UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) kolon reaktör teknolojisi; yukarı akışlı kolon reaktörler, anaerobik arıtımda en çok kullanım alanına sahip sistemdir. 1970’lerin sonuna doğdu Lettinga ve ekibi tarafından Hollanda’da geliştirilmiştir. UASB reaktörde giriş alt kısımdandır, ve yukarı akışlıdır. Reaktörün üst taraflarında, çıkışa katı madde karışmasını önlemek amacıyla tasarlanmış perdecikler bulunur. Ancak yine de bazı durumlarda UASB reaktör çıkış suyu çökeltme tankına aktarılır ve buradan çıkan çamur reaktöre geri devredilir. Bazı durumlarda ise çıkış bölümü filtre sistemli hibrit reaktörler tasarlanır. Bu iki modifikasyonun da amacı katı madde çıkışını önlemektir.
Kolon Reaktörler
UASB reaktörün en önemli avantajı, diğer anaerobik sistemlere göre çok daha fazla hacimsel organik yükü karşılayabilmesidir. Bunun temel nedeni ;
UASB reaktörün dip bölmesinde granüler çamurun 50-100 g/L, üst kısım fazının ise 5-40 g/L olan katı madde konsantrasyonudur. Granüler partiküllerin çapı 1mm ile 3 mm arasında değişebilmektedir. Granüller, sistemin girişindeki alıştırma adımında geliştirilir veya benzer bir tesisin işletmeye alma evresinden temin edilir. Bu sistemlerde granül geliştirilmesinde bir çok faktör vardır. Örneğin evsel atıksu arıtımı amacıyla tasarlanmış bir UASB reaktörde granül geliştirilmesi için dikkat edilmesi gereken temel hususlar şu şekilde sıralanabilir;
- Aşı çamuru konsantasyonu için UKM cinsinden 10-15 kg/m3 aralığında bir değer seçilmelidir.
- Başlangıçta uygulanan organik yük, 0,05-0,10 kg KOİ/kg UKM-gün aralığında bir değer olmalıdır.
- KOİ giderim verimi %80’i aşmadıkça organik yük arttırılmamalıdır. Mikroorganizmaların organik yüke adapte olduklarını gösterecek şekilde KOİ giderim verimi % 80’i aştığında organik yük kademe kademe arttırılmalıdır.
- Düşük çökelme özelliğine sahip çamurlar yıkanmalıdır.
- Sistemimiz geri dönüşümlüyse, sistem çıkışından kaçan hafif çamurların sisteme tekrar girmesi önlenmelidir.
- Sistemdeki çamurun ağır kısmı mevcut bulundurulmalıdır.
Aşı çamurunda UKM konsantrasyonunun çok düşük olması durumunda, granülleşmeyi teşvik etmek için reaktöre inorganik çekirdek malzemesi ilave edilmelidir. Diğer askıda katı maddelerin varlığı granüllerin oluşmasında inhibe rol oynayabilir. Granüllerin oluşturulması ve ağırlaştırılması konusunda diğer öneriler ise;
- pH nötr olmalıdır.
- Reaktörde kısmi hidrojen basıncının yüksek olduğu bir bölge bulunmalıdır. Yani ph değeri düşük olmalıdır da diyebiliriz.
- Sistemin NH4-N ihtiyacı karşılanmalıdır.
- Aminoasit miktarı sınırlandırılmalıdır.
UASB reaktörlerde belirli tasarım parametreleri vardır. Bunlar;
- Katı madde varlığı ve bileşimi
- Atıksuyun karakteristiği
- Hacimsel organik yük
- Yukarı akış hızı
- Reaktör hacmi
- Fiziksel yapılar
- Gaz toplama sistemidir.
UASB reaktör sistemlerinde hacmin ve çapın hesabında organik yükleme oranı, yukarı akış hızı ve etkili arıtma hacmi değerlerine bakılarak tasarım yapılır. Ayrıca bazı durumlarda katı sıvı ayrımı için gerekli bölge ve gaz toplama bölmesinin hacmi de hesaba katılır.
Bu yazımda kolon reaktörler hakkında bilgi verdim. Başka bir makalede tekrar görüşmek üzere. :)