Derin ORHON, Karahan Özlem GÜL, Nazik ARTAN

Aktif çamur sistemlerinde oksijen gereksiniminin biyokimyasal esasları ve modellenmesi

Bu çalışmada; aktif çamur sistemlerinde oksijen tüketimi, değişik biyokimyasal dönüşümleri yansıtan temel süreçler yardımı ile belirlenip modellenmiştir. Modellemede, substrat kullanımı ve biyokütle oluşumu esas alınmıştır. Oksijen tüketimini belirten ifadelerde substrat ve biyokütlenin tanımı için kullanılan değişik parametre çiftleri kullanılmıştır. Kullanılan modellerin kinetiği ve stokiyometrisi matris formatında her parametre çifti için ayrı ayrı tanımlanmıştır. Oksijen tüketimi için geçerli olan değişik ifadeler bu modellere göre türetilmiş ve bu yaklaşımla literatürde verilen benzer tanımların biyokimyasal temelleri ortaya konmuştur. İncelemede, Türkiye'de aktif çamur tesislerin tasarımında oksijen gereksiniminin hesaplanması için yönetmeliklerde kullanılması önerilen ifadeler de ele alınmış ve bu ifadelerdeki katsayıların geçerliliği değerlendirilmiştir.

Biochemical basis and modeling of oxygen requirement in activated sludge systems

In this study, oxygen requirement in activated sludge is evaluated and modelled in terms of fundamental processes reflecting different biochemical transformations. Modern modeling concepts define substrate utilisation and endogenous decay as major processes requiring final electron acceptor. In aerobic systems, dissolved oxygen acts as, and therefore, is consumed as the final electron acceptor. Substrate and biomass may be defined in terms of different parameters. Chemical oxygen demand (COD) and biochemical oxygen demand (BOD5) are the traditional substrate parameters. COD also serves to define biomass along with the more traditional volatile suspended solids (VSS) parameter. Model alternatives covering basic biochemical processes in activated sludge are defined in a matrix format for different substrate and biomass parameters, each associated with a different stoichiometry. These modeling alternatives are used to derive different oxygen requirement expressions, all compatible among themselves, for each substrate/biomass couple. The biochemical bases of the coefficients in these expressions are set in terms of fundamental model constants. As a practical implication of the conceptual evaluation approach, this study also covers a critical appraisal of formulations proposed in the regulations implemented by the authorities in Turkey, for the evaluation of the oxygen requirements in activated sludge design.

PDF

___

ATV. (1991). Bemessung von einstufingen Belebungsanlagen ab 5000 Einwohnerwerten. Arbeitsblatt A 131.
Chudoba, J., Nemec, M. ve Nemcova, R. (1968). Residual organic matter in activated sludge process effluents-II. Degradation of saccharides and fatty acids under continuous conditions. Technol. Wat., 13, 27.
Eckenfelder, W. W., Jr. ve Grau, P. (1992). Activated Sudge Process Design and Control: Theory and Practice. Lancester, PA: Technomic Publishing Co. Inc.
Eckhoff, D. ve Jenkins, D., (1967). Activated sludge system kinetics of the steady and transient states. SERL Report No.67-2. University of California, Berkeley.
Gujer, W., Henze, M., Mino, T. ve van Loosdrecht, M. (2000). Activated Sludge Model No.3. In: Activated Sludge Models ASM1, ASM2, ASM2D and ASM3, Henze, M., Gujer, W., Mino, T., van Loosdrecht, M., (eds.) IWA Scientific and Technical Report No.9. IWA London. ISBN: 1 900222 24 8.
Henze, M., Grady, C. P. L. Jr., Gujer, W., Marais, G. v. R. ve Matsuo, T. (1987). Activated Sludge Model No.1. IAWPRC Scientific and Technical Report No.1, IAWPRC, London.
Henze, M., Gujer, W., Mino, T., Matsuo, T., Wentzel, M. C. ve Marais, G. v. R., (1995). Activated Sludge Model No.2. IAWPRC Scientific and Technical Report No.2, IAWQ, London.
McCarty, P. L., (1971). Energetics and microbial growth. Water Pollution Microbiology, 1, R. Mitchell, ed., New York, NY:Marcel Dekker, Inc., 495-533.
Orhon D. ve Artan, N., (1994). Modelling of Activated Sludge Systems, Technologic Publ. Co., Lancester, USA.
Washington, D. R. ve Hetling, L. J., (1965). Volatile sludge accumulation in activated sludge plants. J. Wat. Poll. Cont. Fed., 37, 499.