FARKLI S 0 /X 0 ORANLARININ ÇÖZÜNMÜŞ KALICI ÜRÜN OLUŞUMU ÜZERİNE ETKİSİ

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

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

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

ADAPAZARI KENTSEL ATIKSU ARITMA TESĐSĐ ATIKSUYUNUN KARAKTERĐZASYONUNUN ĐNCELENMESĐ VE DEĞERLENDĐRĐLMESĐ

TEKSTİL ENDÜSTRİSİ ATIKSULARININ ARDIŞIK KESİKLİ REAKTÖRLER (AKR) İLE BİYOLOJİK ARITILABİLİRLİĞİNİN İNCELENMESİ

Kimyasal Oksijen İhtiyacı (KOİ) Chemical Oxygen Demand (COD)

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

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

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

Atıksu Arıtma Tesislerinin Projelendirilmesi Aşamasında Teknik Yaklaşımlar

Kesikli Reaktör Sisteminde, Eþit S o /X o Oranýnda Kalýcý Ürün Oluþumunun Araþtýrýlmasý

ARDIŞIK KESİKLİ REAKTÖRDE AKTİF ÇAMURUN ÇÖKELEBİLİRLİĞİNE ÇÖZÜNMÜŞ OKSİJEN KONSANTRASYONUNUN ETKİSİ

BİR BİYOKÜTLE OLARAK ZEYTİN KARASUYUNUN SÜPERKRİTİK SU KOŞULLARINDA GAZLAŞTIRILMASI

Araştırma Makalesi / Research Article

Onuncu Ulusal Kimya Mühendisliği Kongresi, 3-6 Eylül 2012, Koç Üniversitesi, İstanbul

YEMEKLİK YAĞ SANAYİ PROSES ATIKSULARININ KİMYASAL - BİYOLOJİK ARITIMI

Endüstriyel atıksuların KOİ bileşenleri ve biyolojik arıtılabilirlikleri: Tekstil ve bira endüstrisi örnekleri

1. Kıyı Bölgelerinde Çevre Kirliliği ve Kontrolü KÇKK

ÇAMUR YATAKLI ANAEROBİK FİLTRE REAKTÖRDE İŞLETMEYE ALMA FAZININ İNCELENMESİ

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

On-line Oksijen Tüketiminin Ölçülmesiyle Havalandırma Prosesinde Enerji Optimizasyonu

KADMİYUM İÇEREN ATIK SULARIN İLERİ ARITIMINDA SU MERCİMEĞİ (LEMNA MINOR) BİTKİSİNİN KULLANILMASI *

FENOLÜN SULU ÇÖZELTİSİNİN DAMLAMALI YATAKLI REAKTÖRDE KATALİTİK ISLAK HAVA OKSİDASYONU

ANALİZ LİSTESİ EKOSFER LABORATUVAR VE ARAŞTIRMA HİZMETLERİ SAN. VE TİC.LTD.ŞTİ. SU ve ATIKSU ANALİZLERİ. Toplam Çözünmüş Mineral Madde (TDS) Tayini

BORUSAL (TUBULAR) AKIŞ REAKTÖRÜ

ORGANİZE SANAYİ BÖLGELERİNDE ATIKSU ARITIMI: BURSA DAN BİR O.S.B. ÖRNEĞİ

YEMEK ATIKLARINDAN BİYOGAZ ÜRETİMİ

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

ATIKSU KARAKTERİZASYONU Genel. Dr. A. Saatçı

BİYOLOJİK YÖNTEMLE ARITILAN KENTSEL ATIK SULARIN YENİDEN KULLANIMI İÇİN NANOFİLTRASYON (NF) YÖNTEMİNİN UYGULANMASI

WASTEWATER TREATMENT PLANT DESIGN

MEZBAHA ENDÜSTRİSİ ATIKSULARINDA MAGNEZYUM AMONYUM FOSFAT ÇÖKTÜRMESİ İLE AZOT GİDERİMİ

1.1 Su Kirliliği Su Kirliliğinin Kaynakları 1.2 Atıksu Türleri 1.3 Atıksu Karakteristikleri 1.4 Atıksu Arıtımı Arıtma Seviyeleri

Öğretim Üyeleri İçin Ön Söz Öğrenciler İçin Ön Söz Teşekkürler Yazar Hakkında Çevirenler Çeviri Editöründen

UZMAN TOLGA BAAHDIR ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ

Atıksuların Arıtılması Dersi CEV411

Zeytin Karasuyunun Respirometrik Analizi. Respirometric Analyses Of Olive Mill Wastewater

BURSA HAMİTLER SIZINTI SUYU ARITMA TESİSİNİN İNCELENMESİ

Meyve Suyu Atıksuyunun Sentezlenen Farklı Membranlar ile Membran Biyoreaktörde Arıtımı

ÇEV416 ENDÜSTRİYEL ATIKSULARIN ARITILMASI

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

GIDA ENDÜSTRİSİ ATIKSULARININ ANAEROBİK ARITIM ADAPTASYONU ÇALIŞMASI

Akdeniz Üniversitesi

Şartlarında Bakteriyel İnaktivasyon Sürecinin İndikatör

ÇÖZÜNMÜŞ OKSİJEN TAYİNİ

Lisans Kimya Çukurova Üniversitesi Yüksek Lisans Çevre Mühendisliği Çukurova Üniversitesi 1997

ÇEVRE MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ KODLU TEMEL ĠġLEMLER-1 LABORATUVAR DERSĠ DENEY FÖYÜ

ATIKSULARDA FENOLLERİN ANALİZ YÖNTEMİ

KJELDAHL AZOTU TAYİNİ ANALİZ TALİMATI

SÜPERKRİTİK SU OKSİDASYONUYLA PEYNİRALTI SUYUNUN ARITILMASI

BT 42 TİROSİNAZ ENZİMİNİN EKSTRAKSİYONU, SAFLAŞTIRILMASI VE FENOLLERİN GİDERİMİNDE KULLANIMI

T.C. SELÇUK ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

Çevre Kimyası 1, Örnek Çalışma Soruları

Yüksek Organik Madde İçeren Endüstriyel Bir Atıksuyun Fenton Prosesi ile Arıtılabilirliğinin Araştırılması

İ Ç İ NDEKİ LER. Çevre Mühendisliği ve Bilimi İçin Kimyanın Temel Kavramları 1. Fiziksel Kimya ile İlgili Temel Kavramlar 52.

Sızıntı Suyunun Elektrooksidasyon Prosesi İle Arıtılması

ÖZGEÇMİŞ. Derece Alan Üniversite Yıl

PEYNİR ALTI SUYU VE YOĞURT SUYUNDA Zn Ve TOPLAM ANTİOKSİDAN KAPASİTESİ TAYİNİ DANIŞMANLAR. 29 Haziran-08 Temmuz MALATYA

ÖN ARITILMIŞ SIZINTI SUYUNUN YARI SÜREKLİ İŞLETMEYLE AEROBİK BİYOLOJİK ARITIMI

HAZIRLAYAN-SUNAN İSMAİL SÜRGEÇOĞLU DANIŞMAN:DOÇ. DR. HİLMİ NAMLI

Beş Kademeli Modifiye Bardenpho Prosesi ile Atıksulardan Azot ve Fosfor Giderimi

Murat Nehri (Elazığ) nin Bazı Fizikokimyasal Parametreler Açısından Su Kalitesinin Belirlenmesi

Tunceli Evsel Atıksu Arıtma Tesisinin Arıtma Etkinliğinin Değerlendirilmesi

Çalışmalar sırasında yapılan analizler Standard metotlara(apha, AWWA, WPCF) uygun olarak, aşağıdaki ölçüm yöntemleri kullanılarak yapılmıştır :

KAYNAĞINDAN TÜKETİCİYE KADAR İÇME SUYU KALİTESİNİN GARANTİ ALTINA ALINMASI KAYNAK VE ŞEBEKE İZLEME ÇALIŞMALARI. 07 Ekim 2015

KİMYASAL DENGE. AMAÇ Bu deneyin amacı öğrencilerin reaksiyon denge sabitini,k, deneysel olarak bulmalarıdır.

Sürekli Karıştırmalı Tank Reaktör (CSTR)

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

ESTIMATION OF EFFLUENT PARAMETERS AND EFFICIENCY FOR ADAPAZARI URBAN WASTEWATER TREATMENT PLANT BY ARTIFICIAL NEURAL NETWORK

ARDIŞIK KESİKLİ REAKTÖRDE SÜT ENDÜSTRİSİ ATIKSULARININ BİYOLOJİK ARITIMI

KROM (Cr +6 ) ANALİZ YÖNTEMİ VALİDAYON RAPORU VE BELİRSİZLİK HESAPLARI

Atıksu Arıtımında Mikroorganizma Kullanımında Yeni Bir Yaklaşım: Tekstil Boyalarının Membran Biyoreaktörde Funguslarla Arıtımı

RAPOR. O.D.T.Ü. AGÜDÖS Kod No: Kasım, 2008

Belli dalga boylarındaki analizlerde kullanılır.

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

MEMM4043 metallerin yeniden kazanımı

ANALİZ LİSTESİ EKOSFER LABORATUVAR VE ARAŞTIRMA HİZMETLERİ SAN. VE TİC.LTD.ŞTİ. SU ANALİZLERİ. Toplam Çözünmüş Mineral Madde (TDS) Tayini

Geleneksel ve çok bileşenli modelleme yöntemlerindeki içsel solunum katsayısının çamur üretimine etkisinin karşılaştırılması

DOĞAL ORTAMLARDA B. AMYLOLIQUEFACIENS İLE α-amilaz ÜRETİMİNİN İNCELENMESİ ÖZET

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

HURMA (ANTALYA) ATIKSU ARITMA TESİSİNİN PERFORMANSININ MODELLENMESİ * Modelling Performance Of Hurma Waste Water Treatment Plant

Çevre Kimyası 1, Örnek Çalışma Soruları

TEK FAZLI VE İKİ FAZLI SİSTEMLERDE PROPİLEN GLİKOLÜN HAVASIZ ARITILABİLİRLİĞİ

DEMİR ELEKTROTLU REAKTÖRDE KOİ, FOSFAT, RENK VE BULANIKLIK GİDERİMİ Tuba ÖZTÜRK a, Sevil VELİ b, Anatoli DİMOĞLO c, M.

ÇORLU DERİ ORGANİZE SANAYİ BÖLGESİ ÜRETİM PROFİLİ VE ATIKSULARININ BİYOLOJİK ARITILABİLİRLİK ESASLI KARAKTERİZASYONU

Curriculum Vitae. Department of Environmental Engineering. Papers published in international journals indexed in SCI:

DENEY 8 POLİPROTİK ASİTLER: ph TİTRASYON EĞRİLERİ KULLANILARAK pka DEĞERLERİNİN BELİRLENMESİ

ÇEV416 ENDÜSTRİYEL ATIKSULARIN ARITILMASI

WASTEWATER TREATMENT PLANT DESIGN

AKARSULARDA KİRLENME KONTROLÜ İÇİN BİR DİNAMİK BENZETİM YAZILIMI

MESS Entegre Geri Kazanım ve Enerji San. ve Tic. A.Ş.

Kırılma Noktası Klorlaması

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

DOLGULU KOLONDA AMONYAK ÇÖZELTİSİNE KARBON DİOKSİTİN ABSORPSİYONU

TUZ (NaCl) VE TOKSİK (Cr 6+ ) ŞOK YÜKLEMELERİN ARDIŞIK KESİKLİ REAKTÖRLERDE (AKR) OKSİJEN KULLANIMI VE KOİ GİDERİMİ ÜZERİNE ETKİSİ

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ. : Aksaray Üniversitesi, Mühendislik Fak., Çevre Müh. Böl., 68100, AKSARAY

SULU ÇÖZELTİLERDEKİ FENOLÜN FENTON YÖNTEMİYLE GİDERİMİNDE PROSES PARAMETRELERİNİN OPTİMİZASYONU

Elçin GÜNEŞ, Ezgi AYDOĞAR

İLAÇ ENDÜSTRİSİ ATIKSULARININ ARITIMINDA AKTİF ÇAMURA TOZ AKTİF KARBON İLAVESİNİN ETKİSİ

Transkript:

Uludağ Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt 7, Sayı 1, 22 FARKLI S /X ORANLARININ ÇÖZÜNMÜŞ KALICI ÜRÜN OLUŞUMU ÜZERİNE ETKİSİ Seval Kutlu AKAL SOLMAZ * Özet: Su kirlenmesine sebep olan organik maddeler mikroorganizmalar tarafından biyolojik olarak indirgenerek stabil ve zararsız hale getirilmektedir. Biyolojik faaliyetler sonucu organik maddeler inorganik besin elementlerine dönüşür. Mikroorganizmalar bir taraftan organik maddeleri biyolojik olarak ayrıştırırken, bir taraftan da ortamda ayrıştırılamayan (inert) yeni ürünler oluşturur. Aktif Çamur Sistemi (AÇS) oksijenli ortamda organik maddelerin giderimini amaçlayan bir proses olup, bu sistemlerin tasarımında gözönüne alınması gereken pekçok parametre bulunmaktadır. Bunlardan en önemlisi başlangıç substrat konsantrasyonu (S ) ile başlangıç mikroorganizma konsantrasyonu (X ) arasındaki S /X oranıdır. Bu çalışmanın amacı, AÇS nde farklı S /X oranlarında çözünmüş kalıcı ürün (S R ) oluşumunun deneysel çalışmalar yardımıyla incelenmesidir. Deneysel çalışmalar için kesikli (batch) reaktörlerin kullanılması uygun bulunmuştur. Deneylerde glukozun 1;2;3; ve 5 mg/l lik başlangıç konsantrasyonları ile yüklenen 1;2;3; ve 5 mg/l lik başlangıç mikroorganizma konsantrasyonları için farklı S /X oranlarında 25 bileşenli bir reaktörler matrisi oluşturulmuştur. Yirmi beş adet S /X oranı ile beslenen yirmi beş reaktörde glukozun tamamının ayrışmasından sonra 1 gün boyunca ölçülen Kimyasal Oksijen İhtiyacı (KOI) değerlerinin analiz sonuçları kalıcı ürün olarak değerlendirilmiş ve bu değerlerin zamana göre değişimleri izlenmiş ve oluşturulan grafikler üzerinde değişimlerin irdelenmesi gerçekleştirilmiştir. Anahtar Kelimeler: S /X oranı, Çözünmüş kalıcı ürün, Kesikli reaktör. Effects of Different S /X Rates on Soluble Inert Product Formation Abstract: Organic substances that causing water pollution are biologically reduced, stabilized by microorganisms and become harmless for environment. Organics are converted into inorganic food elements, as a result of biological activities. While microorganisms decomposing organic substances, and synthesizing new cells they produce new products that can not be completely decomposed (inert). Activated Sludge System (ASS) is a process whose aim is to remove organic matters in aerobic conditions.the most important parameter affecting on system performance and activity is the ratio between (S ) initial substrate concentration and (X ) initial microorganism concentration, that is S /X. The aim of this study is to investigate soluble inert product (S R ) formation in the ASS with the aim of experimental studies depending on different S /X ratios of initial substrate and biomass concentrations. Batch reactors was thought as the best way for experimental studies. Experimental studies were carried out in twenty five reactors consisting of a set of five reactors fed with glucose; each containing 1;2;3; and 5 mg/l S concentrations respectively for each of 1;2;3; and 5 mg/l X concentrations. Experimentation matrix of organic loadings was formed from those reactors. After glucose was completely used up, daily Chemical Oxygen Demand (COD) analyses were continued for about 1 days in order to trace the course of soluble inert product. The results of S R values, from each reactors, together with the S /X ratio were given in graphics.. Key Words: S /X ratio, Inert soluble product, Batch reactor. 1. GİRİŞ Warburg respirometresini kullanarak yaptıkları deney sonuçlarına göre asetat, %72-78 oranında CO 2 ve H 2 O ya dönüşerek oksitlenirken, %13-15 i yeni hücre protoplazmasına dönüşmüş, %11-12 si ise ayrışmayarak sistemde bakiye organik madde olarak kalmıştır. Ürün oluşumu üzerine yapılan çalışmalardan biri Gaffney ve Heukelekian (1961) in deneysel çalışmalarıdır. * Uludağ Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, Çevre Mühendisliği Bölümü, Bursa 31

Chudoba (1967) nın yaptığı kesikli deneyler sonunda elde ettiği kalıcı ürün değerlerinin başlangıç substrat konsantrasyonuna göre değişiminin lineer olduğu belirtilmiştir. Chudoba (1985) ya göre AÇS de inert ürünlerin üç şekilde oluştuğu belirtilmiştir: 1- Mikroorganizmaların çevreleri ile etkileşimleri sonucunda salgıladıkları bileşikler, 2- Substrat metabolizması ve bakteriyel çoğalma sonucunda üretilen bileşikler, 3- Mikroorganizmaların ayrışması ve hücre erimesi sonucunda oluşan bileşiklerdir. Rittman ve arkadaşları (1987) ise ürün oluşumunu iki sınıfa ayırmışlardır: 1- Çoğalma ile orantılı olarak ürün oluşumu, 2- Çoğalmadan bağımsız olarak ürün oluşumu. Artan (1987), çözünmüş inert ürün oluşumunu da hesaba katan bir aktif çamur modeli geliştirerek, çözünmüş kalıcı ürünün çıkış çözünmüş KOİ si üzerindeki etkisini incelemiş ve çözünmüş kalıcı ürün üretiminin Chudoba (1985) nın da belirttiği gibi başlangıç çözünmüş organik madde ile değiştiğini bulmuştur. Gaudy ve Blachly (1989), kesikli ve sürekli sistemlerde yaptıkları arıtılabilirlik çalışmalarında inert KOI nin biyolojik arıtma proseslerinde biyolojik olarak ayrıştırılamayacağını söylemişler fakat uzun vadede inert kısmın %9 dan fazlasının metabolize edilebileceğini belirtmişlerdir. Germirli ve arkadaşları (1991) nın yaptıkları çalışmada, farklı giriş konsantrasyonlarında kesikli reaktörlere beslenen glukozun ayrışması sırasında sisteme salınan metabolik ürünlerden kaynaklanan ilgi çekici verilerin belirli bir eğilim göstermemesi metabolik ürünlerin yapı ve üretimlerinin, çalışmada tamamı ile değişik karakterde endüstriyel atıksulara aklime edilmiş, dolayısıyla birbirinden farklı, mikroorganizma kültürleri sonucunu getirmiştir. Görgün ve Orhan (1991), atıksuların biyolojik arıtılabilirliğinin incelenmesi amacıyla çok sayıda deneysel çalışmalar yapmışlar, başlangıçta inert fonksiyon bulunmadığını, ancak girişteki ayrışabilir KOI nin yaklaşık %6-7 sinin kalıcı mikrobiyal ürüne dönüştüğünü belirtmişlerdir. Orhon ve arkadaşları (1992) inert KOI nin tekstil atıksularının biyolojik arıtılabilirliğine etkilerini incelemişlerdir ve çıkış suyu KOI sini düşük S /X yüklemelerinde bile toplam inert KOI olarak tanımlanan değerlerin altına düşürülemeyeceğini göstermişlerdir. Yukarda bahsedilen çalışmalara benzer şekilde bu çalışmada, AÇS de farklı S /X oranlarının çözünmüş kalıcı inert ürün (S R ) oluşumuna etkisi deneysel çalışmalar yardımıyla incelenmiş ve çıkış çözünmüş KOI konsantrasyonunun S /X oranlarıyla ilişkileri araştırılmıştır. 2. YÖNTEM Bu çalışmanın gerçek amacı, mikroorganizma ve substratın başlangıç (X,S ) konsantrasyonlarının değişimine etkisini incelemektir. Bu maksatla, Tablo I deki matriste verilen kesikli reaktör deneylerini yapabilmek için glukozun 1; 2; 3; ; 5 mg KOİ/L lik konsantrasyonları ile yüklenen reaktörlerden herbirine sıra ile 1; 2; 3, ; 5 mg Askıda Katı Madde(AKM)/L lik, X başlangıç mikroorganizma konsantrasyonlarını sağlayacak şekilde glukoza alıştırılmış heterojen ve ayrı bir biyokütle topluluğundan ilave edilerek yirmibeş reaktörden meydana gelen kesikli bir reaktör takımı oluşturulmuştur. Tablo I. Glukoz ve Biyokütlenin Seçilen Başlangıç Konsantrasyonları İçin Tasarlanan Reaktörlerde S /X Oranları, (Akal,1997). S 1 2 3 5 X mg KOİ/litre mg KOİ/litre mg KOİ/litre mg KOİ/litre mg KOİ/litre 1 mg/litre 1 2 3 4 5 2 mg/litre,5 1 1,5 2 2,5 3 mg/litre,333,666 1 1,333 1,666 mg/litre,25,5,75 1 1,25 5 mg/litre,2,,6,8 1 32

Bu çalışmada etkili hacmi 2 L olan laboratuvar ölçekli cam malzemeden yapılmış reaktörler kullanılmıştır. Tam karışım iki adet akvaryum pompası ile, oksijen ihtiyacı ise bir adet hava kompresörü yardımıyla sağlanmıştır. Çalışma düzeneği şematik olarak Şekil 1 de gösterilmiştir. Deney düzeneğinin kuruluşundan itibaren çalışmalara yaklaşık yirmi ay boyunca devam edilmiştir. Kesikli beslenen reaktörlerde substrat olarak litrede 93,8 mg glukoz bulunan ve KOİ değeri 1 mg/l olan çözeltiler kullanılmıştır. Bu 1 mg/l lik KOİ değeri substratın %1 oksidasyonuna tekabül eden teorik değeridir. Reaktör ortamının mineral madde, azot ve fosfor ihtiyacını karşılamak için bileşenleri Tablo II de verilen A ve B çözeltilerinden ilave edilmiştir. Şekil 1: Deneysel Çalışmanın Yürütüldüğü Kesikli Reaktör Seti Tablo II. A ve B Çözeltilerinin İçerikleri Bileşik Miktar (g/l) A Çözeltisi K2 HPO4 18 KH2 PO 4 NH4 Cl 6 B Çözeltisi MgSO4.H2 O 7,5 FeSO4.H2 O,25 ZnSO4.H2 O,25 MnSO4.H2O,25 CaCl 2 1 Reaktörlere aşı mikroorganizma olarak İ.T.Ü. Kampüsü kanalizasyon sisteminden alınan evsel atıksudan sağlanan mikroorganizmalar ilave edilmiş, atıksu içindeki mikroorganizmalar çalışma sırasında glukoz çözeltisine yaklaşık olarak 2 gün aklime edilmiştir. Sistem kesikli olarak çalıştırılmış, çözeltilerin ve mikroorganizma miktarının ilavesinden sonra dinlendirilmiş musluk suyu ile reaktörler 2 litreye tamamlanarak deneye hazırlanmıştır. Herbir reaktör sisteminin ph sı düzenli olarak ölçülerek, ph nın 7,1-7,2 arasında tutulması 1N NaOH veya,1 N H 2 SO 4 çözeltilerinden yeteri kadar ilave edilerek sağlanmıştır. Deneyler 2 ± 3 o C de oda sıcaklığında yapılmıştır. Gece, gündüz ve mevsimlik sıcaklık değişimlerinde ortam sıcaklığının sabit tutulması su banyosu ile sağlanmıştır. Sıcaklıklar termometre ile günlük olarak takip edilmiştir. Analizler için tam karışımdan 25-3 ml numune alınmış, AKM, Uçucu Askıda Katı Madde (UAKM), filtre edilmiş örnekler üzerinde KOİ ve Glukoz analizleri yapılmıştır. Glukoz konsantrasyonunu ölçmek için Kolorimetrik Antrone Metodu (İkincil Metod) kullanılmıştır (Seifter ve digerleri,195; Trevelyan ve Harrison, 195; Gaudy, 1962). Glukoz ölçüm metodunun prensibi, antrone (9,1-dihydro-9 ketoanthracene) nun kuvvetli asidik ortamda (1,84 yoğunluklu;%98 lik H 2 SO 4 ) sakkaridler ile reaksiyona girmesi esasına dayanır. Deneysel çalışmada, 62 nm de okumaya elverişli Labospec marka spektrofotometre, su banyosu, 5 ml lik balonjojeler kullanılmıştır. Çözelti olarak; Standard glukoz çözeltisi (1 mg glukoz/1 litre saf su), Anthrone çözeltisi (,1 g anthrone/5 ml konsantre H 2 SO 4 + 2 ml saf su + oksidan olarak 1 g thioüre) hazırlanmıştır. Toplam glukoz miktarını litredeki mg glukoz cinsinden bulabilmek için glukoz standardını kullanarak dönüşüm faktörü hesaplanmıştır (Başkaya,1995). Analiz 33

sonucu spektrofotometrede okunan değerler dönüşüm faktörüne bölünmüş ve glukoz konsantrasyonları mg Glukoz/L cinsinden ifade edilmiştir. Rektörlerdeki glukoz konsantrasyonları sıfır değerine ulaşana kadar analizlere devam edilmiş, sistemdeki glukozun tükenmesinden sonra kalıcı ürün oluşumunu takip etmek için daha uzun zaman aralıklarıyla numuneler alınarak, analizler yaklaşık olarak 1 ile 2 gün boyunca sürdürülmüştür. S /X oranı büyük olan reaktörlerde süre daha da uzatılmıştır. Analizler için Standart Metodlar (APHA, 1989) da verilen prosedürler takip edilmiştir. 3- SONUÇLAR VE DEĞERLENDİRMELER Bu çalışmada, glukoz ile beslenen kesikli reaktörlerde başlangıç mikroorganizma (X ) ve substrat (S ) konsantrasyonunun kalıcı ürün (S R ) değerlerinin S /X oranlarıyla değiştiği tespit edilmiştir. Tablo I de verilen farklı S /X oranlarıyla beslenen yirmibeş reaktörde glukoz, KOİ, biyokütle ve kalıcı ürün analizleri yapılmıştır. Glukozun tamamının ayrışmasından sonra ölçülen KOİ değerlerinin analiz sonuçlarının zamana göre değişimleri sırasıyla Şekil 2, 3, 4, 5 ve 6 da verilmiştir. SR=Kalıcı Ürün Konsantrasyonu (mgkoi/l) 7 6 5 x=1 mg/l x=2 mg/l x=3 mg/l x= mg/l 3 2 1 24 48 72 96 12 144 168 192 216 2 Şekil 2: S = 1 mg KOI/L ve X = 1, 2, 3,, 5 mg AKM/L Başlangıç Konsantrasyonları İçin S /X Oranları 1,5,33,25 ve,2 olan Reaktörlerde, S R Kalıcı Ürün Konsantrasyonlarının Zamana Göre Değişimi SR = Kalıcı Ürün Konsantrasyonu (mgkoi/l) 1 12 1 8 6 2 x=1 mg/l x=2 mg/l x=3 mg/l x= mg/l 24 48 72 96 12 144 168 192 216 2 Şekil 3: S = 2 mg KOI/L ve X = 1, 2, 3,, 5 mg AKM/L Başlangıç Konsantrasyonları İçin S /X Oranları 2 1,67,5 ve,4 olan Reaktörlerde, S R Kalıcı Ürün Konsantrasyonlarının Zamana Göre Değişimi 34

SR=Kalıcı Ürün KOnsantrasyonu (mgkoi/l) 1 12 1 8 6 2 x=1 mg/l x=2 mg/l x=3 mg/l x= mg/l 24 48 72 96 12 144 168 192 216 2 Şekil 4: S = 3 mg KOI/L ve X = 1, 2, 3,, 5 mg AKM/L Başlangıç Konsantrasyonları İçin S /X Oranları 3 1,5 1,75 ve,6 olan Reaktörlerde, S R Kalıcı Ürün Konsantrasyonlarının Zamana Göre Değişimi SR = Kalıcı Ürün Konsantrasyonu (mgkoi/l) 1 9 8 x=1 mg/l x=2 mg/l 7 x=3 mg/l x= mg/l 6 5 3 2 1 24 48 72 96 12 144 168 192 216 2 t(saat) Şekil 5: S = mg KOI/L ve X = 1, 2, 3,, 5 mg AKM/L Başlangıç Konsantrasyonları İçin S /X Oranları 4 2 1,33 1 ve,8 olan Reaktörlerde, S R Kalıcı Ürün Konsantrasyonlarının Zamana Göre Değişimi SR = Kalıcı Ürün Konsantrasyonu (mgkoi/l) 16 1 12 1 8 6 2 x=1 mg/l x=2 mg/l x=3 mg/l x= mg/l 24 48 72 96 12 144 168 192 216 2 Şekil 6. S = 5 mg KOI/L ve X = 1, 2, 3,, 5 mg AKM/L Başlangıç Konsantrasyonları İçin S /X Oranları 5 2,5 1,67 1,25 ve 1 olan Reaktörlerde, S R Kalıcı Ürün Konsantrasyonlarının Zamana Göre Değişimi 35

Glukozun tükenmesinden sonra ölçülen bu değerler kalıcı ürün olarak değerlendirilebilir. Yukarıdaki tablo ve şekillerin ışığı altında S R için aşağıdaki sonuçlar bulunmuştur: 1- S /X oranları aynı olan reaktörlerde giriş şartlarından bağımsız olarak S R değerlerinin glukoz konsantrasyonunun bitmesinden itibaren ölçüm periyodu boyunca neredeyse birebir eşit olduğu söylenebilir (S /X = 1/1= 2/2= 3/3 = / =5/5 = 1, S /X = 2/1= /2= 2, S /X = 1/2= 2/=,5 olan reaktörler) 2- S = 1 mgkoi/l, X = mg/l; S = 2 mgkoi/l, X = mg/l ve X = 5 mg/l; S = mgkoi/l, X = 1 mg/l olan dört reaktör dışındaki bütün reaktörlerde S R değerleri t=1. günden itibaren önce bir miktar azalmakta yani; glukozun bitmesinden itibaren kalan KOİ nin bir miktarı daha ayrışmakta, bu ayrışma bazı reaktörlerde 1 gün, bazılarında 4-5 gün boyunca devam etmektedir. Kesin olmamakla beraber S /X oranı yüksek olan reaktörlerde bu sürenin daha uzun olduğu söylenebilir. 3- Ayrışma tamamlandıktan sonra KOİ konsantrasyonu artmakta, diğer bir ifadeyle ortama bir miktar daha S R salgılanmaktadır. Bu artış çok hızlı olmayıp, yavaşça devam etmekte sonra tekrar yavaşça a- zalmaktadır. S R kalıcı ürün analizlerine S /X oranına göre 1 ile 15 gün boyunca devam edilmiş, standart olarak onuncu gün değerleri alınarak grafikler hazırlanmıştır. 4- Son ölçülen S R değerleri ile glukozun bitmesinden sonra ölçülen KOİ değerlerinin hemen hemen aynı olduğu görülmektedir. 5- Giriş substrat (S ) konsantrasyonu yüksek olan reaktörlerde (S /X = 5/1 = 5, S /X = /1 = 4 gibi) daha fazla kalıcı ürün oluştuğu gözlenmiş, kalıcı ürünün artan S /X ile düzenli olarak arttığı belirlenmiştir. 6- Glukozun bitmesinden itibaren ayrışmadan kalan ürün S R konsantrasyonlarının S /X oranları aynı olan reaktörlerde birbirine eşit olduğu tespit edilmiştir. 7- Kalıcı ürünün bir miktar (yaklaşık olarak %2 ile 5 inin) daha ayrıştığı ve ayrışma süresinin S /X oranı yüksek olan reaktörlerde daha uzun olduğu belirlenmiştir. 8- S R ın ayrışan kısmı tüketildikten sonra ortama bir miktar daha kalıcı ürün salgılanmaktadır. Bu artış çok hızlı olmayıp yavaşça yükselmekte, maksimum bir değere ulaştıktan sonra yine tekrar yavaşça a- zalmaktadır. Bu değişim önemli olmayıp %2-3 mertebesinde kalmaktadır. 9- Pratik olarak onuncu gün sonunda ölçülen kalıcı ürün konsantrasyonlarının glukozun bitmesinden sonraki 24 saat içerisinde ölçülen KOİ değerlerine eşit olduğu söylenebilir. 1- Literatürde ifade edilenlere paralel olarak giriş substrat konsantrasyonu yüksek olan reaktörlerde (S /X = 4, S /X = 5 gibi) daha fazla kalıcı ürün oluştuğu gözlenmiş, kalıcı ürünün artan S /X oranları ile düzenli olarak arttığı belirlenmiştir. S R oluşumu ile ilgili olarak; literatürde, hızlı ayrışan karbon ve enerji kaynaklarının daha fazla ara ürün oluşmasına sebep olduğu belirtilmiştir (Rao ve Gaudy, 1966; Chudoba, 1967; Grady ve Williams, 1975). Artan (1987), güç ayrışan substratların sürekli beslenmesinde ara ürün oluşmasının düşük bir ihtimal olduğunu ifade etmiştir. Eckhoff ve Jenkins (1967) ise, kolay ayrışan organik maddelerin ayrışması sırasında ayrışmadan kalan maddeleri, substrat mekanizması sırasında oluşan metabolik son ürünler olarak tanımlamışlardır. Beşinci maddede verildiği üzere bazı araştırmacılara (Chudoba, 1967; Grady ve Williams, 1975) göre S konsantrasyonu yüksek olan reaktörlerde daha fazla çözünmüş metabolik ürün veya toplam KOİ bulunmasına neden olur. Pitter ve Chudoba (199), S (giriş substrat konsantrasyonu) /X (giriş mikroorganizma konsantrasyonu) oranının metabolik reaksiyonları etkileyerek, bu oranın substratın giderilmesi sırasında hücre artışı olup olmadığının belirlenmesinde kesikli reaktörler için önemli bir parametre olduğunu belirtmişlerdir. Bu çalışmanın sonuçları da literatürde verilen bilgileri desteklemekle beraber kalıcı ürün konsantrasyonunun S /X oranından daha fazla etkilendiğini göstermektedir. Çalışmada, çözünmüş kalıcı ürün oluşumunun, S /X oranlarına bağlı olarak değişiminin belirlenmesinde deneysel çalışmaların detaylı bir şekilde sunuluşu gerçekleştirilmiştir. Analiz sonuçlarından elde edilen sayısal değerlerin bir matematik model hazırlama çalışmalarına temel teşkil ettiği düşünülmektedir. Başka bir deyişle, bu çalışma sonuçları, değişimin fonksiyonel olarak belirlenmesinde matematik eşitlik ve ifadelerin oluşumuna katkıda bulunacaktır. S R hesabı için oluşturulacak S /X oranının fonksiyonu olan denklemin hazırlık ve belirleme aşamaları ile ilgili çalışmalar ise bir başka çalışmanın konusu olarak değerlendirilmektedir. 36

4. TEŞEKKÜR Bu çalışma, İ.T.Ü İnşaat Fakültesi Çevre Mühendisliği Bölümü nde başlatılmış olup, Uludağ Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Çevre Mühendisliği Bölümü laboratuarlarında tamamlanmıştır. Çalışmanın gerçekleştirilmesinde emeği geçen Sayın Prof. Dr. Hasan Ali SAN a teşekkürlerimi ve İ.T.Ü İnşaat Fakültesi Çevre Mühendisliği Bölümü laboratuar ve bilgisayar imkanlarından yararlanmamı sağlayan Sayın Prof. Dr. Derin ORHON a ve Uludağ Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Çevre Mühendisliği Bölümü laboratuar imkanlarından yararlanma olanağını sağlayan Sayın Prof. Dr. Hüseyin Savaş BAŞKAYA ya şükranlarımı sunarım. 5. KAYNAKLAR 1. Akal, S.K. (1997) Glukozla Beslenen Kesikli Reaktörlerde Organik Yüklemenin Ayrışma Kinetiği ve Kalıcı Ürün Oluşumu Üzerine Etkisi, Doktora Tezi, İ.T.Ü., Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul. 2. APHA, AWWA, WPFC (1989) Standart Methods for the Examination of Water Wastewater, USA. 3. Artan, N. (1987) Aktif Çamurda Çözünmüş Kalıcı Ürün Oluşumu Modeli, Doktora Tezi, İ.T.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul. 4. Başkaya, H.S. (1995) Çevre Laboratuarı Tekniği Ders Notları, Uludağ Üniversitesi, Bursa. 5. Chudoba, J. (1967) Residual Organic Matter in Activated Sludge Process Effluents I: Degradation of Saccharides, Fatty Acids and Amino Acids Under Batch Conditions, Science Paper Instituation, Chemical Technology, Prague, F12, 39-76. 6. Chudoba, J. (1985) Quantitative Estimation in COD Units of refractory Organic Compounds Produced by Activated Sludge Microorganisms, Water Research, Vol. 19,1, 37-43. 7. Eckhoff, D.W. and Jenkins, D. (1967) Activated Sludge Systems Kinetic of the Steady and Transient States, Serial Report, No. 67-12, Berkeley. 8. Gaffney, P.E. and Heukelekian, H. (1961) Biochemical Oxidation of the Lower Fatty Acids, Journal of Water Pollution Control Federation, Vol.33, No.11, 1169-1184. 9. Gaudy, A.F.Jr. (1962) Colorimetric Determination of Protein and Carbonhydrate, Industrial Water and Wastes, January-February, 17-22. 1. Gaudy, A.F.Jr. and Blachly, T.R. (1989) A Study of the Biodegradability of Resudual COD, Journal of Water Pollution Control Federation, Vol.43, No.4, 332. 11. Germirli, F., et al. (1991) Assesment of the Initial Inert Soluble COD in Industrial Wastewaters, Water Science and Technology, Vol.23, 177-186. 12. Grady, C.P.L.Jr. and Williams, D.E. (1975) Effects of Influent Substrate Concentrations on the Kinetics of Natural Microbial Pollutions in Continious Culture, Water Research, 9, 171-18. 13. Görgün, E. ve Orhon, D. (1991) SEK/İstanbul Tesisleri Atıksularının Biyolojik Arıtılabilirliği, Su Kirliliği Kontrolü Dergisi, Cilt. 1, Sayı 3, 159-157. 14. Orhon, D., et al. (1992) The Effect of Residual COD on the Biological Treatability of Textile Wastewaters, Water Science and Technology, Vol. 3-4, 815-825. 15. Rao, B.S. and Gaudy, A.F.Jr. (199) Biodegradability of Organic Substances in the Aquatic Environment, Journal of Water Pollution Control Federation, Vol.38,5, 794-812. 16. Rittmann, B.E., et al. (1987) A Critical Evaluation of Microbial Product Formation in Biological Processes, Water Science and Technology, Vol. 19, 517-528. 17. Seifter, S., et.al. (195) Estimation of Glycogen with Anthrone Reagent, Archives of Biochemistry, 25, 191. 18. Trevelyan, W.E. and Harrison, J.S. (195) Studies on Yeast Metabolism 1. Fractional and Microidentification of Cell Carbonhydrates, Biochemical Journal, 5, 298. 37