Haloalkali Şartlarda Anaerobik Batik Membran Biyoreaktör ile Eş Zamanlı Sülfat ve Organik Madde Gideriminin ve Membran Kirlenmesinin Araştırılması

Abstract

Bu proje çalışmasında haloalkali şartlarda eş zamanlı sülfat ve organik madde giderimini gerçekleştirmek için tam karışımlı anaerobik batık membran biyoreaktör (SAnMBR) kullanılmıştır. Yaklaşık 423 gün boyunca çalıştırılan biyoreaktör işletimi oniki periyotta gerçekleştirilmiştir. Periyotlarda; farklı kimyasal oksijen ihtiyacı/sülfat (KOİ/SO4 2-) oranı (1-12), hidrolik bekleme süresi (HBS) (7-15 gün) ve organik karbon kaynakları (asetat, etanol, asetat+etanol) denenmiştir. Reaktör performansı kimyasal oksijen ihtiyacı, sülfat ve toplam organik karbon (TOK) giderim verimi ile değerlendirilmiştir. Ayrıca farklı işletme şartlarının mikrobiyal çeşitliliğe ve membran kirlenmesine olan etkisi de araştırılmıştır. Sülfat giderimi tek başına karbon kaynağı olarak asetatın kullanıldığı işletme periyotları süresince gerçekleşmemiştir. Buna karşılık etanolün kullanıldığı işletme periyotlarında en yüksek sülfat giderim verimleri gözlenirken, etanolün dönüşüm ürünü olan asetatın oluşumundan dolayı KOİ giderim verimi nispeten sınırlı kalmıştır. AnMBR?da direk olarak sülfat indirgenmesinden sorumlu bir tür tespit edilememiştir. Ancak tespit edilen Gamma proteobacterium Acinetobacter calcoaceticus, Caldanaerobacter subterraneus ve Uncultured Clostridia bacterium türlerinin daha önceki çalışmalarda sülfat indirgemesinden sorumlu olduğu rapor edilmiştir. Reaktör işletiminde hidrolik bekletme süresinin de KOİ ve sülfat giderim verimlerine olan etkisinin önemsiz olduğunu göstermiştir. KOİ/SO4 2- oranının arttırılması ve organik madde olarak etanolün kullanılmaya başlanması hem çözünmüş mikrobiyal ürünlerin (SMP) hem de ekstraselülar polimerik maddelerin (EPS) artmasına sebep olmuş, özellikle SMPp değeri yaklaşık 4,5 katına çıkmıştır. SEM ve EDX sonuçları dikkate alınarak; membran yüzeyinin sıyrılması ile inorganik kısım daha fazla uzaklaştırıldığından, membran porlarının daha çok organik kirlenmeye bağlı olarak kirlendiği düşünülmüştür. SMP ve EPS konsantrasyonlarının da yüksek olduğu 7.periyotta aynı zamanda EDX sonuçları da dikkate alınarak en fazla karbon kaynaklı kirlenmenin P7?de gerçekleştiği belirlenmiştir. Sıyrılmış ve sıyrılmamış membran yüzeylerinin FTIR spektrumlarında hidroksil fonksiyonel grupları, amid I grubu ile EPS?in selülozik lipit yapısıyla ilişkili gruplar belirlenmiştir. Kek tabakasının partikül boyut dağılımı tüm periyotlarda daha çok 10-100 ?m aralığında tespit edilerek flog yapısının farklı işletme periyotlarında bir değişime uğramadığı düşünülmüştür.