ANOKSİK NİTRİFİKASYON-DENİTRİFİKASYONLA ARDIŞIK KESİKLİREAKTÖRDE AMONYUM GİDERİMİNİN İNCELENMESİ

Abstract

Evsel, endüstriyel ve tarımsal faaliyetlerden su kütlelerine deşarj edilen azot içeren bileşiklerden kaynaklanan kirlilik, büyük bir sorun olarak kabul edilmektedir. Azot kirliliği, özellikle yüksek miktarda amonyum azotu oksijen ihtiyacını artırabilir ve sudaki yaşamı olumsuz şekilde etkiler. Bu nedenle, yüzeysel sulara deşarj edilmeden önce sudan amonyumun uzaklaştırılması gerekmektedir. Bu tez çalışmasında, ardışık kesikli reaktörlerde biyojenik mangan oksit (BMO) ve tutuklanmış biyojenik mangan oksit (TBMO) boncuklarına dayalı anoksik nitrifikasyon-denitrifikasyon prosesinin amonyum azotu giderim performansı incelenmiştir. BMO ve TBMO içeren ortamlarda NH4-N konsantrasyonu, döngü süresi ve C/N oranı Periyot 1'den Periyot 9'a kadar değiştirilmiştir. Başlangıç NH4-N konsantrasyonları, Periyot-I ve Periyot-II'de sırasıyla 10 mg/L ve 15 mg/L olarak seçilmiştir. Periyot-III'te ise NH4-N konsantrasyonu 5 mg/L'ye düşürüldü. Amonyum azotu konsantrasyonu azaldıkça giderim verimi artmıştır. Döngü sürelerinin etkilerinin incelendiği periyot çalışmalarında 2 günlük döngü süresinde reaktörler işletildiğinde tüm döngülerde birbirine yakın ve daha stabil amonyum azotu giderim verimleri elde edilmiştir. Ayrıca daha yüksek TN giderim verimleri elde edilmiştir. C/N oranının etkisinin incelendiği denemelerde C/N oranı arttıkça giderim verimlerinin arttığı gözlenmiştir. 5 mg/L amonyum azotu konsantrasyonu, 2 günlük döngü süresi ve C/N oranı:15 şartlarında giderim verimleri BMO için %80 ve TBMO için %64 olmuştur. Yeraltı suyu denemelerinde de başarılı sonuçlar elde edilmiştir. Ayrıca ardışık kesikli reaktörlerde döngü sonunda son arıtım olarak membran filtrasyon prosesi kullanılmış ve yeraltı suyunun mikrobiyolojisini karakterize eden çalışmalar da yapılmıştır.

Pollution from nitrogen-containing compounds discharged into water bodies from domestic, industrial, and agricultural activities is considered a major problem. Nitrogen pollution, especially high amounts of ammonium nitrogen, can increase oxygen demand and negatively affect aquatic life. Therefore, ammonium must be removed from water before discharge into surface waters. In this thesis, the ammonium nitrogen removal performance of anoxic nitrification-denitrification processes based on biogenic manganese oxide (BMO) and immobilized biogenic manganese oxide (IBMO) beads in sequencing batch reactors was investigated. The NH4-N concentration, cycle time, and C/N ratio in BMO and TBMO-containing media were varied from Period 1 to Period 9. Initial NH4-N concentrations were 10 mg/L and 15 mg/L in Period-I and Period-II, respectively. In Period-III, the NH4-N concentration was reduced to 5 mg/L. As a result of periodic operations examining the effects of cycle times, when reactors were operated for a 2-day cycle time, similar and more stable ammonium nitrogen removal efficiencies were achieved in all cycles. Higher TN removal efficiencies were also achieved. In experiments examining the effect of the C/N ratio, it was observed that removal efficiencies increased as the C/N ratio increased. Under conditions of 5 mg/L ammonium nitrogen concentration, 2-day cycle time, and C/N ratio of 15, removal efficiencies were 80% for BMO and 64% for TBMO. Successful results were also obtained in groundwater tests. In addition, membrane filtration was used as a final treatment at the end of the cycle in sequencing batch reactors and studies were also conducted to characterize the microbiology of groundwater.