2011 YÜksek lisans tez özetleri

Aerobik Çamur Stabilitesinin İncelenmesi

Aerobik granülasyon prosesi aktif çamur prosesinin bazı dezavantajları nedeniyle yeni bir teknoloji olarak geliştirilmiştir. Aerobik granülasyon prosesi kompakt ve güçlü mikrobiyal yapıya, iyi çökelme özelliğine ve yüksek çamur yaşına sahip olması bakımından aktif çamur proseslerine üstünlük sağlamaktadır. Böylece, atıksu arıtımında aerobik granül çamur sistemi aktif çamur sistemlerinden daha az yer kaplamaktadır.

Aerobik açlık, atıksu kompozisyonu, çamur yaşı, çöktürme süresi, aşı çamuru, reaktör konfigürasyonu, kesme kuvveti, +2 değerlikli metal iyonlarının varlığı gibi işletme şartları aerobik granülasyonü etkileyen faktörlerdir. Bunlardan +2 değerlikli metal iyonları aerobik granülasyon prosesinde önemli bir rol oynamaktadır. Özellikle Ca²⁺ ve Mg^2+’nin AKR’de aerobik granülasyonu arttırdığı yapılan çalışmalar sonucu ortaya konmuştur. Sisteme verilen +2 değerlikli iyonların EPS’deki negatif yüklü bölgelere tutunarak bir köprü görevi gördüğü ve granülasyonu arttırdığı gözlemlenmiştir. Literatürde Fe²⁺’nin floküler çamur üzerine etkilerini araştıran çalışmalar olmasına rağmen Fe²⁺’nin aerobik granülasyon üzerine etkilerini araştıran herhangi bir çalışma bulunmamaktadır.

Bu çalışmanın amacı, Fe²⁺’nin aerobik granül çamur oluşumu ve stabilitesi üzerine etkilerinin incelenmesidir. Bu amaçla çalışma kapsamında, Fe²⁺ ilave edilmeyen kontrol reaktörü ve 10 mg Fe²⁺/L Fe²⁺ ilave edilen reaktör aynı işletme koşullarında 270 gün boyunca işletilmiştir. Bu iki reaktörde elde edilen aerobik granüller, oluşum hızları, stabiliteleri ve yapılarının yanısıra; sistemlerin işletilmesi sonucu elde edilen organik madde ve nutrient giderim verimleri açısından da karşılaştırılmıştır.

Bu çalışma, Fe²⁺ ilavesinin, daha stabil granüllerin oluşumunu desteklemesinin yanısıra nutrient giderimini de iyileştirdiğini göstermiştir. Fe²⁺ ilave edilmeyen ve edilen reaktörlerde ilk granüllerin oluşumu aynı sürede gerçekleşmiş olmasına rağmen; oluşan granüllerin boyutunda ve morfolojisinde belirgin farklılıklar gözlenmiştir. Fe²⁺ ilave edilen reaktörde olgun granüller 20. günde elde edilmiş ve işletme koşullarının değişimine bağlı bozulma periyodu dışında, stabil olarak kalmıştır. Fe²⁺ ilave edilmeyen reaktörde, aerobik granüller elde edilmesine rağmen; granül çamur filamentli ve gevşek yapısından dolayı belirli sürelerde bozularak tekrar büyüme eğilimi göstermiştir. Fe²⁺ ile beslenen granüller, Fe²⁺ eklenmeyen granüllerden daha iyi fiziksel özellikler, daha iyi çökebilme ve sıkışma özelliği ve daha kompakt bir yapı sergilemiştir. Çalışmamızda elde edilen aerobik granüller, Fe²⁺ ilave edilmeyen reaktörde açık sarı renkte, yuvarlak olmasına rağmen uçucu gevşek görünümlü filamentli yapıdadır. Fe²⁺ ilave edilen reaktörde, koyu sarı- kahverengi renkte, düzgün yüzeyli, filamentli olmayan granüller elde edilmiştir. Fe²⁺ ilave edilen reaktördeki granüllerin yüzeyi kesin hatlarla belirlenmiş, düzgün ve pürüzsüzdür. Düzgün ve stabil granüller Fe²⁺ ilavesinin, filamentli bakteri oluşumunu baskılamasından kaynaklanmaktadır. Fe²⁺ ilave edilmeyen reaktörde hiçbir koşulda nitrifikasyon gerçekleşmemesine rağmen; Fe²⁺ ilave edilen reaktörde 70. günden itibaren tam nitrifikasyon gerçekleşmiştir. Fe²⁺’siz aerobik granüllerin iç ve dış yapısında belirgin bir farklılık dikkati çekmezken; ağırlık yüzdesi olarak Fe²⁺’li aerobik granüllerin içinde dışından daha fazla Fe saptanmıştır.