ANAMMOX prosesi ile amonyum giderimi ve Anammox popülasyonunun karakterizasyonu

Benzer belgeler
Biyolojik azot giderimi için yenilikçi teknolojiler; ANAMMOX ve SHARON prosesleri

WASTEWATER TREATMENT PLANT DESIGN

SHARON Prosesinin Sızıntı Suyu Arıtımında Uygulanması

ATIKSU ARITIMINDA TESİS TASARIMI

Anammox Bakterilerinin Zenginleştirilmesinde Farklı Dolgu Malzemelerinin Etkisi *

1. Kıyı Bölgelerinde Çevre Kirliliği ve Kontrolü KÇKK

Beş Kademeli Modifiye Bardenpho Prosesi ile Atıksulardan Azot ve Fosfor Giderimi

ATIKSU KARAKTERİZASYONU Genel. Dr. A. Saatçı

DİĞER ARITMA PROSESLERİ

Evsel Atıksu Arıtma Tesisleri Endüstriyel Atıksu Arıtma Tesisleri Mekanik Ekipman Üretimi Altyapı Tesisleri

Ardışık Kesikli Reaktörde (AKR) Organik Madde ve Azotun Birlikte Giderimine Aerobik ve Anoksik Faz Sürelerinin Etkisi

ARDIŞIK KESİKLİ REAKTÖRDE AKTİF ÇAMURUN ÇÖKELEBİLİRLİĞİNE SICAKLIĞIN ETKİSİ. Engin GÜRTEKİN 1, *

MEZBAHA ENDÜSTRİSİ ATIKSULARINDA MAGNEZYUM AMONYUM FOSFAT ÇÖKTÜRMESİ İLE AZOT GİDERİMİ

BİYOLOJİK TEMEL İŞLEMLER

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ FEN VE MÜHENDİSLİK DERGİSİ Cilt: 5 Sayı: 1 sh Ocak 2003

APPLICATION OF PARTIAL NITRIFICATON-ANAMMOX PROCESSES FOR NITROGEN REMOVAL FROM WASTEWATER

Geri devirli ardışık yüzeyaltı akışlı sistemler ile evsel atıksudan azot giderimi

BURSA HAMİTLER SIZINTI SUYU ARITMA TESİSİNİN İNCELENMESİ

ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

AEROBİK BİYOFİLM PROSESLERİ

Atıksuların Arıtılması Dersi CEV411

ADAPAZARI KENTSEL ATIKSU ARITMA TESĐSĐ ATIKSUYUNUN KARAKTERĐZASYONUNUN ĐNCELENMESĐ VE DEĞERLENDĐRĐLMESĐ

Boğaziçi Üniversitesi Çevre Bilimleri Enstitüsü Bebek İstanbul-Türkiye

On-line Oksijen Tüketiminin Ölçülmesiyle Havalandırma Prosesinde Enerji Optimizasyonu

ARDIŞIK KESİKLİ REAKTÖR İLE EVSEL ATIKSULARDAN AZOT VE FOSFOR GİDERİMİ

Yrd. Doç. Dr. Kozet YAPSAKLI

Elazığ İlinde Bir Maden Sahasından Kaynaklanan Sızıntı Sularının Maden Çayına Etkisi: II. Diğer Parametreler

Çizelge 2.6. Farklı ph ve su sıcaklığı değerlerinde amonyak düzeyi (toplam amonyağın yüzdesi olarak) (Boyd 2008a)

Kısıtlı Oksijen Şartlarında Kısmi Nitrifikasyon/ Nitritifikasyon Proseslerinin İncelenmesi. Proje No: 107Y117

TARİFNAME ELEMENTEL KÜKÜRT BAZLI MİKSOTROFİK (OTOTROFİK+HETEROTROFİK) DENİTRİFİKASYON YAPAN MEMBRAN BİYOREAKTÖR

Biyolojik Besi Maddesi Gideren Atıksu Arıtma Tesisi Geri Devir Çamurunda Farklı Dezentegrasyon Uygulamalarının İncelenmesi

MADDE DÖNGÜLERİ SU, KARBON VE AZOT DÖNGÜSÜ SELİN HOCA

AEROBİK VE ANAEROBİK DEPO SAHALARINDA OLUŞAN SIZINTI SUYUNDA AZOT BİLEŞİKLERİNİN KONTROLÜ

Biyokimyasal Oksijen İhtiyacı (BOİ) Doç.Dr.Ergün YILDIZ

ARDIŞIK KESİKLİ REAKTÖRDE SÜT ENDÜSTRİSİ ATIKSULARININ BİYOLOJİK ARITIMI

Çamur bekletme süresinin nitrifikasyon sistemlerindeki bakteriyel çeşitliliğe ve sistem stabilitesine etkisi

EVSEL NİTELİKLİ ATIKSULARIN AEROBİK VE ANAEROBİK ŞARTLAR ALTINDA, AZOT VE FOSFOR GİDERİM VERİMLERİNİN KARŞILAŞTIRILMASI

Uluslararası SCI kapsamındaki dergilerde yayımlanan makaleler

Yrd.Doç.Dr. Bilge Alpaslan Kocamemi

Doç. Dr. Kozet YAPSAKLI

İLERİ ARITIM YÖNTEMLERİNDEN FENTON REAKTİFİ PROSESİ İLE ENDÜSTRİYEL BİR ATIK SUYUN ISLAK HAVA OKSİDASYONU

ARDIŞIK KESİKLİ REAKTÖRDE AKTİF ÇAMURUN ÇÖKELEBİLİRLİĞİNE ÇÖZÜNMÜŞ OKSİJEN KONSANTRASYONUNUN ETKİSİ

T.C. BALIKESİR ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ ÇEVRE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ FEN VE MÜHENDİSLİK DERGİSİ Cilt: 10 Sayı: 2 sh Mayıs 2008

Evsel Atıksu Akımı. Katı Atık Akımı

1.018/7.30J Ekoloji I: Dünya Sistemi Güz 2009

ADIM ADIM YGS LYS Adım EKOLOJİ 7 MADDE DÖNGÜLERİ (Su, Karbon ve Azot Döngüsü)

NİTRİT VE NİTRAT TAYİNİ

Ekosistem ve Özellikleri

Çamur bekletme süresinin nitrifikasyon sistemlerindeki bakteriyel çeşitliliğe ve sistem stabilitesine etkisi

T.C. SELÇUK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

Application of Partial Nitrification/Anammox Processes for Landfill Leachate Treatment

İÇİNDEKİLER 1.1. ATIKSU ARITMA TESİSLERİNİN PLANLAMA VE PROJELENDİRME ESASLARI

Yrd.Doç.Dr. Bilge Alpaslan Kocamemi

Tablo 11.X Geleneksel İkinci Kademe Arıtma Sistemi Üniteleri İçin Tasarım Kriterleri

Hareketli yataklı ardışık kesikli sistemlerde sıcaklığın nitrifikasyon hızı üzerine etkisi

Çapraz akışlı filtrasyon kullanan aktif çamur sistemleri ile tuzlu atıksulardan azot giderimi

TEKSTĐL ENDÜSTRĐSĐ ATIKSUYUNUN ARDIŞIK KESĐKLĐ BĐYOREAKTÖR (AKR) ĐLE ARITILMASINDA OPTĐMUM ŞARTLARININ BELĐRLENMESĐ

T.C. YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

ATIKSU ARITIMININ ESASLARI

6. İLERİ ATIKSU ARITIMI

ET TAVUĞU VE BÜYÜKBAŞ HAYVAN GÜBRESİNDEN BİYOGAZ ÜRETİM POTANSİYELİ. Gamze Güngör a, Göksel N. Demirer a,b. a ODTÜ, Çevre Mühendisliği Bölümü, Ankara

Sigma 3, 65-74, 2011 Research Article / Araştırma Makalesi INVESTIGATION OF BURSA HAMITLER LANDFILL LEACHATE TREATMENT PLANT

GIDA ENDÜSTRİSİ ATIKSULARININ ANAEROBİK ARITIM ADAPTASYONU ÇALIŞMASI

48 Araştırma Makalesi. Pestisit Kaynaklı Endosülfanın Yeraltısularının Arıtımında Kükürt Bazlı Ototrofik Denitrifikasyona Etkisi

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ FEN ve MÜHENDİSLİK DERGİSİ Cilt: 5 Sayı: 1 sh Ocak 2003

BİTKİ BESİN MADDELERİ (BBM)

FENOLÜN SULU ÇÖZELTİSİNİN DAMLAMALI YATAKLI REAKTÖRDE KATALİTİK ISLAK HAVA OKSİDASYONU

ANAEROBİK ÇÜRÜTÜCÜ SUYUNDAN PİLOT ÖLÇEKLİ AKR SİSTEMİ İLE BİYOLOJİK AZOT GİDERİMİNİN OPTİMİZE EDİLMESİ. Dilek ERDİRENÇELEBİ, Evelina MİHAYLYAN

Sanayi Destek Projeleri TDİ - OSB uygulama örneği

DERİ ENDÜSTRİSİ ATIKSULARININ ARITIMINDA YAPAY SULAK ALANLARIN KULLANIMI ÜZERİNE BİR ÖRNEK ÇALIŞMA

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ FEN ve MÜHENDİSLİK DERGİSİ Cilt: 2 Sayı: 3 sh Ekim 2000

PROJEM İSTANBUL YÜKSEK LİSANS TEZİ KISITLI OKSİJEN ŞARTLARINDA KISMİ NİTRİFİKASYON/ NİTRİTİFİKASYON PROSESLERİNİN İNCELENMESİ

İÇİNDEKİLER SI BASKISI İÇİN ÖN SÖZ. xvi. xxi ÇEVİRİ EDİTÖRÜNDEN. BÖLÜM BİR Çevresel Problemlerin Belirlenmesi ve Çözülmesi 3

PATATES İŞLEME ENDÜSTRİSİ ATIKSULARININ İKİ KADEMELİ BİYOLOJİK ARITIMI

Doç.Dr. Bilge Alpaslan Kocamemi. : marmara.edu.tr URL :

Çevre Biyolojisi

Elçin GÜNEŞ, Ezgi AYDOĞAR

REKOMBİNANT E.coli KÜLTÜRLERİ İLE ENZİM ÜRETİMİNİN KİNETİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ. Dilek KAZAN, Amable HOKTAÇSU ve Agnes ÇAMURDAN

Yrd. Doç. Dr. Deniz (Tufan) AKGÜL

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ FEN ve MÜHENDİSLİK DERGİSİ Cilt: 4 Sayı: 1 sh. 1-9 Ocak 2002 KOT BOYAMA TEKSTİL ATIKSUYUNDA KALICI KOİ'NİN BELİRLENMESİ

BİYOLOJİK PROSESLERE GENEL BAKIŞ

ARDIŞIK ZAMANLI KESİKLİ BİYO-REAKTÖRDE NUTRİENT GİDERME PERFORMANSINA ÇAMUR YAŞININ ETKİLERİ

ÖZGEÇMİŞ. : Neslihan Yazıcı SEMERCİ. Doğum Tarihi : Bölümü, Kuyubaşı-İstanbul. Tel : /292. Fax :

Doç.Dr. Bilge Alpaslan Kocamemi. : marmara.edu.tr URL :

Yetiştirme Ortamlarında Besin Maddesi Durumunun Değerlendirilmesi

ATIKSU ARITIMINDA TESİS TASARIMI

ÇEVKOR (Çevre Koruma Vakfı) Yayınları, 2008, İzmir.

ERZİNCAN KENTİ ATIKSULARININ KARAKTERİZASYONU ve GPS-X BİLGİSAYAR PROGRAMI KULLANILARAK MODELLENMESİ. Alper NUHOĞLU, Tuba TURAN

BİYOKİMYASAL OKSİJEN İHTİYACI (BOİ) DENEYİN AMACI : Su örneklerinin biyolojik oksijen ihtiyacının hesaplanması TEORİ:

Atıksu arıtımında biyolojik arıtımın fonksiyonu ve mikroorganizmaların rolü bu bölümde verilecektir.

WASTEWATER TREATMENT PLANT DESIGN

AZOT. Toprakta Azot Doğada oldukça hareketlidir. Noksanlığı yaygındır ama görülmez.

Ç.Ü Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi Yıl:2012 Cilt:28-3

HHO HÜCRESİNİN PERFORMANSININ DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ. Konya, Türkiye,

Akvaryum veya küçük havuzlarda amonyağın daha az zehirli olan nitrit ve nitrata dönüştürülmesi için gerekli olan bakteri populasyonunu (nitrifikasyon

NOHUT SAMANI HIZLI PİROLİZİNİN DENEY TASARIMI İLE MODELLENMESİ

NİTRİT VE NİTRATIN ÇEVRESEL ÖNEMİ

ÇEVRE KİMYASI LABORATUVARI II DERSİ İÇİN KAYNAK NOT: BU NOTTAKİ HER BİLGİDEN SORUMLUSUNUZ.

Porsuk Çayı nda Azot Miktarı ve Nitrifikasyon Bakterilerinin Dağılımı 1

Transkript:

itüdergisi/d mühendislik Cilt:2, Sayı:5, 27-34 Ekim 23 ANAMMOX prosesi ile amonyum giderimi ve Anammox popülasyonunun karakterizasyonu Didem GÜVEN *, Seval SÖZEN İTÜ İnşaat Fakültesi, Çevre Mühendisliği Bölümü, 34469, Ayazağa, İstanbul Özet Atıksuların alıcı ortama deşarjında özellikle azot bileşenleri için getirilen sıkı standartlar mevcut sistemlerin yerine alternatif yöntemlerin geliştirilmesini gerektirmektedir. Anaerobik amonyum oksidasyonu (Anammox), özellikle yüksek azot yüküne sahip atıksuların arıtılmasında yeni ve güçlü bir sistem olarak ortaya konmuştur. Bu çalışmada tam karışımlı sürekli bir anammox reaktöründe yüksek konsantrasyonda amonyum içeren sentetik atıksu kullanılarak, 262 gün boyunca amonyum giderim verimi incelenmiştir. 1. ve 262. günler arasında sisteme verilen amonyumun %9 ının ve nitritin %99 unun giderildiği görülmüştür. Reaktörden biyokütle atılmadığından, sistem kademeli olarak artırılan azot ile yüklenmiştir. Yüklemedeki bu artış sonunda hacimsel nitrit ve amonyum dönüşüm hızı ve nitrat üretim hızı artmıştır. Çalışmada anammox prosesini yürüten mikroorganizma topluluğunun FISH analizi ile karakterizasyonu yapılmıştır. Prosesi oluşturan biyokütle topluluğunun Planktomaysit türünde Anammox bakterilerinin Dokhaven-2 alt türünden oluştuğunu göstermiştir. Anahtar Kelimeler: Anammox, amonyum, Flüoresan in situ hibridizasyon (FISH). Ammonium removal using ANAMMOX process and characterization of the population Abstract Stringent standards for nitrogen discharge necessitate the implementation of new systems for the sustainable removal of ammonium from wastewater. One of such systems is based on the process of anaerobic ammonia oxidation called as Anammox, which is a new powerful tool especially for strong nitrogenous wastewaters. In this study, continuous flow experiments were conducted in an anammox reactor with synthetic wastewater for 262 days. Between days 1 and 262, 9% ammonium and 99% nitrite removal was obtained. In this period, the average ammonium and nitrite degradation and nitrate production yielded a ratio of 1:1.31:.18. Since almost complete biomass retention was achieved in the reactor, the nitrogen load of the reactor could be increased gradually. In this sense, increased volumetric ammonium and nitrite conversion rates were obtained. Volumetric ammonium conversion rate was increased from.2 to.28 kg NH 4 + -N m -3 reactor day -1 and volumetric nitrite conversion rate was increased from.2 to.363 kg NO 2 - -N m -3 reactor day -1. The microbial community in the reactor was characterized with Fluorescence in situ Hybridization. Results obtained from the continuous flow experiments made possible to evaluate the process performance and dynamics of the anammox population. FISH analysis showed that the biocommunity in the reactor was dominated by Dokhaven strain of Planctomycete-like Anammox bacteria. Keywords: Anammox, ammonium, Fluorescence in situ hybridization (FISH). * Yazışmaların yapılacağı yazar: Didem GÜVEN. didemnl@yahoo.com; Tel: (212) 285 65 4. Bu makale, birinci yazar tarafından İTÜ İnşaat Fakültesi'nde tamamlanmış olan "Experimental assessment of anammox process response to different carbon compounds" adlı doktora tezinden hazırlanmıştır. Makale metni 25.7.23 tarihinde dergiye ulaşmış, 17.9.23 tarihinde basım kararı alınmıştır. Makale ile ilgili tartışmalar 29.2.24 tarihine kadar dergiye gönderilmelidir.

D. Güven, S. Sözen Giriş Amonyum, evsel ve endüstriyel atıksuların arıtımında giderilmesi gereken en önemli parametrelerden biridir. Atıksulardan amonyum giderimi genellikle biyolojik sistemlerde amonyağın aerobik koşullar altında nitrata oksidasyonu (nitrifikasyon) ve nitratın anoksik koşullar altında bir organik karbon kaynağının varlığında azot gazına indirgenmesi (denitrifikasyon) ile sağlanmaktadır. Nitrifikasyon prosesi iki ayrı adımda gerçekleşir. İlk adımda amonyum nitrite oksitlenir ve bu adımı Nitrosomonas ya da Nitrososipira gibi ototrofik amonyum oksitleyici bakteriler yürütür. İkinci adımda nitrit, Nitrobakter gibi nitrit oksitleyici bakteriler tarafından nitrata oksitlenir. Nitrifikasyonu takip eden denitrifikasyon prosesinde nitrat ya da nitrit denitrifikasyon bakterileri tarafından azot gazına indirgenir. Denitrifikasyon, çeşitli tür ve fizyolojik tipte geniş bir spektrumdaki bakteriler tarafından gerçekleştirilir (Kuenen ve Robertson, 1987). Yakın geçmişte amonyumun anaerobik koşullar altında doğrudan azot gazına indirgendiği yeni bir biyolojik proses (Anammox) tanımlanmıştır (Van De Graaf vd., 1996). Nitritin elektron alıcısı olarak kullanıldığı anaerobik amonyum oksidasyonunda (Anammox) ana ürün azot gazı olmakla birlikte, bir miktar nitrat da oluşmaktadır. Ardışık kesikli reaktörlerde yapılan çalışmalarda elde edilen sonuçlara göre NH 4 + (giderilen):no 2 - (giderilen):no 3 - (üretilen) oranları 1:1.32:.26 ve maksimum çoğalma hızı.27 h -1 olarak belirlenmiştir (Strous vd., 1998). Bu prosesi oluşturan mikroorganizma topluluğu Planktomaysit türünün ototrofik grubunun üyesi olarak tanımlanmıştır (Strous vd., 1999). Bu organizmaya ait 16S rrna bilgileri kullanılarak geliştirilen oligonükleotit probları ile flüoresan in situ hibridizasyon analizi ile anammox bakterisinin ve bu gruba dahil diğer türlerin varlığının tespiti için çeşitli atıksu arıtma tesislerinde araştırmalar yapılmıştır ve bu sistemlerin pek çoğunda bu organizmalar tespit edilebilmiştir (Schmid, 2). Bu çalışmada tam karışımlı sürekli bir anammox reaktörü ile yüksek konsantrasyonda amonyum içeren sentetik atıksu kullanılarak prosesin azot giderim performansı incelenmiştir. Çalışmada ayrıca, son yıllarda geliştirilen Flüoresan in situ hibridizasyon (FISH) analizi ile anammox prosesini yürüten mikroorganizma topluluğunun karakterizasyonu yapılmıştır. Deneysel çalışmalar Reaktörün aşılanması için %74 oranında zenginleştirilmiş anammox biyokütlesi kullanılmıştır. Bu biyokütle planktomaysit türünde anaerobik amonyum oksitleyici (anammox) bakterilerden oluşmaktadır. Deney 15 lt lik bir tam karışımlı sürekli akımlı reaktörde gerçekleştirilmiştir (Şekil 1). Reaktöre N 2 /CO 2 gaz karışımı sürekli olarak verilmek suretiyle reaktör içinde anaerobik koşulların sürekliliği sağlanmıştır. Reaktör, hidrolik bekletme süresi 5 gün olacak şekilde çalıştırılmış, tam karışım 1±1 rpm hızında çalışan otomatik karıştırıcı ile sağlanmıştır. Deney boyunca reaktörden biyokütle atılmamış, çoğalan biyokütle reaktörde tutulmuştur. Reaktörde ısıtma yapılmak suretiyle sıcaklık 3±1 o C olarak sabit tutulmuştur. Reaktör, artan konsantrasyonlarda nitrit ve amonyum içeren sentetik atıksu ile beslenmiştir. Sentetik atıksu, (NH 4 ) 2 SO 4 formunda amonyum ve NaNO 2 formunda nitrit ve mineraller ile oluşturulmuştur (Tablo 1). Nitrat, nitrit ve amonyum Strous (1998) tarafından tanımlanan kolorimetrik yöntemler esas alınarak ölçülmüştür. Reaktörün işletilmesi sırasında biyokütle örnekleri alınarak biyokütle kompozisyonu Flüoresan in situ hibridizasyon analizi ile incelenmiştir. Flüoresan in situ Hibridizasyonu, Neef vd., (1998) tarafından verilen protokol uyarınca gerçekleştirilmiştir. Deneysel bulgular Laboratuar ölçekli 15 l lik reaktör, yüksek derecede zenginleştirilmiş Anammox biyokütlesi (Candidatus Brocadia Anammoxidans) ile aşılanmıştır. Tam karışımlı ve sürekli olarak çalıştırılan reaktör, artan konsantrasyonlarda amonyum ve nitrit içeren sentetik atıksu ile beslenmiştir. İlk 147 gün boyunca sistemin azot yükü kademeli olarak.2 kg NH4+-N m -3 reaktör gün -1 değerinden,.183 kg NH 4 + -N m -3 reaktör gün -1 değerine ve.2 kg NO 2 - -N m -3 reaktör gün -1 değerinden.24 kg NO 2 - -N m -3 reaktör gün -1 değerine yükseltilmiştir.

ANAMMOX prosesi ile amonyum giderimi Şekil 1. Deney düzeneğinin şematik gösterimi Tablo 1. Sentetik atıksu için kullanılan mineral ortamın bileşimi Bileşen Konsantrasyon(g/l) KHCO 3 1.25 KH 2 PO 4.25 CaCl 2.2H 2 O.3 MgSO 4.7H 2 O.2 FeSO 4.625 EDTA.625 1M HCL 1.25 ml/l İz element çözeltisi: 1.25 ml/l EDTA 15 ZnSO 4.7H 2 O.43 CoCl 2.6H 2 O.24 MnCl 2.4H 2 O.99 CuSO 4.5H 2 O.25 NaMoO 4.2H 2 O.22 NiCl 2.6H 2 O.19 NaSeO 4.1H 2 O.21 H 3 BO 4.14 NaWO 4.2H 2 O.5 Şekil 2 de 262 günlük periyoda ait nitrit profilleri görülmektedir. 147. günde çıkış akımında nitrit konsantrasyonunun 148 mg NO 2 - -N l -1 değerine ulaştığı görülmektedir. Bu zamanda oluşan bir pompa arızası, sistem giriş akımının yükselmesine sebep olmuştur. Bu şekilde artan nitrit yükü sistemdeki biyokütlenin nitrit tüketim aktivitesi ile karşılanamadığından, çıkış akımında nitrit konsantrasyonunun arttığı görülmüştür. Aynı şekilde reaktördeki amonyum konsantrasyonu da 1 mg NH 4 + -N l -1 değerine ulaşmıştır (Şekil 3). Sistemde biriken bu fazla amonyum ve nitritin ortamdan uzaklaştırılması için reaktör 24 saat süreyle nitrit ve amonyum içermeyen sentetik atıksu ile beslenmiştir. Daha sonra anammox aktivitesinin geri kazanılabilmesi için azot yükü.114 kg NH 4 + -N m -3 reaktör gün -1 ve.118 kg NO 2 - -N m -3 reaktör gün -1 değerlerine düşürülerek takip eden 5 gün boyunca bu değerde tutulmuştur. Şekil 4, reaktörde üretilen nitrat profilini göstermektedir. Nitrat, anammox aktivitesi sonucu oluşmakta ve reaktör içinde zamanla birikmektedir. Şekil 4 te görüldüğü gibi 147. günde meydana gelen arıza ile kaybedilen anammox aktivitesi çıkış nitrat konsantrasyonunun düşmesine sebep olmuştur. 153. günden 262. güne kadar azot yükü tekrar.3 kg NH 4 + -N m -3 reaktör gün -1 ve

D. Güven, S. Sözen mg NO - 2-N /l 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 NO2-N, - 2 - N çıkış NO2-N,giriş - 2 - N giriş 5 1 15 2 25 3 Zaman, gün Şekil 2. Reaktördeki giriş ve çıkış nitrit profilleri mg NH + 4 -N /l 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 NH4-N, + 4 - N çıkış çıkış NH4-N,giriş + 4 - N giriş 5 1 15 2 25 3 Zaman, gün Şekil 3. Reaktördeki giriş ve çıkış amonyum profilleri.36 kg NO 2 - -N m -3 reaktör gün -1 değerine kademeli olarak artırılmıştır. 211. ve 25. günler arasında sisteme amonyum ve nitritin stokiyometrik orandan farklı değerlerde dengesiz olarak beslenmesi, amonyum ve nitrat çıkış konsantrasyonlarında salınımlara sebep olmuştur. 1. ve 262. günler arasında sisteme verilen amonyumun %9 ının ve nitritin %99 unun giderildiği görülmüştür (Tablo 2). Reaktörde üretilen biyokütlenin hemen tamamı reaktörde tutulabildiğinden sistemin azot yükü kademeli olarak artırılabilmiştir. Bu da hacimsel amonyum ve nitrit giderim hızları ile nitrat üretim hızının artması ile sonuçlanmıştır. 1-262. günler arasında amonyum giderim hızı.2 kg NH 4 + -N m -3 reaktör gün -1 den.28 kg NH 4 + -N m -3 reaktör gün -1 değerine ulaştığı görülmüştür (Şekil 5). Bu periyot içinde amonyum (giderilen)/nitrit (giderilen)/nitrat (üretilen) oranının ortalama değeri 1:1.31:.18 olarak hesaplanmıştır. Bu değer Strous ve diğerleri (1998) tarafından ortaya konan stokiyometrik ilişkiler ile uyumludur.

ANAMMOX prosesi ile amonyum giderimi mg NO - 3-N/l 2 18 16 14 12 1 8 6 4 2 NO3-N, - 3 - N çıkış NO3-N, - 3 - N giriş giriş 5 1 15 2 25 3 Zaman, gün Şekil 4. Reaktördeki giriş ve çıkış nitrat profilleri Tablo 2. Anammox reaktörü sonuçları Parametre Test periyodu (gün) 1-262 Giriş amonyum konsantrasyonu 7-644 (mg NH + 4 -N l -1 ) Çıkış amonyum konsantrasyonu 1-4 (mg NH + 4 -N l - ) Giriş nitrit konsantrasyonu 8.4-784 (mg NO - 2 -N l -1 ) Çıkış nitrit konsantrasyonu (mg NO - 2 -N l -1 ) Azot yükü.4-.662 (kg N toplam m -3 reaktör gün -1 ) Amonyum dönüşümü.2-.28 (kg NH + 4 -N m -3 reaktör gün -1 ) Nitrit dönüşümü.2-.363 (kg NO - 2 -N m -3 reaktör gün -1 ) Nitrat üretimi -.61 (kg NO - 3 -N m -3 reaktör gün -1 ) Azot giderimi.3-.581 (kg N toplam m -3 reaktör gün -1 ) Amonyum giderimi (%) 9 Nitrit giderimi (%) >99 Net azot giderimi (%) 87 NO - + 2 /NH 4 1.3 ±.1 Reaktördeki biyokütleyi oluşturan mikrobiyal popülasyonunun karakterizasyonu FISH analizi ile yapılmıştır ve kullanılan 16 S rrna probları Tablo 3 te verilmiştir. Reaktörden alınan biyokütle örneğine ait FISH mikrografı Şekil 6 da sunulmuştur. Şekildeki a, b ve c resimleri aynı mikroskobik alanı göstermektedir. Resimlerden görüldüğü gibi her üç mikroskobik bölge de her üç probla aynı sinyali vermektedir. Bu da reaktördeki organizma topluluğunun önemli bir bölümünün planktomaysit türüne ait olduğunu ve bu türün hemen hepsinin Dokhaven-2 alt türünden oluştuğunu göstermektedir. Sonuçlar Bu çalışmada yüksek amonyum, içeren atıksuların arıtılmasında yeni bir biyolojik proses olan Anammox prosesinin verimliliği ve prosesi oluşturan anammox bakterilerinin belirlenmesi üzerinde çalışılmıştır. Bu çalışmada uygulanan Anammox prosesi ile %9 amonyum, %99 nitrit giderimi sağlanmıştır. 262 günlük işletme döneminde amonyum ve nitrit giderim hızlarının zamanla önemli ölçüde arttığı görülmüştür. Amonyum giderim hızı.2 kg NH + 4 -N m - 3 reaktör gün -1 değerinden 262. gün sonunda.28 kg NH + 4 -N m -3 reaktör gün -1 hızına ulaşmıştır. Amonyum giderim hızındaki bu artış oluşan biyokütlenin hemen tamamının reaktörde tutulması ve biyokütle konsantrasyonunun zaman içinde artmasının bir sonucudur.

D. Güven, S. Sözen,7,6 NH NH4-N + 4 - N net N-giderimi NO2-N - 2 - N toplam N-giriş,5 Hacimsel azot giderim hızı, kg N m -3 reaktör gün -1,4,3,2,1 5 1 15 2 25 3 Zaman, gün Şekil 5. Amonyum ve nitrit giderim hızları ve nitrat üretim hızı Tablo 3. FISH analizinde kullanılan problar ve uygulanan formamid konsantrasyonlar Prob ismi Prob dizisi Hedef organizmalar EUB338 [S-D-Bact-338-a-A-18] 5 '-GCT GCC TCC CGT AGG AGT-3 ' Tüm öbakteriler 2 PLA46 [S-P-Planc-46-a-A-18] 5 '-GAC TTG CAT GCC TAA TCC-3 ' Planktomaysitler 2 DH2-432 5 '-CCT AAC TCC CGA CAG CGG-3' Dokhaven-2 2 Formamid % Yapılan FISH analizleri ile reaktörü oluşturan organizma topluluğunun önemli bölümünü Planktomaysit türünün oluşturduğunu ve bu topluluk içindeki dominant türün Dokhaven-2 olduğunu göstermiştir. İncelenen bakteri kümesinde EUB-338 probuyla sinyal veren organizmaların önemli bir bölümünü yine Planktomaysit türünün oluşturması, reaktördeki biyokütlenin yüksek derecede zenginleştirilmiş Planktomaysit türü Anammox bakterisi olduğunu göstermektedir.

ANAMMOX prosesi ile amonyum giderimi (a) (b) (c) Şekil 6. Reaktördeki Anammox bakterilerinin flüoresan işaretli 16S rrna probları ile belirlenmesi.(a): cy-3 işaretli DH2-432 probu ile hibridizasyon,(b): Fluos işaretli EUB338 probu ile hibridizasyon,(c): cy-5 işaretli PLA46 probu ile hibridizasyon Kaynaklar Kunen, J. G. ve Robertson, L. A. (1987). Ecology of Nitrification and Denitrification, p.161-218. In Cole, J. A. ve Ferguson, S. J. (ed.), The Nitrogen and Sulphur Cycles, Cambridge University Press, Cambridge. Neef, A., Amann, R. I., Schlesner, H. ve Schleifer, K. H. (1998). Monitoring a Widespread Bacterial Group: In Situ Detection of Planctomycetes with 16S Rrna-Targeted Probes. Microbiology, 144, 3257-3266. Strous, M., Heijnen, J. J., Kuenen, J. G. ve Jetten, M. S. M. (1998). The Sequencing Batch Reactor as a Powerful Tool to Study Very Slowly Growing

D. Güven, S. Sözen Micro-Organisms. Applied Microbiology and Biotechnology, 5, 589-596. Strous, M., Kuenen, J. G. ve Jetten, M. S. M. (1999). Key Physiology of Anaerobic Ammonium Oxidation. Applied Microbiology and Biotechnology, 65, 3248-325. Schmid, M. (2). Molecular evidence for genus level diversity of bacteria capable of catalyzing anaerobic ammonium oxidation. Systematic Applied Microbiology, 23, 93-16. Van de Graaf, A. A., De Bruijn, P., Jetten, M. S. M. ve Robertson L. A., Kuenen J. G. (1996). Autotrophic Growth of Anaerobic Ammonium Oxidizing Microorganisms in Fluidized Bed Reactor, Microbiology, 142, 2187-2196.