Anaerobik çürütücü çıkış suyu kullanılarak aktif çamurdan anammox bakterilerinin zenginleştirilmesi

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2018

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: ECE SAĞIR KURT

Danışman: Güleda Engin

Özet:

Son yıllarda azot giderim yöntemleri üzerinde gerçekleştirilen teknolojik çalışmalar sonucunda anaerobik amonyum oksidasyon proseslerinin kullanımı gittikçe yaygınlaşmaktadır. Anaerobik amonyum oksidasyon proseslerinden en bilineni olan Kısmi Nitritasyon-Anammox prosesi, konvansiyonel biyolojik azot giderimi ile karşılaştırıldığında karbon ve oksijen gereksiniminin oldukça düşük olması sebebiyle azot gideriminde bilinen en yenilikçi ve sürdürülebilir yöntemlerdendir.

Bu çalışma kapsamında konvansiyonel evsel atıksu arıtma tesisi havalandırma havuzu ve geri devir hattından alınan aşı çamurları ile Kısmi Nitritasyon ve Anammox proseslerinin temel bakterilerinden AOB ve Anammox bakterilerinin zenginleştirme çalışması yapılmıştır. Kısmi Nitritasyon prosesinin her aşamasında evsel atıksu çamur çürütücü çıkış suyu kullanılmıştır. Anammox bakterilerinin zenginleştirilmesi 2 farklı reaktörde sentetik atıksu ve çamur çürütücü çıkış suyu kullanılarak gerçekleştirilmiş, gerçek atıksu ve sentetik atıksuyun zenginleştirme üzerindeki etkileri incelenmiştir. Tam karışımlı sürekli beslemeli 3 farklı reaktörde gerçekleştirilen çalışmalardan Kısmi Nitritasyon çalışması 161 gün, gerçek atıksu ile Anammox zenginleştirme çalışması 87 gün ve sentetik atıksu ile yapılan Anammox zenginleştirme çalışması 55 gün devam ettirilmiştir.

Kısmi Nitritasyon çalışması; AOB’nin zenginleştirilmesi, AOB aktivitesinin stabil tutulması ve Anammox reaktörüne stokiyometrik uygunlukta besin eldesi olmak üzere 3 farklı aşamada gerçekleştirilmiştir. AOB’nin zenginleştirilmesi ve aktivitenin stabil tutulması için pH, SA, SNA, ÇO, sıcaklık ve ÇBS parametrelerinin kombinasyonu kontrol stratejisi olarak kullanılmıştır. Çalışmanın gerçek ölçekli tesislere uygulanabilirliğinin tespit edilmesi amacıyla kademeli olarak pH değeri 7,8’den 7’ye; sıcaklık değeri 35 °C’den 22°C’ye düşürülmüş, pH ve sıcaklık kontrolü olmadan Anammox’a uygun stokiyometride atıksu eldesi (NO₂^--N_tüketilen:NH₄⁺-N_tüketilen oranı 1,26±0,1:1 olacak şekilde) sağlanmıştır. AOB zenginleştirilmesi 55. günde tamamlanmış, 90. günden itibaren NOB aktivitesi tamamen durmuştur. 90 ile 161. günler arasında bu reaktörden elde edilen atıksu Anammox reaktörüne beslenirken, amonyum giderim verimi %55,7±1,8 ve AOB aktivitesi ise %99,6±0,08 olarak hesaplanmıştır. 2 farklı reaktörde yürütülen Anammox zenginleştirme çalışmasında Kısmi Nitritasyon çıkış suyu ile beslenen R2 reaktöründe 40. günde Anammox’a ait ilk etkiler görülmeye başlamış, sentetik atıksu ile beslenen R3 reaktöründe ise nitrifikasyon etkileri devam etmiştir. R2 reaktöründe 40. günden itibaren azot gazı üretimi ile ÇO konsantrasyonu düşme, pH artma eğiliminde olmuştur. NO₂^--N_tüketilen:NH₄⁺-N_tüketilen ile NO₃^--N_üretilen:NH₄⁺-N_tüketilen stokiyometrik oranları sırasıyla 1,29±0,08:1 ve 0,4±0,3:1 şeklinde değişmiştir. 47 gün daha işletilen reaktörde atıksu beslemesi sayesinde üretilen NO₃^--N konsantrasyonları azalmaya başlamış, azot giderim hızı 10,7 mg N/L/gün’den 136,2 mg N/L/gün’e çıkmış, AGV ise %82,2±14 olarak hesaplanmıştır. Eş reaktör ve şartlarda işletilmelerine rağmen sentetik atıksu ile beslenen R3 reaktöründe ÇO artışı daha sık görülmüş, pH’ın düşme eğiliminde olmuştur. R3 reaktöründe NO₂^--N_tüketilen:NH₄⁺-N_tüketilen ile NO₃^--N_üretilen:NH₄⁺-N_tüketilenstokiyometrik oranların sırasıyla 0,99±0,34 ve 1,18±0,79 olup Anammox stokiyometrisinden oldukça uzaktır.