Balıkesir kentsel katı atık depolama sahası sızıntı sularından jet loop reaktör kullanarak amonyak giderimi

Abstract

Katı atıklar depolandığı sahanın yağmur, yüzey ve yeraltı sularıyla teması sonucunda depo koşullarındaki çözünürlüklerine bağlı olarak düşük veya fazla miktarlarda sıvı faza geçip bunyelerinde bulunan sularla karışarak sızıntı suyunu oluştururlar. Yüksek organik içeriğe ve ağır metal konsantrasyonuna sahip, koyu renkli, kokulu ve birçok kirletici parametreyi içeren sızıntı sularının arıtılması son derece güçtür. Sızıntı suyu arıtımında klasik arıtım prosesleri tek başlarına yeterli olamamaktadır. Sızıntı sularının yüksek konsantrasyondaki azot bileşikleri, biyolojik arıtımı oldukça zorlaştırmaktadır. Bu nedenle biyolojik arıtımdan önce amonyak formundaki azotun giderilmesi gereklidir. Bu çalışmada, klasik sistemlere göre düşük enerji gereksinimi olan jet loop reaktörlerde hava sıyırma metodu ile sızıntı sularından azot giderim performansı incelenmiştir. Jet loop reaktörler (JLR) kurulumu ve işletilmesi oldukça basit, düşük yatırım ve işletim maliyetine sahip, sirkülasyon hızının tam olarak kontrol edilebildiği, çok iyi seviyede gaz dispersiyonunun sağlandığı, oldukça yüksek karıştırma ve kütle transferi elde edildiği, homojen konsantrasyon ve ısı profilinin sağlanabildiği, yüksek performanslı reaktör sistemleridir. Çalışmanın ilk aşamasında Balıkesir Katı Atık Yarı Düzenli Depolama Sahası'ndan alınan sızıntı suları karakterize edilmiştir. Ardından JLR' de sıcaklık, pH, hava debisi ve sirkülasyon debisi parametrelerinin amonyak giderme performansı üzerine etkisi denenmiştir. Reaktöre sızıntı suyu sahadan geldiği konsantrasyonda (NH3= 800-1460 mg/L) beslenmiştir. Sistemden 1460 mg/L amonyak konsantrasyonu için pH= 11, 45oC sıcaklık, 3700 L/saat sirkülasyon hızı ve 1000 L/saat hava debisinde 7 saatlik havalandırma sonucu %82, 12 saatlik havalandırma sonucu %95 amonyak giderim verimi elde edilmiştir.

Solid wastes in landfill where the rain, surface waters and underground waters in contact dissolve to water phase and form leachate. An other source of leachate is solid waste's (organic fraction) internal water. This wastewater, which contains high organic content, is dark in color, has a heavy odor, contains high concentrations of heavy metal and extremely difficult to treat. Conventional treatment systems are failed to treat leachate alone. Because of high concentrations of nitrogen compounds, it is difficult to treat with biological treatment systems. For this reason ammonia must be removed before biological treatment. In this study, ammonium removal performance by gas stripping via jet loop reactor, which has simple installation and operation, low investment and operating costs, low energy requirement than classical systems, precisely controlled circulation rate, can provide a very good gas dispersion, homogeneous concentration and temperature profile, has a high performance at mixing and mass transfer, is investigated. Initially Balıkesir providence Solid Waste Landfill leachate was characterized. The effect of temperature, pH, air rate and circulation rate on ammonia stripping performance at jet loop reactor was tested. Leachate (contains NH3= 1000-1460 mg/L) was fed to the reactor as it is without dilution. The system has 82 % ammonia removal efficiency at pH=11, 45 oC, 3700 L/h circulation rate, 1000 L/h air rate and 7 hours of operation time. Also at the same operation conditions 97 % ammonia removal efficiency at 12 hours of operation time was observed.