Sıfır Değerlikli Nano Demir Bazlı Oksijen Gaz Transfer Membranında Biyofilm Kalınlığının Kontrolü

Abstract

Bu proje çalışmasında oksijen transfer verimini arttırmak ve aşırı biyofilm gelişimini önlemek amacıyla farklı oranlarda katılan nano boyutlu sıfır değerlikli demir ile gaz transfer membranları üretilmiş ve membran biyofilm reaktörlerinde kullanılmıştır. Proje kapsamında bir adet nZVI katkısız ve 3 adet ağırlıkça farklı oranlarda (%0.25, %0.5, %0.75) nZVI katkılı gaz transfer membranlarını içeren toplamda 4 adet laboratuvar ölçekli membran biyofilm reaktörler eş zamanlı KOİ ve amonyum oksidasyon performanslarının ve biyofilm kalınlıklarının değerlendirilmesi amacıyla farklı hidrolik bekleme süresi ve oksijen gaz basıncı altında çalıştırılmıştır. Aynı zamanda üretilen membranların fiziko-kimyasal özellikleri belirlenmiştir. nZVI katkısı ile gaz transfer membran yapısında düzensiz yapılar ve makro boşluklar oluşmuştur. Membranda nZVI katkısı arttıkça membran yüzey hidrofilikliği ve porozitede bir artış gözlenirken oksijen transfer verimi ve malzeme sertliğinde bir azalma meydana gelmiştir. Aynı zamanda nZVI ilavesi anti-bakteriyel bir etki sergilememiştir. Yaklaşık 90 gün boyunca 8 farklı periyot ile işletimde olan membran biyofilm reaktörler arasında KOİ giderim verimi açısından belirgin bir fark tespit edilmemiş ve KOİ giderim verimi %70 ile 95 aralığında belirlenmiştir. Amonyum oksidasyon veriminin nZVI katkısından ziyade membran biyofilm reaktörlerdeki işletimsel parametrelerden (hidrolik bekleme süresi, oksijen gaz basıncı) çok daha fazla etkilendiği ve amonyum giderme veriminin %91?den yaklaşık %20?lere kadar düştüğü tespit edilmiştir. Tüm işletme periyotlarının sonunda reaktörlerdeki biyofilm kalınlıkları yaklaşık 700 µm olarak belirlenmiş sadece bir reaktörde 100 µm?lik biyofilm kalınlığında bir azalma gözlenmiştir. Tüm bu sonuçlardan nZVI katkısının beklenilenin aksine anti-bakteriyel bir etki sergilemediği ve gaz transfer membranların önemli bir özelliği olan gaz transfer verimini azalttığı sonucuna varılmıştır.