Yenilenebilir enerji ile arıtma çamuru kurutma sistemi

Abstract

Atık su arıtımında çevresel yük ve maliyeti oluşturan en önemli unsurlardan biri, oluşan çamurların yönetimidir. Arıtma çamurlarının kurutulması, yönetim süreçlerini kolaylaştırmakta, nihai uygulama veya bertaraf seçeneklerini artırmaktadır. Günümüzde, arıtma çamurlarının kurutulması için gerek fosil yakıtların gerekse yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanıldığı farklı teknolojiler bulunmaktadır. Arıtma çamurlarının kurutulmasının çevresel ve ekonomik maliyetini azaltacak yeni araştırmalar yapılmakta ve bilimsel literatüre sunulmaktadır. Bu çalışmada, atıksu arıtma çamurlarının kurutulması için tasarlanmış ve yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanıldığı hibrit bir sistemin çamur kurutma verimi araştırılmıştır. Çamurun kurutulması için otomatik yükleme ve boşaltma sistemlerine sahip, 5 kat kurutma bandından oluşan, sera modelinde modüler ve portatif bir sistem tasarlanmıştır. Nem alma ve kurutma sistemi (NKS) olarak adlandırılan sistem, otomasyon (PLC) sistemi kontrolünde işletilmektedir. Sisteme her gün en üstteki bantın yüzey alanını 5 cm kalınlıkta kaplayacak Şekilde serilen çamur, bir alt kattaki banta devrettirilerek güneş enerjisi ile kurutulmaktadır. Bu çalışma kapsamında sisteme % 14-19 aralığında Katı Madde (KM) içeren 1600 kg arıtma çamuru 4 gün boyunca her gün 400 kg olacak Şekilde yüklenmiştir. Yüklenen çamurun 4. günün sonunda % 93-98 KM’ye ulaştığı görülmüştür. İncelenen sistemin konvansiyonel güneşle çamur kurutma sistemlerine göre daha az alan ihtiyacının bulunduğu ve mekanik çamur kurutma sistemlerine göre daha düşük enerji kullandığı görülmüştür. Yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanıldığı bu tür kurutma sistemlerinin kullanılmasının ilk yatırım ve işletme maliyetlerinde avantajlar sağlayacağı düşünülmektedir.

One of the most important elements which makes environmental and economic loads in wastewater treatment is management of sewage sludge generated. Drying of the sewage sludge facilitates the management steps and increases the options for final application and disposal. Today, several different technologies exist for sewage sludge drying, which use fossil fuels or renewable energy sources. New investigations to decrease the environmental and economic costs of sludge drying technologies are being conducted and reported in the literature. Sludge drying efficiency of a hybrid system, which uses renewable energy sources, designed for drying of sewage sludge is investigated in this study. A modular and portable greenhouse-type system, which contains 5-storey drying belt and automatic loading and unloading system, was designed. The system named as moisture removal and drying system (NKS), is being operated under the control of an automation system (PLC). Sludge that is spread with a thickness of 5 cm over the surface of the top layer of the drying belt is transmitted to the lower storey belt and dried with solar energy. In the framework of this study, 1600 kg sewage sludge with a dry matter content varying between 14 and 19% was loaded to the NKS system, with loading rate of 400 kg each day. It was found that the dry matter content of the sludge increased to a level varying between 93 and 98% dry matter at the end of 4th day of experiments. It was seen that the system uses less energy when compared to mechanic sludge drying systems and necessitates less field needs when compared to conventional sludge drying systems. Use of similar drying systems that use renewable energy sources would offer several advantages in terms of investment and operational costs.