KaydedilenlerDerginizi ekleyin

Dergiler / Uluborlu Mesleki Bilimler Dergisi / 2026 / Cilt: 8 Sayı: 1

Düşük Frekanslı Ultrason Radyasyonun Anaerobik Çamur Arıtım Sürecine Etkileri

Effects of Low Frequency Ultrasonic Irradition on the Anaerobic Sludge Treatment Process

Bahar İkizoğlu(Süleyman Demirel Üniversitesi)0000-0002-6654-7303
Gökhan Civelekoğlu(AKDENİZ ÜNİVERSİTESİ)0000-0001-5508-1918
Sayfa
53–65
Yayın Tarihi
2025-03-24
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Sonuç olarak, büyük miktardaki çamur sorununu çözmek için son yıllarda çamur minimizasyonu kavramı kapsamlı bir şekilde çalışılmıştır.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Atıksu arıtma tesislerinin işletilmesinde en önemli problemlerden biri de aktif çamur sisteminin yönetimi en büyük problemlerden biridir.
📊
Temel Bulgular & Veri:Literatürde küçük kavitasyon baloncukları sayesinde atıksu arıtımında fiziksel, kimyasal ve biyolojik süreçlerin verimliliğinin arttırıldığı gösterilmiştir.
💡
Sonuç & Katkı:Sonuç olarak, büyük miktardaki çamur sorununu çözmek için son yıllarda çamur minimizasyonu kavramı kapsamlı bir şekilde çalışılmıştır.
🔬Tür:Literatür & Derleme Çalışması
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Anaerobik arıtma · çamur · kavitasyon

Özet

Atıksu arıtma tesislerinin işletilmesinde en önemli problemlerden biri de aktif çamur sisteminin yönetimi en büyük problemlerden biridir. Sonuç olarak, büyük miktardaki çamur sorununu çözmek için son yıllarda çamur minimizasyonu kavramı kapsamlı bir şekilde çalışılmıştır. Sorunun çözümü için kullanılan birkaç geleneksel yönteme ek olarak, bazı yeni teknikler de geliştirilme aşamasındadır. Bu tekniklerden biri, insan kulağının duyabileceği frekans aralığının üzerinde geniş bir frekans aralığında üretilen ses dalgaları olarak tanımlanan ultrason yöntemidir. Literatürde küçük kavitasyon baloncukları sayesinde atıksu arıtımında fiziksel, kimyasal ve biyolojik süreçlerin verimliliğinin arttırıldığı gösterilmiştir. Ultrasonik radyasyonun etkinliğini belirlemek için, farklı ultrasonik yoğunluğa farklı sürelerde maruz bırakılan aktif çamur örnekleri üzerinde pH, toplam katı madde (TS), uçucu toplam katı madde (TVS), çözünmüş kimyasal oksijen ihtiyacı (DCOD), diferansiyel çözünmüş kimyasal oksijen ihtiyacı (DDCOD) ve reolojik ölçümler yapılmıştır. Örnekler ultrasonik radyasyona maruz bırakıldıktan sonra her 24 saatte bir biyogaz ölçümleri gerçekleştirilerek 25 °C ve 35 °C’de 2 farklı anaerobik reaktör olarak 30 gün boyunca işletilmiştir.Sonuçlar ultrasonik güç ve sürenin artması ile birlikde DCOD ve DDCOD’nin sırasıyla %27 ve %58 oranında arttığını TS ve TVS %21 ve %30 oranında azaldığını göstermiştir. Sonuç olarak; ultrasonik kavitasyon etkisiyle anaerobik reaktörlerde TS, TVS ve DCOD giderimi ile biyogaz oluşumu ham aktif çamurun karakteristiğine bağlı olarak artmıştır.

Abstract

The management of waste activated sludge is one of the most problem in the operation of wastewater treatment plants. Consequently, the concept of sludge minimization was studied extensively in recent years to solve the problem of the large amount of sludge. Additionally,several conventional methods that were used for the solution of the problem, some new techniques are also under development. One of these techniques is ultrasound, which is defined as sound waves produced in a wide frequency range over the range audible by humans. In the literature, it was demonstrated that the efficiency of physical, chemical, and biological processes of sewage treatment increases with the specific degree of the frequency and dosage of ultrasound by the formation of small cavitation bubbles. The study aimed to investigate changes in the physical properties of waste active sludge and determine the anaerobic decomposition dynamics, following the use of ultrasound irradiation. pH, TS, TVS, DCOD, DDCOD, rheological measurements were conducted for waste activated sludge samples, which were exposed to ultrasonic intensity for different periods, to determine the effectiveness of ultrasonic radiation. After the samples were exposed to ultrasonic radiation, anaerobic batch reactors were operated at two different temperatures, at 25 ºC and 35 °C, for a period of 30 days. Biogas production in reactors were measured every 24 hours on a regular basis. Finally, pH, TS, TVS, DCOD were analyzed to determine the dynamics of the anaerobic decomposition. The results demonstrated that DCOD and DDCOD increased by 58% and 27%, while TS and TVS were decreased by 21% and 30%, respectively as the ultrasonic power and time increased. As a result, removal of TS, TVS and DCOD and the formation of biogas in the anaerobic reactors increased with ultrasonic cavitation, depending on the reactor operating conditions and the character of raw waste activated sludge.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

İkizoğlu, B., Civelekoğlu, G. (2025). Düşük Frekanslı Ultrason Radyasyonun Anaerobik Çamur Arıtım Sürecine Etkileri. Uluborlu Mesleki Bilimler Dergisi, Cilt: 8 Sayı: 1, 53–65. https://doi.org/10.71445/umbd.1630981

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (18)

  1. Chu, C. P., Lee, D. J., Chang, B. V., You, C. S., & Tay, J. H. (2002). Weak ultrasonic pretreatment on anaerobic digestion of flocculated activated biosolids. Water Research, 36(11), 2681–2688. https://doi.org/10.1016/S0043-1354(01)00519-9
  2. Civelekoglu, G., Yiğit, N. Ö., Kitiş, M., Nickel, K., & Neis, U. (2007). Ultrasound technology applications in water and wastewater treatment. In National Environment Symposium Proceedings (pp. 18–21). Mersin, Turkey.
  3. Demir Ö. (2016). Effects of Potassium Permanganate on Sludge Disintegration and Improving with Ultrasonic Pre-treatment. (2016). Uludag University Faculty of Engineering Journal, 21, 189-200.
  4. Demir Ö., & Günes E. (2016). Sludge Treatment and Electricity Generation with Microbial Fuel Cells. Sinop Uni. J. Nat. Sci. 1(2): 81 – 89.
  5. Edgar, F. C. M., Cristancho, D. E., & Arellano, A. V. (2006). Study of the operational conditions for anaerobic digestion of urban solid wastes. Waste Management, 26(5), 546–556. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2005.06.010
  6. Erden, G., & Filibeli A. (2010). Ultrasonic pre-treatment of treatment plant sludge itü dergisi su kirlenmesi kontrolü 20, 39-48.
  7. Ferrasse, J. H., & Roche, N. (2003). State-of-the-art: Rheological characterization of wastewater treatment sludge. Biochemical Engineering Journal, 16(1), 41–56. https://doi.org/10.1016/S1369-703X(03)00021-4
  8. Filibeli A., & Erden, G. (2006). Pretreatment processes applied to decrease quantity and to improve dewatering properties of treatment plant sludge. İtü dergisi/e su kirlenmesi kontrolü 16,3-12.
  9. Friedler, E., & Pisanty, E. (2006). Effects of design flow and treatment level on construction and operation costs of municipal wastewater treatment plants and their implications on policy making. Water Research, 40(20), 3751–3758. https://doi.org/10.1016/j.watres.2006.08.022
  10. Hall, J. E. (1995). Sewage sludge production, treatment and disposal in the European Union. Journal of the Chartered Institution of Water and Environmental Management, 9, 335–343.
  11. Moumeni, O., Hamdaoui, O., & Petrier, C. (2012). Sonochemical degradation of malachite green in water. Chemical Engineering and Processing, 62, 47–53. https://doi.org/10.1016/j.cep.2012.06.001 Naddeo, V., Belgiorno, V., Landi, M., Zara, T., & Napoli, R. M. A. (2009). Effect of sonolysis on waste activated sludge solubilisation and anaerobic biodegradability. Desalination, 249, 762–767. https://doi.org/10.1016/j.desal.2008.09.018 Neis, U. (2000). Ultrasound in water, wastewater and sludge treatment. Water, 21(4–2), 36–39.
  12. Neis, U., Nickel, K., & Tiehm, A. (2000). Enhancement of anaerobic sludge digestion by ultrasonic disintegration. Water Science and Technology, 42(9), 73–80. https://doi.org/10.1016/S0273-1223(00)00532-1
  13. Nguyen, D. D., Yoon, Y. S., Nguyen, N. D., Bach, Q. V., Bui, X. T., Chang, S. W., Le, H., Guo, S., Huu, W., Hao, H., & Ngo, H. (2017). Enhanced efficiency for better wastewater sludge hydrolysis conversion through ultrasonic hydrolytic pretreatment. Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers, 71, 244–252. https://doi.org/10.1016/j.jtice.2017.02.011
  14. Salsabil, M. R., Prorot, A., Casellas, M., & Dagot, C. (2009). Pre-treatment of activated sludge: Effect of sonication on aerobic and anaerobic digestibility. Chemical Engineering Journal, 148, 327–335. https://doi.org/10.1016/j.cej.2008.09.033
  15. Sahinkaya, S. (2015). Disintegration of municipal waste activated sludge by simultaneous combination of acid and ultrasonic pretreatment. Process Safety and Environmental Protection, 93, 201–205. https://doi.org/10.1016/j.psep.2015.02.001
  16. Shimizu, T., Kudo, K., & Nasu, Y. (1993). Anaerobic waste activated sludge digestion: A bioconversion and kinetic model. Biotechnology and Bioengineering, 41, 1082–1091. https://doi.org/10.1002/bit.260411008 Tiehm, A., Nickel, K., Zellhorn, M., & Neis, U. (2001). Ultrasonic waste activated sludge disintegration for improving anaerobic stabilization. Water Research, 35(8), 123–130. https://doi.org/10.1016/S0043-1354(00)00592-4
  17. Wang, R., Liu, J., Hu, Y., Zhou, J., & Cen, K. (2014). Effect of low power ultrasonic radiation on anaerobic biodegradability of sewage sludge. Fuel Processing Technology, 25, 94–105. https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2013.12.012
  18. Zhao, F., & Cheng, D. (2017). Changes in pore size distribution inside sludge under various ultrasonic conditions. Ultrasonics Sonochemistry, 38, 390–401. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2017.02.006