde yaklaşık 1 hafta daha erken sürede gözlenmiştir. pH kontrolü yapılmayan reaktörde çalışma süresince pH değerleri 4.7-6.7 aralığında değişim göstermiştir. Bu reaktörde, UYA konsantrasyonlarındaki artış, ani pH düşüşü ile birlikte gerçekleşmemiştir. Bunun sebebi olarak, ön-çökeltim çamuru içersinde bulunan proteinlerin ve bunların yapıtaşları olan aminoasitlerin fermantasyonu ile amonyağın salınması ve salınan amonyağın tamponlama etkisi göstermesi düşünülmektedir. Anaerobik çürütme proseslerinin uygulamalarında en önemli amaçlardan birisi olan katı madde miktarındaki azalma, özellikle Türkiye gibi düzenli depolama alanlarında bertaraf edilen arıtma çamurları açısından önem taşımaktadır. Bu çamurların miktarlarındaki azalma ile depolama alanlarına gönderilmesi gereken çamur hacimleri de azalacaktır. Böylece düzenli depolama tesislerinde son yıllarda gözlenen alan ihtiyacı da önemli oranda azalacaktır.