Sludge management is one of the most difficult and expensive problems inwastewater treatment plant operation. Consequently, `sludge minimization? conceptarose to solve the excess sludge production by sludge pretreatment.Sludge pretreatment converts the waste sludge into a more bioavailable substratefor anaerobic digestion and leads to an enhanced degradation. The enhanced degradationresults in more organic reduction and more biogas production. Therefore, sludgepretreatment is a means of improving sludge management in a treatment plant.Among pretreatment methods, acidic pretreatment has been subject of limitedsuccessful studies reported in the literature. On the contrary; ultrasonic pretreatment wasreported as an effective pretreatment method. Main objective of this study was to investigate the effects of these two pretreatment methods and their combination in orderto achieve a synergistic effect and improve the success of both pretreatment methods.Experimental investigation of pretreatment methods consists of preliminarystudies for deciding the most appropriate pretreatment method. Anaerobic batch testswere conducted for optimization of the parameters of selected method. Finally, operationof semi-continuous anaerobic reactors was to investigate the effect of pretreatment onanaerobic digestion in details.Preliminary studies indicated that, more effective pretreatment method in termsof solubilization of organics is ultrasonic pretreatment. Fifteen minutes of sonicationenhanced 50 mg/L initial soluble COD concentration up to a value of 2500 mg/L.Biochemical methane potential tests indicated that the increased soluble substrateimproved anaerobic biodegradability concurrently. Finally, semi-continuous anaerobicreactors were used to investigate the efficiency of pretreatment under different operatingconditions.Results indicate that at SRT 15 days and OLR 0.5 kg/m3d ultrasonic pretreatmentimproved the daily biogas production of anaerobic digester by 49% and methanepercentage by 16% and 24% more volatile solids were removed after pretreatment.Moreover, even after pushing reactors into worse operating conditions such as shortersolids retention time (7.5 days) and low strength influent, pretreatment workedefficiently and improved the anaerobic digestion.Finally cost calculations were performed. Considering the gatherings fromenhancement of biogas amount, higher methane percentage and smaller amounts ofvolatile solid disposal from a treatment plant; installation and operation costs ofultrasound were calculated. The payback period of the installation was found to be 4.7years.

Çamur, arıtma tesisi işletmesindeki en zor ve en pahalı problemlerden birisidir.Sonuç olarak da, oldukça fazla miktarda üretilen çamur sorununu çözmek için ?çamurminimizasyonu? konseptini doğmuştur.Çamur önarıtımı, atık çamuru biyolojik olarak daha kolay sentezlenebilecek birsubstrata çevirerek havasız çürütmedeki bozunmayı hızlandırır. Hızlandırılmış bozunmadaha fazla organik indirgenmesine ve daha fazla biyogaz üretimine sebep olur, buyüzden de çamur önarıtımı arıtma tesislerindeki çamur yönetimini geliştiren birmodifikasyon olarak çalışır.Önarıtım metotları arasında asidik önarıtım ile sınırlı sayıda başarılı çalışmarapor edilmiş, aksine ultrasonik önarıtım da verimli bir önarıtım metodu olarak rapor edilmiştir. Bu çalışmanın asıl amacı; bu iki önarıtım metodunun ve bunlarınbirleşimlerinin, her iki metodu da iyileştirecek olası sinerjik etkilerinin incelemesidir.Önarıtım metodlarının deneysel olarak incelenmesi; en uygun önarıtımmetodunun seçilmesi için ön çalışmalar, seçilen en uygun metodun parametrelerininoptimizasyonu için havasız kesikli reaktör denemeleri ve son olarak da, yarı-süreklihavasız reaktörlerin işletilmesi ve önarıtımın havasız özümleme üzerine etkileriniinceleyerek yapılmıştır.Ön çalışmalar göstermiştir ki, organiklerin çözünür hale geçirilmesi bakımındanen etkili önarıtım metodu ultrasonik önarıtımdır. Onbeş dakika sonikasyon, 50 mg/Lbaşlangıç çözünmüş KOİ değerini 2500 mg/L değerlerine kadar yükseltmiştir.Biyometan potansiyeli testleri de, artan çözünmüş substratın havasızbiyodegradasyonunu iyileştirdiğini göstermiştir. Son olarak, yarı-sürekli havasızreaktörler farklı işletme koşullarında önarıtımın etkisini incelemek için kullanılmıştır.Sonuçlar gösteriyor ki, 15 gün katı bekletme süresi ve 0,5 kg/m3g organikyükleme hızı ile önarıtım sonrası havasız özümleyicinin günlük biyogaz üretimi % 49,metan yüzdesi % 16 artmış ve % 24 daha fazla uçucu katı giderilmiştir. Ayrıca,reaktörlerin işletim koşulları daha kısa katı bekletme süresi ve seyreltik girişkonsantrasyonu gibi etkilerle kötüleştirilse dahi önarıtım etkili biçimde çalışmış vehavasız özümlemeyi geliştirmiştir.Son olarak, maliyet hesapları yapılmış ve biyogaz miktarındaki artış, daha fazlametan yüzdesi ve arıtma tesisinden daha az uçucu katı bertarafı konuları göz önündebulundurularak, ultrasonik önarıtımın kurulum ve işletme maliyetlerinin geri ödemesüresi 4,7 yıl olarak hesaplanmıştır.