The treatment and disposal of excess sludge is one of the critical issues facing modern society, due to the increase in sludge production. The research for producing less sludge is therefore necessary. Recently, many different studies were conducted in order to minimize the sludge during the wastewater treatment line or prior to sludge stabilization. This study investigates the effect of ultrasonic and microwave pretreatment applications prior to aerobic and anaerobic digestion of waste activated sludge in terms of stabilization efficiency, pathogen removal and biogas production. Sludge samples were collected from four different domestic and urban wastewater treatment plants. Ultrasonication and microwave irradiation disintegration methods were applied to specific portion of the sludge samples. In order to evaluate the digestion efficiency, one control reactor was operated. Furthermore, the change in extracellular polymeric substances (EPS) structure and dewatering properties of the sludge with the specified pretreatments were examined.Both pretreatment applications showed significant enhancement of stabilization for each wastewater sample. In aerobic digestion, pretreated reactors showed better organic reduction with an average of 45% and 42.5% volatile solids (VS) reduction for microwave irradiation and ultrasonication application, respectively while the VS reduction of the unpretreated samples was 31.5% on average. Chemical oxygen demand (COD) removals also increased with disintegration: an average of 31.5%, 33.5% and 21.75% for microwave irradiation, ultrasonication application and unpretreated samples, respectively. The applied disintegration methods resulted in the solubilization of the EPS of the sludge. Therefore the dewaterability of the sludge deteriorated right after the ultrasonication and irradiation applications. However, as the EPS removal was enhanced, dewaterability of the sludge increased during the digestion. Biogas production was increased significantly with both disintegrations. For all different wastewater samples, cumulative biogas productions of microwave irradiated samples were the highest ones. In addition, both aerobic and anaerobic digestion processes pathogen reduction was successfully achieved.

Atık çamurların arıtılması ve bertarafı, gittikçe artan çamur oluşumu nedeniyle modern toplumun en kritik sorunlarından biri haline gelmiştir. Bu sebeple, daha az çamur üretimi üzerine yapılacak araştırmalar yapılması zaruri olmuştur. Son yıllarda çamurun atıksu arıtımı sırasında ya da çamur stabilizasyonu öncesinde hacminin azaltılmasına yönelik pek çok çalışma gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmada, havalı ve havasız çürütme öncesinde uygulanan ultrason ve mikrodalga yöntemlerinin, çamurun stabilizasyon verimini, patojen giderimini ve biyogaz oluşumunu nasıl etkilediği araştırılmaktadır. Çamur örnekleri dört farklı evsel ve kentsel arıtma tesisinden temin edilmiş ve her iki uygulama, stabile edilecek çamurun belli bir oranına uygulanmıştır. Stabilizasyon veriminin ölçülebilmesi için ön-arıtma uygulanamamış olan reaktörler de dezentegre edilmiş çamurlarla birlikte işletilmiştir. Bunun yanında, ultrason ve mikrodalga parçalama yöntemlerinin çamurun ekstasellüler polimerik madde (EPS) yapısını nasıl değiştirdiği de araştırılmıştır.Her iki ön-arıtım yöntemi, kullanılan tüm çamur örneklerinin stabilizasyonunda iyileştirici etki göstermiştir. Havalı çürütme işleminde, dezentegre edilmiş çamurlar, mikrodalga ve ultrason uygulamaları için sırasıyla 45% ve 42.5% oranında uçucu katı madde (UKM) giderimi elde edilmiştir. Bu değer için ön-arıtım uygulanmamış reaktörlerdeki ortalama ise 31.5% oranındadır. Dezentegrasyon yöntemlerinin kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ) gideriminde de etkili olduğu görülmüştür: mikrodalga ve ultrason uygulamalarındaki ortalama KOİ giderim yüzdeleri sırasıyla 31.5% ve 33.5% olmuştur. Kontrol reaktörlerinin ortalama KOİ giderim yüzdesi ise 21.75%'tir. Uygulanan ön-arıtım yöntemleri çamurun içindeki EPS'lerin de yüksek oranda çözünmesini sağlamıştır. Çözünmüş EPS konsantrasyonundaki artış çamurun susuzlaştırılabilirliğini ilk olarak kötüleştirdiyse de stabilizasyon sırasında çözünmüş EPS'lerin giderimi sağlandıkça çamurun susuzlaştırılabilirliği artmıştır. Çamurun havasız çürütülmesi sırasında her iki ön-arıtım yönteminin de biyogaz oluşumunda oldukça belirli bir artış sağladığı ancak dört farklı çamur örneği için de mikrodalga yönteminin daha etkili olduğu görülmüştür. Ayrıca, tüm reaktörlerde patojen giderimi de başarıyla sağlanmıştır.