286 KB - Çevre Mühendisleri Odası

TMMOB
Çevre Mühendisleri Odası
V. ULUSAL
ÇEVRE MÜHENDİSLİĞİ KONGRESİ
ÇAMUR FİLTRASYONU
Hande Yükseler1, Özge Yılmaz2, Ülkü Yetiş3, İsmail Tosun4
(1) Arş. Gör., Çevre Mühendisi, ODTÜ Çevre Mühendisliği Bölümü, [email protected]
(2) Çevre Mühendisi, ODTÜ Çevre Mühendisliği Bölümü, [email protected]
(3) Prof. Dr., Öğretim Görevlisi, ODTÜ Çevre Mühendisliği Bölümü, [email protected]
(4) Prof. Dr., Öğretim Görevlisi, ODTÜ Kimya Mühendisliği Bölümü, [email protected]
ÖZET
Su ve atıksu arıtma tesislerinde uygulanan çeşitli biyolojik ve kimyasal prosesler sonucunda
oluşan ve içinde yüksek oranda su ile birlikte, çeşitli kirleticiler bulunduran çamurların,
çevreye en az zarar verecek şekilde bertaraf edilmesi gerekmektedir. Çamurların
susuzlaştırılması amacıyla kullanılan yöntemlerin en başında vakum veya basınç filtrasyonu
gelmektedir. Çamurların filtre edilebilir ya da susuzlaştırılabilirliğini ölçmek için; özgün kek
direnci, kılcal emme süresi ve belirli miktarda süzüntü elde edilmesi için gerekli süre gibi
parametreler kullanılmaktadır. Temelde hemen hemen aynı olan bu üç parametreden özgün kek
direnci, çamurdaki katı tanecik konsantrasyonuna bağımlı olmaması sebebiyle tercih edilmekte
ve yaygın olarak kullanılmaktadır. Özgün kek direncinin belirlenmesinde; çamur örneği bir
süzme ortamı ya da malzemesi üzerinden süzülmekte ve zamana karşı elde edilen süzüntü
hacmi verisi, parabolik filtrasyon denkleminin doğrusallaştırılmış haline oturtulmaktadır.
Bu çalışmada, Ankara Sincan Evsel Atıksu Arıtma Tesisi aktif çamur ünitesi geri dönüşüm
hattından alınan aktif çamur örneği ile bir dizi vakum filtrasyon testi yapılmıştır. Deneylerde,
Buchner hunisi kullanılmış ve zamana karşı süzüntü suyu hacmi izlenmiştir. Aynı çamur için,
değişik çapta ve gözeneklilikteki filtre kağıtları kullanılarak gerçekleştirilen testler sonucunda;
parabolik filtrasyon denkleminin aynı çamur için farklı özgün kek direnci değerleri
verebileceğinin göstermiştir. Bu sonuçlar, özgün kek direncinin aktif çamur filtrasyonunu
doğru karakterize eden bir parametre olmadığını açıkça göstermiştir.
Anahtar Kelimeler: çamur filtrasyonu, özgün kek direnci, süzme ortamı direnci, parabolik
filtrasyon denklemi, aktif çamur
SLUDGE FILTRATION
ABSTRACT
Process sludges resulting from various biological and chemical processes in water and
wastewater treatment plants contain water and certain amounts of organic and/or chemical
materials and pollutants and has to treated so as to give minimum impact to the environment
upon their disposal. Filtration (vacuum or pressure) is one of the most commonly used methods
to separate the water and organic and/or chemical materials within the sludge. To assess the
filterability or dewaterability of sludges, parameters like specific cake resistance, capillary
suction time and Buchner funnel filtration time is used. Although basically the three
parameters are the same; specific cake resistance is preferred in sludge characterization since it
Çamur Filtrasyonu
Hande YÜKSELER
does not depend on solid concentration. In order to evaluate specific cake resistance, the sludge
sample is filtered through a filter paper or a cloth and the volume of filtrate collected with time
is inserted into the linearized form of the parabolic filtration equation.
In this study, vacuum filtration tests with activated sludge taken from the recycle line of
activated sludge unit of Ankara Sincan Municipal Wastewater Treatment Plant are performed.
In the experiments, Buchner funnel apparatus is used and the filtrate volume collected with
time is monitored. Experiments revealed that changing the diameter and the type of the filter
paper yields different specific cake resistance values from the parabolic filtration equation for
the same sludge. These results undoubtfully show that specific cake resistance is not a correct
parameter to characterize filtration of activated sludge.
Keywords: sludge filtration, specific cake resistance, filter medium resistance, parabolic
filtration equation, activated sludge
GİRİŞ
Atıksu arıtma tesislerinde biyolojik arıtım prosesleri sonucunda ortaya çıkan biyolojik çamur
çok miktarda su ve çeşitli kirletici unsurlar içermekte ve nihai bertarafı öncesinde, su
içeriğinin mümkün olduğunca azaltılması gerekmektedir. Yoğunlaştırma sonrası su içeriği
hala yüksek olan çamurun, susuzlaştırılması gerekmektedir. Bu amaçla, çamur
susuzlaştırılması ana başlığı altındaki; vakum ya da basınç filtrasyonu, santrifüjleme, kurutma
yatakları gibi teknikler uygulanmaktadır. Bu tekniklerin en başında, vakum filtrasyonu
gelmektedir. Evsel atıksuların arıtımıyla oluşan biyolojik çamur içindeki katı madde
yüzdesini, vakum filtrasyonu ile tipik olarak %5-10’dan %25-30’a kadar arttırmak mümkün
olmaktadır. Ancak; genel olarak vakum filtrasyonu işleminin verimi, susuzlaştırılan çamurun
özelliklerine bağlı olarak değişmektedir. Çamurun; selüloz içeriği, pH’sı, taneciklerin
elektriksel yükü, organik madde içeriği, bağlı su miktarı, katı tanecik konsantrasyonu, katı
taneciklerin mekanik mukavemeti vb. pekçok parametre, çamurun susuzlaştırılabilirliğini
etkilemektedir (Lo ve diğerleri, 2001).
Çok sayıda değişkenin etkilediği susuzlaştıralabilirlik, yaygın olarak; belirli miktarda süzüntü
elde edebilmek için gereken süre, kılcal emme süresi (CST) ve özgün kek direnci
parametreleri ile karakterize edilmektedir. Her üç parametre de temelde aynı olmakla birlikte;
özgün kek direnci, çamurdaki katı tanecik konsantrasyonuna bağımlı olmaması nedeniyle
çamur karakterizasyonu için tercih edilmektedir (Gale, 1967; Kavanagh, 1980; Christensen ve
Dick, 1985a, 1985b). Özgün kek direnci, "Buchner" hunisi kullanılarak yapılan deney
sonuçlarının, parabolik filtrasyon denklemi ile değerlendirilmesiyle elde edilmektedir. Özgün
kek direnci, filtrasyon literatüründe ilk defa Ruth (1933) tarafından tanımlanmıştır. Bu
tanımın aktif çamur filtrasyonuna uygulanması ise, ilk olarak Coackley ve Jones (1956)
tarafından gerçekleştirilmiştir.
PARABOLİK FİLTRASYON DENKLEMİ: ÇIKARIMI VE VARSAYIMLAR
Filtrasyon literatüründe özgün kek direnci kavramı ilk defa Ruth (1933) tarafından ortaya
atılmıştır. Ruth, Ohm Kanunu (Akım = Voltaj / Direnç) ile filtrasyon arasında benzerlik
kurarak, süzüntü akış hızına karşı gösterilen direncin kek ve süzme ortamı dirençlerinin
toplamına eşit olduğunu varsaymıştır. Parabolik filtrasyon denklemi ise Ohm Kanunu ile kütle
denkliğinin birlikte düşünülmesi sonucu elde edilmiştir:
µRm
t µc〈α 〉
V+
=
2
V 2A P
AP
burada;
412
(1)
Çamur Filtrasyonu
Hande YÜKSELER
t = zaman (sn)
V = süzüntü hacmi (ml)
µ = süzüntü viskozitesi (N.s/m2)
w = aktif çamur MLSS konsantrasyonu (mg/L)
A = süzmede etkin alan (m2)
∆P = uygulanan vakum (Pa)
R = özgün kek direnci (m/kg)
Rf = süzme ortamı direnci (1/m)
veya kısaca,
t
= bV + a
V
(2)
yazılabilmektedir. Buradaki a ve b terimleri şu şekilde tanımlanmaktadır:
a=
µRm
AP
(3)
b=
µc〈α 〉
2 A2 P
(4)
Denklem 2’den de görüleceği gibi, t/V'nin V'ye karşılık çizilmesiyle elde edilecek doğrunun
eğimi b'ye, doğrunun t/V eksenini kestiği nokta ise a'ya eşittir (Şekil 1). Çizilen doğrudan b
değerinin elde edilmesiyle özgün kek direnci,
〈α 〉 =
2 A2 bP
µC
(5)
olarak hesaplanır. Aktif çamur için özgün kek direnci değeri, genellikle 1013 ile 1014 m/kg
arasında olarak rapor edilmektedir (Tchobanoglous, 1979).
Şekil 1. Parabolik filtrasyon denkleminden a ve b parametrelerinin bulunması.
413
Çamur Filtrasyonu
Hande YÜKSELER
Aktif çamurun susuzlaştırılabilirliğine ilişkin olarak, parabolik filtrasyon denklemi uygulanıp,
özgün kek direnci hesaplanırken süzme ortamı direnci genellikle ihmal edilmektedir. Oysa;
başta aktif çamur olmak üzere çeşitli çamurların susuzlaştırılması ya da filtrasyonu için,
t/V’nin V’ye karşı çizilmesiyle her zaman doğru elde edilememekte veya doğru elde edilse
bile doğrunun t/V eksenini kestiği nokta negatif olmaktadır (Tosun ve diğerleri, 1993).
Kesenin negatif olması, süzme ortamı direncinin negatif olması demektir ki, bu da
olanaksızdır. Dolayısıyla, parabolik filtrasyon denklemi uygulanabilir olmamaktadır. Çeşitli
araştırmacılar, parabolik filtrasyon denklemine alternatif başka pekçok filtrasyon modeli
geliştirmişlerse de; çevre mühendisliği uygulamalarında, parabolik filtrasyon denklemi ya da
özgün kek direnci çok yaygın olarak kullanılmaya devam etmektedir.
Parabolik filtrasyon denkleminin bu zayıflığı, çeşitli varsayımlara dayanmaktadır (Tien ve
diğerleri, 2001; Lee ve Wang, 2000). Bunlar; katı taneciklerin hızının ihmal edilebilir olması,
sıvı akış hızının Darcy Kanunu ile tarif edilebileceği, çamur keki özelliklerinin (boşluluk ve
geçirgenlik) sadece basınç gerilmesine bağlı olması, süspansiyon-kek interfazının hareketli
oluşunun ihmal edilebilir olması ve katı tanecikler arasında noktasal etkileşimin bulunmasıdır.
Ancak, yapılan bu varsayımlar aktif çamur filtrasyonu için geçerli görünmemektedir. Şöyle
ki: taneciklerin hareketli olmadığı koşulda çamurda sıkışma söz konusu olamaz, aktif çamuru
oluşturan katı tanecikler için noktasal etkileşim mümkün olamaz. Bu varsayımlar; aktif çamur
gibi karmaşık bir yapıya sahip, susuzlaştırılmaya karşı yüksek bir direnç gösteren ve
bünyesinde büyük miktarlarda “taneciklere bağlı su içeriği” bulunduran bir yapı için geçerli
olamaz (Lee ve Wang, 2000). Bu sebeple, parabolik filtrasyon denkleminin aktif çamur
susuzlaştırmasını doğru bir şekilde yansıtabilmesi için dayandığı varsayımlar gözden
geçirilmeli ve gerekli düzenlemeler yapılmalıdır.
Bu çalışmanın amacı, aktif çamur filtrasyonu için parabolik filtrasyon denkleminin
uygulanabilirliğinin sorgulanması ve yukarıda işaret edilen tartışmalı hususun
araştırılmasıdır. Aynı aktif çamur örneği için; farklı süzme ortamı boyutu, farklı süzme ortamı
gözenek büyüklüğü ve farklı süzme basıncı değerleri için filtrasyon testleri gerçekleştirilmiş
ve elde edilen verilerin parabolik filtrasyon denklemine uygunluğu araştırılmıştır.
YÖNTEM
Malzemeler
Deneyler sırasında kullanılan 10 g/L katı madde derişimli aktif çamur, bir seferde, Ankara
Sincan Evsel Atıksu Arıtma Tesisi Aktif Çamur Ünitesi geri dönüşüm hattından alınmıştır.
Süzme ortamı olarak Whatman 40, 41 ve 42 numaralı filtre kağıtları kullanılmıştır. Filtre
kağıtlarının gözenek boyutları Tablo 1’de verilmiştir. Süzme ortamı alan büyüklüğünün ya da
çapının etkisini gözlemleyebilmek için, 47 mm ve 90 mm çaplarında filtre kağıtları
kullanılmıştır.
Tablo 1. Süzme Ortamı Özellikleri
414
Süzme Ortamı
Gözenek Boyutu (µm)
Whatman 40
8
Whatman 41
20-25
Whatman 42
2.5
Çamur Filtrasyonu
Hande YÜKSELER
Deneysel Metodlar
Aktif çamur filtrasyonu, laboratuar koşullarında Buchner hunisi kullanılarak gerçekleştirilmiş
ve bilinen hacimli çamur örneği süzülerek, toplanan süzüntü hacmi zaman karşı izlenmiştir.
Kullanılan düzenek Şekil 2’de verilmiştir.
Şekil 2. Vakum Filtrasyon Düzeneği
Süzme ortamı çapının çamur filtrasyonuna etkisini gözlemleyebilmek için yapılan deneylerde,
karşılaştırılabilir sonuçlara ulaşabilmek için birim alana düşen katı madde miktarı sabit
tutulacak şekilde çamur hacmi filtrasyona tabi tutulmuştur. Bu durumda, 47 mm’lik süzme
ünitesi kullanıldığında süzmede etkin çap 40 mm olduğu için 50 ml çamur numunesi
alınırken, 90 mm’lik süzme ünitesi kullanıldığında 253 ml çamur süzülmüştür.
BULGULAR VE TARTIŞMA
Süzme Ortamı Çapının Etkisi
Aktif çamur filtrasyonuna süzme ortamı çapının etkisini gözlemleyebilmek için aynı gözenek
büyüklüğüne sahip süzme kağıdı ve aynı basınç altında iki farklı çapta (47mm ve 90mm)
süzme ortamı kullanılarak deneyler yapılmıştır. Deney I ve II’de Whatman 40 numaralı süzme
ortamı kullanılırken, Deney III ve IV’te ise Whatman 42 numaralı süzme ortamı kullanılarak
47 mm ve 90 mm’lik süzme ortamları karşılaştırılmıştır.
Deney koşulları Tablo 2’de, elde edilen sonuçların parabolik filtrasyon denklemine
uygulanması ile hesaplanan özgün kek direnci ve süzme ortamı direnci değerleri de Tablo 3’te
verilmektedir. Tablo 3’den net olarak görülebileceği gibi, aynı çamur için farklı süzme ortamı
kullanımı, farklı özgün kek direnci değerlerine götürmektedir. Her iki çapta süzme ortamı için
aynı özgün kek direnci beklenirken, farklı değerler elde edilmesi süzme ortamı ya da süzme
ortamı büyüklüğünün önemli bir işletme değişkeni olduğunu işaret etmektedir. Fiziksel olarak
açıklanamayan negatif süzme ortamı dirençleri de, parabolik filtrasyon denkliğinin
tartışılabilirliğini açıkça göstermektedir.
415
Çamur Filtrasyonu
Hande YÜKSELER
Tablo 2. Deney Koşulları – Süzme Ortamı Çapının Etkisi
Deney No
Değişken
I
II
III
IV
Süzme Ortamı Tipi
Whatman 40
Whatman 40
Whatman 42
Whatman 42
Süzme Ortamı Çapı
47 mm
90 mm
47 mm
90 mm
Uygulanan Vakum
22 in-Hg
22 in-Hg
22 in-Hg
22 in-Hg
Çamur hacmi
50 ml
253 ml
50 ml
253 ml
t/V (saniye/ml)
500
400
y = 13,827x - 53,101
R2 = 0,9824
300
200
100
0
0
10
20
30
40
V (ml)
Şekil 3. t/V’ye karşılık V grafiği (Deney I)
60
t/V (saniye/ml)
50
y = 0,2126x - 1,082
2
R = 0,9833
40
30
20
10
0
0
50
100
150
200
V (ml)
Şekil 4. t/V’ye karşılık V grafiği (Deney II)
416
250
300
Çamur Filtrasyonu
Hande YÜKSELER
t/V (saniye/ml)
250
y = 4,5134x - 1,0485
R2 = 0,9954
200
150
100
50
0
0
10
20
30
40
50
V (ml)
t/V (saniye/ml)
Şekil 5. t/V’ye karşılık V grafiği (Deney III)
80
y = 0,2519x + 8,3488
70
R2 = 0,9538
60
50
40
30
20
10
0
0
50
100
150
200
250
300
V (ml)
Şekil 6. t/V’ye karşılık V grafiği (Deney IV)
Tablo 3. Hesaplanan R ve Rf Değerleri – Süzme Ortamı Çapı Etkisi
Deney No
I
II
III
IV
Süzme Ortamı Tipi/
Çapı
Whatman 40
47 mm
Whatman 40
90 mm
Whatman 42
47 mm
Whatman 42
90 mm
R (m/kg)
Rf (1/m)
2.85*1014
-4.354*1012
1.123*1014
-4.49*1011
9.30*1013
-8.60*1010
1.33*1014
3.46*1012
Süzme Ortamı Gözenek Büyüklüğünün Etkisi
Aktif çamur filtrasyonuna süzme ortamı gözenek büyüklüğünün etkisini gözlemleyebilmek
için aynı çapta süzme kağıdı ve aynı basınç altında üç farklı gözenek büyüklüğünde
(Whatman 40, 41 ve 42) süzme ortamı kullanılarak deneyler yapılmıştır.
417
Çamur Filtrasyonu
Hande YÜKSELER
Deney V ve VI’da, 47 mm çapında süzme ortamında aynı vakum altında Whatman 40 ve 41
numaralı filtre kağıtları karşılaştırılırken, Deney VII ve VIII’de 90 mm çapında süzme
ortamında aynı vakum altında Whatman 40 ve 42 numaralı filtre kağıtları karşılaştırılmıştır.
Deney koşulları, Tablo 4’te; hesaplanan özgün kek ve süzme ortamı dirençleri ise Tablo 5’de
sunulmaktadır. Çapı 47 mm’lik ortamda Whatman 40 ile süzülen aktif çamur, Whatman 41 ile
süzülenden neredeyse 7 kat yüksek özgün kek direncine sahipken, 90 mm’lik ortamdaki
deney sonuçlarındaki özgün kek direnci değerleri farkı daha düşük gerçekleşmiştir. Çapı 47
mm’lik ortam için negatif süzme ortamı dirençleri bulunurken, 90 mm’lik ortam için
Whatman 40 numaralı süzme ortamıyla yapılan filtrasyonda negatif, Whatman 42 ile yapılan
deneyde ise pozitif süzme ortamı direnci bulunmuştur. Bu da parabolik filtrasyon denkleminin
aktif çamur susuzlaştırılmasındaki tutarsızlığını açıkça göstermektedir.
Tablo 4. Deney Koşulları - Süzme Ortamı Gözenek Büyüklüğünün Etkisi
V
VI
VII
VIII
Süzme Ortamı Tipi
Whatman 40
Whatman 41
Whatman 40
Whatman 42
Süzme Ortamı Çapı
47 mm
47 mm
90 mm
90 mm
Uygulanan Vakum
15 in-Hg
15 in-Hg
22 in-Hg
22 in-Hg
Çamur hacmi
50 ml
50 ml
253 ml
253 ml
300
y = 5,5753x - 4,8234
R2 = 0,9907
t/V (saniye/ml)
250
200
150
100
50
0
0
10
20
30
V (ml)
Şekil 7. t/V’ye karşılık V grafiği (Deney V)
418
40
50
Çamur Filtrasyonu
Hande YÜKSELER
60
t/V (saniye/ml)
50
y = 1,2183x - 7,7803
2
R = 0,9925
40
30
20
10
0
-10 0
10
20
30
40
50
60
V (ml)
Şekil 8. t/V’ye karşılık V grafiği (Deney VI)
50
y = 0,2126x - 1,082
2
R = 0,9833
40
30
20
10
0
0
50
100
150
200
250
300
V (ml)
Şekil 9. t/V’ye karşılık V grafiği (Deney VII)
t/V (saniye/ml)
t/V (saniye/ml)
60
80
70
60
50
40
30
20
10
0
y = 0,2519x + 8,3488
2
R = 0,9538
0
50
100
150
200
250
300
V (ml)
Şekil 10. t/V’ye karşılık V grafiği (Deney VIII)
419
Çamur Filtrasyonu
Hande YÜKSELER
Tablo 5. Hesaplanan R ve Rf Değerleri – Süzme Ortamı Gözenek Büyüklüğünün Etkisi
Deney No
Süzme Ortamı
Whatman 40
47 mm
Whatman 41
47 mm
Whatman 40
90 mm
Whatman 42
90 mm
V
VI
VII
VIII
Rf (1/m)
R (m/kg)
13
-2.70*1011
1.71*1013
-4.35*1011
1.123*1014
-4.49*1011
1.33*1014
3.46*1012
7.83*10
Filtrasyon Basıncının Etkisi
Aktif çamur filtrasyonuna uygulanan vakumun büyüklüğünün etkisini gözlemleyebilmek için
aynı çapta ve gözenek büyüklüğünde süzme kağıdı kullanılarak deneyler yapılmıştır.
Deney IX ve X’da, 47 mm çapında süzme ortamında sırasıyla 22 in-Hg’lik ve 15 in-Hg’lik
vakum basıncı altında Whatman 40 numaralı süzme ortamı kullanılarak süzme işlemi
gerçekleştirilmiştir. Deney koşulları Tablo 6’da, sonuçları, özgün kek direnci ve süzme ortamı
direnci değerleri de Tablo 7’de verilmiştir.
Bu deneyler sonucunda, Tablo 7’de sunulduğu üzere, düşük basınçta yapılan vakum filtrasyon
deneylerinde daha düşük özgün kek direnci değeri elde edilmiştir. Öte yandan, her iki basınçta
da negatif süzme ortamı dirençleri elde edilmiştir.
Tablo 6. Deney Koşulları - Filtrasyon Basıncının Etkisi
IX
X
Süzme Ortamı Tipi
Whatman 40
Whatman 40
Süzme Ortamı Çapı
47 mm
47 mm
Uygulanan Vakum
22 in-Hg
15 in-Hg
Çamur hacmi
50 ml
50 ml
t/V (saniye/ml)
500
400
y = 13,827x - 53,101
2
R = 0,9824
300
200
100
0
0
10
20
30
V (ml)
Şekil 11. t/V’ye karşılık V grafiği (Deney IX)
420
40
t/V (saniye/ml)
Çamur Filtrasyonu
Hande YÜKSELER
300
250
200
150
100
50
0
y = 5,5753x - 4,8234
2
R = 0,9907
0
10
20
30
40
50
V (ml)
Şekil 12. t/V’ye karşılık V grafiği (Deney X)
Tablo 7: Hesaplanan R ve Rf Değerleri - Filtrasyon Basıncının Etkisi
Deney No
IX
X
Süzme Ortamı
Whatman 40-47mm
22in-Hg
Whatman 40-47mm
15 in-Hg
R (m/kg)
Rf (1/m)
13
-2.70*1011
1.71*1013
-4.35*1011
7.83*10
TARTIŞMA
Özgün kek direnci, bir çamurun ne boyutta susuzlaştırılabilir ya da filtre edilebilir olduğunu
gösteren ve özellikle aktif çamur filtrasyonunda sıkça kullanılan bir parametredir. Aktif çamur
için tipik özgün kek direnci değerleri literatürde verilmektedir (Tchobanoglous, 1979). Ancak
bu değerler, çamurun biyolojik ve kimyasal özellikleri ile özgün kek direncinin ölçümü
sırasındaki işletim koşulları göz önünde bulundurulmadan, sabit bir parametre gibi
verilmektedir. Oysa, aynı çamur için farklı koşullarda yapılan süzme testleri, farklı özgün kek
direnci değerleri vermiştir. Bu, özgün kek direncinin aslında literatürde verildiği gibi sabit bir
değer olmadığını, süzme ortamı ve işletim koşulları ile değişebileceğini açıkça göstermiştir.
Bu durum, bütünüyle, çamur susuzlaştırılmasında kullanılan parabolik filtrasyon denkleminin
aktif çamur filtrasyonunu doğru bir şekilde karakterize edemediğini işaret etmektedir.
Nitekim, bazı çalışmalarda süzme ortamı direnci değerleri sabit kabul edilirken, bir diğer
kısmında süzme ortamı direnci ihmal edilmektedir (Tien, 2002). Ancak, bu çalışmanın
sonuçları, bu parametrenin ihmal edilemeyecek kadar büyük olduğunu açıkça göstermektedir
(Tablo 3-7). Bunun yanı sıra, fiziksel olarak açıklanması mümkün olmayan negatif süzme
ortamı direnci değerlerinin elde edilmiş olması, parabolik filtrasyon denkliğinin geçersizliğini
ayrıca işaret etmektedir. Bu nedenle, çamur filtrasyonunu tanımlayacak yeni bir model
geliştirilmesi gerekmektedir. Literatürde mevcut çalışmalar, genellikle kaolin ve kalsiyum
karbonat gibi konvensiyonel parçacık sistemlerine yönelik olduğundan ve
susuzlaştırılabilirliği karakterize edebilen özgün kek direnci benzeri bir değişken
içermediğinden, çevre mühendisliği uygulamalarında kullanılamamaktadır. Bu çalışmanın
devamında, aktif çamur filtrasyonunu tanımlayacak, bu hedefe yönelik yeni bir filtrasyon
modeli geliştirilmesi hedeflenmektedir.
421
Çamur Filtrasyonu
Hande YÜKSELER
TEŞEKKÜR
Bu çalışma, ODTÜ tarafından BAP 2002-07-02-00-101 No’lu “Biyolojik ve Kimyasal Çamur
Filtrasyonu” başlıklı proje kapsamında desteklenmektedir.
KAYNAKLAR
Christensen, G. L., Dick, R. A. (1985a), “Specific Resistance Measurements: Non-parabolic
Data”, Journal of Environmental Engineering, ASCE, 111:243-257.
Christensen, G. L., Dick, R. A. (1985b), “Specific Resistance Measurements: Methods and
Procedures”, Journal of Environmental Engineering, ASCE, 111:258-271.
Coackley, P., Jones, B. R. S. (1956), “Vacuum Sludge Filtration I. Interpretation of Results by
the Concept of Specific Resistance”, Sewage and Industrial Wastes, 28:963.
Gale, R. S. (1967), “Filtration Theory with Special Reference to Sewage Sludges”, Water
Pollution Control, 66:622-632.
Kavanagh, B. V. (1980), “The Dewatering of Activated Sludge: Measurement of Specific
Resistance to Filtration and Capillary Suction Time”, Water Pollution Control, 79:388-398.
Lee, D. J., Wang, C. H. (2000), “Theories of Cake Filtration and Consolidation and
Implications to Sludge Dewatering”, Water Research, 34/1:1-20.
Lo, I. M. C., Lai, K. C. K., Chen, G. H. (2001), “Salinity Effect on Mechanical Dewatering of
Sludge with and without Chemical Coditioning”, Environmental Science and Technology,
35:4691-4696.
Ruth, B. F. (1933), “Studies in Filtration II-Fundamental Axiom of Constant Pressure
Filtration”, Ind. Eng. Chem., 25:153-161.
Tchobanoglous, G. (1979), Wastewater Engineering: Treatment, Disposal, Reuse, 2nd Ed.,
McGraw-Hill, New York.
Tien, C. (2002), “Cake Filtration Research-A Personal View”, Powder Technology, 127:1-8.
Tien, C., Teoh, S. K., Tan, R. B. H. (2001), “Cake Filtration Analysis-The Effect of the
Relationship Between the Pore Liquid Pressure and the Cake Compressive Stress”, Chemical
Engineering Science, 56:5361-5369.
Tosun, İ., Yetiş, Ü., Willis, M. S., Chase, G. C. (1993), “Specific Cake Resistance: Myth or
Reality”, Water Science and Technology, 28/1:91-101.
422