Entegre Sabit Filmli Aktif Çamur Sistemi ve Membran Biyoreaktör ile Farklı Yapıdaki Biyofilm Performanslarının Değerlendirilmesi

Öz

Su tüketimindeki artış, mevcut kaynaklar üzerindeki baskıyı artırmakta ve gelecekte su krizine yol açabileceği öngörülmektedir. Bu nedenle atıksuların geri kazanımı giderek daha fazla önem kazanmaktadır. Bu çalışmada, alan ihtiyacını en aza indiren ve yüksek arıtım verimi sağlayan membran biyoreaktör (MBR) sistemleri ile entegre biyofilm sisteminin (IFAS-MBR) performansı laboratuvar ölçeğinde araştırılmıştır. Çalışmada farklı biyotaşıyıcı medyalar kullanılarak sistem performansına etkileri incelenmiştir. Sonuçlar, hibrit sistemin yüksek organik madde gideriminde etkili olduğunu göstermiştir. KOİ giderimi %94 seviyesinde gerçekleşmiş, toplam azot (TN) giderimi %35, toplam fosfor (TP) giderimi %61 olarak belirlenmiştir. Çıkış suyu bulanıklık değerleri 10 NTU’nun altında kalmıştır. Biyofilm entegrasyonu sayesinde düşük SRT koşullarında dahi nitrifikasyonun gerçekleştiği gözlenmiş, ayrıca membrana gelen yük azalttığı için transmembran basıncının artışı yavaşlamış ve kimyasal yıkama ihtiyacı azalmıştır. Bu bulgular, IFAS-MBR hibrit sisteminin KOİ, azot ve fosfor gibi önemli parametrelerin giderimi ile membran ömrünün uzatılmasında da avantaj sağladığını ortaya koymaktadır.

Anahtar Kelimeler

• IFAS
• Membran Biyoreaktör
• Su Geri Kazanımı

Evaluation of Biofilm Performance of Different Structures With Integrated Fixed Activated Sludge and Membrane Bioreactor

Öz

Increasing water consumption exerts pressure on available resources and is expected to cause a water crisis in the future. Therefore, wastewater reclamation has become increasingly important. In this study, the performance of an integrated fixed-film activated sludge–membrane bioreactor (IFAS-MBR) system, which minimizes land requirement while ensuring high treatment efficiency, was investigated at laboratory scale. Different bio-carrier media were tested to evaluate their effects on system performance. The results demonstrated that the hybrid system was effective in removing high organic loads. The chemical oxygen demand (COD) removal efficiency reached 94%, while total nitrogen (TN) and total phosphorus (TP) removal efficiencies were 35% and 61%, respectively. Effluent turbidity remained below 10 NTU. Biofilm integration enhanced nitrification even under low sludge retention time (SRT) conditions, and reduced the loading on the membrane, which slowed down the increase in transmembrane pressure (TMP) and lowered chemical cleaning requirements. These findings indicate that the IFAS-MBR hybrid system provides advantages not only in COD removal but also in nitrogen and phosphorus removal, as well as in extending membrane lifespan.

Anahtar Kelimeler

• IFAS
• Membrane Bioreactor
• Water Recovery

Kaynakça

1. 1. Nguyen, H. T., & Phan, T. M. (2025). Recent progress in integrated fixed-film activated sludge process for wastewater treatment: A review. Environmental Technology Reviews, 14(1), 88–115.
2. 2. Bui, X. T., Tran, H. T., Vo, T. D. H., & Nguyen, T. T. (2024). Performance evaluation of integrated fixed-film activated sludge (IFAS) system for nitrogen removal under different operational conditions. Processes, 12(10), 2131.
3. 3. Ergön-Can, T., Köse-Mutlu, B., Koyuncu, İ., & Lee, C. H. (2017). Biofouling control based on bacterial quorum quenching with a new application: Rotary microbial carrier frame. Journal of Membrane Science, 525, 116-124.
4. 4. Özkan, O., Uyanık, İ., Rençber, M., Oğuz, M., Şahin, U., Koyuncu, İ., S. 2017. Organize Sanayi Bölgesi Atıksularının Membran Biyoreaktörlerle Arıtılması: KOSB için İlk Sonuçlar: Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, s. 1060.
5. 5. Bengtsson, S., de Blois, M., Wilén, B. M., & Gustavsson, D. (2019). A comparison of aerobic granular sludge with conventional and compact biological treatment technologies. Environmental technology, 40(21), 2769-2778.
6. 6. Albizuri, Jon., Santamaria, A., & Larrea, L. (2010). IFAS Process for Nitrogen Removal with an HRT of 4 Hours. Proceedings of the Water Environment Federation. 2010. 440-457. 10.2175/193864710798208575.
7. 7. Li, X., & Yu, R. (2024). Integrated fixed-film activated sludge and Anammox systems: Recent developments and influencing factors. Frontiers in Environmental Science, 12, 1091538.
8. 8. Pryce, J., Ahmed, M., & Collins, R. (2022). Modelling and sensitivity analysis of integrated fixed-film activated sludge processes for municipal wastewater treatment. Scientific Reports, 12, 13779.

9. 9. Yüksekdağ, A. (2024). Elektroeğirme yöntemi ile üretilen antimikrobiyal nanolif membranlarda Lycopodium özütü etkisinin incelenmesi. Ç.Ü. Müh. Fak. Dergisi, 39(4), 1027-1038.
10. 10. Yeşiltaş, H. K., & Yılmaz, T. (2022). Yüzeysel su kaynağından içme suyu eldesinde alkali koagülasyon metodunun uygulanması ve kalsiyum sertliğinden ileri gelen kireç taşı oluşumu. Ç.Ü. Müh. Fak. Dergisi, 37(1), 249-260.