Sinyal İletiminin Önlenmesi (Quorum quenching) Yöntemi ile Membran Biyofilm Reaktörde Biyofilm Kalınlığının Kontrolü

Abstract

Membran biyofilm reaktörü (MBfR), içme suyu ve atıksu arıtımı için gelecekte yaygın olarak kullanılma potansiyeli olan bir ileri arıtım teknolojisidir ve daha fazla ivme kazanması sistemin performansına baglıdır. MBfR, difüzyon ile gaz transferi için membran fiberlerinin kullanılması ve biyofilm büyümesi için etkin bir yüzey saglaması açısından oldukça ilgi çekici bir teknoloji olarak göze çarpmaktadır. MBfR sistemleri, gaz substratının etkin kullanımı, çamur üretiminin minimize edilmesi, biyofilm büyümesi için oldukça yüksek yüzey alanı saglaması ve mevcut arıtma tesislerine çok kolay adapte edilebilmesi gibi isletim avantajları nedeniyle özellikle son yıllarda önem kazanmıstır. Ancak membran yüzeyindeki biyofilm kalınlıgının artısı ile fazla biyokütle birikmesi, MBfR sistemlerinin temel problemidir. Biyofilm kalınlıgında meydana gelen fazla miktardaki artıs üniform olmayan gaz transferine neden olur ve buna baglı olarak sistem performansı düser. Membran yüzeyinde hızlı biyokütle olusumu, MBfR sistemlerinin içme suyu ve atıksu arıtma tesislerinde yaygın bir sekilde kullanımını kısıtlayan ana unsurlardan biridir. Son zamanlarda biyofilm olusumunu engelleyebilmek için yeni bir yaklasım olan sinyal iletiminin inhibisyonu (quorum quenching (QQ)) ile sinyal ileten moleküllerin üretiminin önlenmesi veya inhibisyonu, sinyal alınımının önlenmesi ile ilgili stratejiler üzerine çalısmaların yapılması büyük önem kazanmıstır. Bu çalısmada, biyofilm kontrolüne olanak saglayan QQ yöntemi ile bu problemin önüne geçilebilecegi düsünülmektedir. Bu projede oksijene dayalı MBfR (O2-MBfR) sisteminde QQ yöntemi kullanılarak biyofilm kalınlıgı kontrol altında tutulmaya çalısılacaktır. Bu amaçla, tek bir izole edilmis QQ bakterisi denenerek biyofilm kalınlıgı optimum düzeyde tutulmaya çalısılmıs ve sistem performansının sürdürülebilirligi arastırılmıstır. Proje kapsamında, O2-MBfR?nde QQ aktivitesi ve reaktör performansına etkisi, membran yüzeyindeki biyofilm yapısı ve biyofilm içerisindeki mikrobiyal türlerin degisimi detaylı bir sekilde incelenerek biyofilm kontrolünün MBfR performansına etkisi arastırılmıstır. Çalısmada kontrol ve ana reaktör olmak üzere 2 reaktör kurulup QQ aktivitesinin MBfR performansı üzerine etkisinin arastırılması hedeflenmektedir. Burada asıl hedef, sistemin arıtım performansı degil MBfR sisteminde biyofilm kalınlıgını QQ uygulamaları ile kontrol altında tutarak sistem performansına etkilerini arastırmaktır. Çalısma sonuçları membran yüzeyindeki biyofilm kalınlıgının özellikle 12 sa HRT degeri, 6 psi O2 gaz basıncı ve 15 ml QQ boncuk konsantrasyonunda etkin düzeyde tutuldugunu göstermistir.