Araştırma Makalesi
BibTex RIS Kaynak Göster

Metal İşleme Kaynaklı Yüksek Cr+6, Cu, Fe Yüklü Atıksulardan Sülfidojenik Sabit Yataklı Biyofilmreaktörde Metal Gideriminin İncelenmesi

Yıl 2025, Cilt: 41 Sayı: 1, 229 - 241, 30.04.2025

Öz

Bu çalışmada sülfat indirgeyen sabit aktif karbon yataklı bir biyofilmreaktörde (Sİ-AKYB), metal işleme sanayii klişecilik faaliyetlerinden kaynaklanan Cr+6, Cu ve Fe yüklü atıksu simüle edilerek sistem kararlılığı ve metal giderim performansı araştırılmıştır. Sülfat İndirgeyen Bakteri (SİB) ile zenginleştirilmiş Sİ-AKYB, her bir işletme fazında yeni bir ağır metal ilave edilmek suretiyle 150 mg/L Cr+6, 570 mg/L Cu ve 115 mg/L Fe konsantrasyonlarına varan metal yükleri ve 24 saatten 6 saate kadar düşürülen hidrolik bekletme süresi koşullarında test edilmiştir. Yürütülen çalışmalar, Si-AKYB’nin Cr+6 içeren ağır metal yüklü atıksuların arıtılmasında kimyasal çöktürme işlemlerine kıyasla daha çevre dostu ve maliyet etkin bir alternatif olabileceğini göstermiştir.

Etik Beyan

Etik kurul izni gerektiren bir araştırma değildir.

Destekleyen Kurum

TÜBİTAK

Proje Numarası

119Y312

Teşekkür

Bu çalışma, 119Y312 no.lu “Ardışık Sabit Yataklı Anaerobik ve Aerobik Biyoreaktörlerde Metal İşleme Endüstrisi Atıksularının Arıtımı ve Mikrobiyal Popülasyonun Yenilikçi Moleküler Tekniklerle Belirlenmesi” başlıklı TÜBİTAK 1002 projesi ile desteklenmiştir.

Kaynakça

  • Arias, J. M., & Tebo, B. M. 2003. Cr(VI) Reduction by Sulfate-Reducing Bacteria: Cytochrome c₃ as an Electron Transfer Mediator for Cr(VI) Reduction in Desulfovibrio vulgaris. Applied and Environmental Microbiology, 69(6), 3255–3262.
  • Albuquerque, V. F. de, Barros, A. L. de, Lopes, A. C., Santos, A. B. dos, & Nascimento, R. F. do. (2013). Removal of the metal ions Zn²⁺, Ni²⁺, and Cu²⁺ by biogenic sulfide in UASB reactor and speciation studies. Desalination and Water Treatment, 51(10–12), 2093-2101.
  • Barrera-Díaz, C. E., Lugo-Lugo, V., & Bilyeu, B. (2012). A review of chemical, electrochemical and biological methods for aqueous Cr(VI) reduction. Journal of Hazardous Materials, 223–224, 1-12.
  • Bijmans, M. F., Vries, E. F. J. d., Yang, C., Buisman, C., Lens, P. N., & Dopson, M. (2010). Sulfate reduction at ph 4.0 for treatment of process and wastewaters. Biotechnology Progress, 26(4), 1029-1037.
  • Bilgin, A., Jaffé, P.R. Precipitation of Copper (II) in a Two-Stage Continuous Treatment System Using Sulfate Reducing Bacteria. Waste Biomass Valor 10, 2907–2914 (2019).
  • Chang, J. S., & Kim, D. J. 2007. Effect of Temperature on the Bioreduction of Hexavalent Chromium by Anaerobic Microorganisms. Environmental Technology, 28(2), 171–177.
  • Chung, J., Nerenberg, R., & Rittmann, B. E. (2006). Bio-reduction of soluble chromate using a hydrogen-based membrane biofilm reactor. Water Research, 40(8), 1634–1642.
  • Cırık, K., & Özgür, N. 2013. Removal of Hexavalent Chromium by Sulfate-Reducing Bacteria in Different Bioreactor Configurations. Environmental Science and Pollution Research, 20(8), 5474–5480.
  • Cord-Ruwisch, R. (1985) A quick method for the determination of dissolved and precipitated sulfides in cultures of sulfate reducing bacteria, Journal of Microbiological Methods, 4. 33-36.
  • De Smul, A., Dries, J., Goethals, L., Grootaerd, H., Verstraete, W., 1997. High rates of microbial sulphate reduction in a mesophilic ethanol-fed expanded-granular-sludge blanket reactor. Appl. Microbiol. Biotechnol. 48, 297–303. https://doi.org/10.1007/ s002530051053.
  • Detmers, J., Brüchert, V., Habicht, K. S., & Kuever, J. (2001). Diversity of sulfur isotope fractionations by sulfate-reducing prokaryotes. Applied and Environmental Microbiology, 67(2), 888–894.
  • Gadd, G. M. 2010. Metals, Minerals and Microbes: Geomicrobiology and Bioremediation. Microbiology, 156(3), 609–643.
  • Gibert, O., de Pablo, J., Cortina, J. L., & Ayora, C. 2004. Chemical Characterization of Natural Organic Substrates for Biological Mitigation of Acid Mine Drainage. Water Research, 38(19), 4186–4196.
  • Huisman, J. L., Schouten, G., & Lettinga, G. 2006. The Role of Sulfide in the Anaerobic Treatment of Sulfate-Containing Wastewater. Water Research, 40(7), 1329–1337.
  • Jiang, X., Long, W., Peng, L., Xu, T., He, F., Tang, Y., & Zhang, W. (2022). Reductive immobilization of Cr(VI) in contaminated water by tannic acid. Chemosphere, 297, 134081.
  • Kaksonen, A. H., Franzmann, P. D., & Puhakka, J. A. 2003. Performance and Ethanol Oxidation Kinetics of a Sulfate-Reducing Fluidized-Bed Reactor Treating Acidic Metal- and Sulfate-Containing Wastewater. Biotechnology and Bioengineering, 83(7), 701–714.
  • Kaksonen, A. H., & Puhakka, J. A. 2007. Sulfate Reduction-Based Bioprocesses for the Treatment of Acid Mine Drainage and the Recovery of Metals. Engineering in Life Sciences, 7(6), 541–564.
  • Liamleam, W., Annachhatre, A.P., 2007. Electron donors for biological sulfate reduction. Biotechnol. Adv. 25, 452–463. https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2007.05.002.
  • Lens, P. N. L., & Hulshoff Pol, L. W. 2000. Environmental Technologies to Treat Sulfur Pollution: Principles and Engineering. IWA Publishing.
  • Lewis, A. E. (2010). Review of metal sulphide precipitation. Hydrometallurgy, 104(2), 222-234.
  • Loreto, C. D., Monge, O., Martin, A. R., Ochoa-Herrera, V., Sierra-Alvarez, R., & Almendariz, F. J. (2021). Effect of carbon source and metal toxicity for potential acid mine drainage (AMD) treatment with an anaerobic sludge using sulfate-reduction. Water Science and Technology, 83(11), 2669–2677.
  • Marchioretto, M. M., Foresti, E., & Campos, J. R. 2005. Effect of pH and ORP on the Performance of UASB Reactors for Domestic Sewage Treatment. Water Science and Technology, 52(1–2), 387–394.
  • Muyzer, G., Stams, 2008. The ecology and biotechnology of sulphate-reducing bacteria. Nat Rev Microbiol 6, 441–454.
  • Neculita, C. M., Zagury, G. J., & Bussière, B. 2007. Passive Treatment of Acid Mine Drainage in Bioreactors Using Sulfate-Reducing Bacteria: Critical Review and Research Needs. Journal of Environmental Quality, 36(1), 1–16.
  • Owlad, M., Aroua, M. K., Daud, W. A. W., et al. 2009. Removal of Hexavalent Chromium-Contaminated Water and Wastewater: A Review. Water Air Soil Pollution, 200(2009), 59–77.
  • Pagnanelli, F., Mainelli, S., De Angelis, S., & Toro, L. 2009. Copper and Cadmium Biosorption on Rhizopus Oligosporus sp. Biomass: Equilibrium and Kinetics. Process Biochemistry, 38(9), 1439–1447.
  • Qian, J., Fan, J., Xu, Y., & Zhang, J. 2016. Bioreduction of Chromium (VI) in Anaerobic Sludge under Different Environmental Conditions. Bioresource Technology, 200(2016), 605–611.
  • Ramakrishnaiah, C. R., & Prathima, B. 2011. Heavy Metal Removal by Chemical Precipitation and Electrocoagulation Techniques: A Comparative Study. International Journal of Engineering Science and Technology, 3(7), 1866–1871.
  • Richard, F. C., & Bourg, A. C. M. 1991. Aqueous Geochemistry of Chromium: A Review. Water Research, 25(7), 807–816.
  • Sedlak, D. L., & Chan, P. G. 1997. Reduction of Hexavalent Chromium by Ferrous Iron. Geochimica et Cosmochimica Acta, 61(11), 2185–2192.
  • Shahid, M., Shamshad, S., Rafiq, M., Khalid, S., Bibi, I., Niazi, N. K., Dumat, C., & Rashid, M. I. (2017). Chromium speciation, bioavailability, uptake, toxicity and detoxification in soil-plant system: A review. Chemosphere, 178, 513-533.
  • Şahinkaya, E., Dursun, N., & Kilic, A. 2009. Bioreduction of Sulfate and Chromium in a Thermophilic Anaerobic Baffled Reactor. Bioresource Technology, 100(9), 2442–2449.
  • Şahinkaya, E., Dursun, N., & Kilic, A. 2013. Sulfate and Metal Removal in Anaerobic Baffled Reactor Under Varying COD/SO₄²− Ratios With and Without Acetate Supplementation. Journal of Hazardous Materials, 260(2013), 649–655.
  • Şahinkaya, E., Kilic, A., & Dursun, N. 2012a. Performance of Anaerobic Baffled Reactor in Treating Sulfate and Chromium-Containing Wastewaters. Journal of Environmental Management, 104(2012), 14–19.
  • Şahinkaya, E., Yurtsever, A., & Çakmakçı, M. 2011. Effect of Varying COD/SO₄ Ratios on Sulfate Reduction in an Anaerobic Baffled Reactor. Desalination, 278(1–3), 77–83.
  • Şahinkaya, E., Yurtsever, A., & Özdemir, S. 2007. Treatment of Acidic Wastewaters Using Sulfate Reducing Bacteria: The Effect of COD/SO₄ Ratio. Journal of Hazardous Materials, 148(1–2), 303–309.
  • Şahinkaya, E., Yurtsever, A., & Özdemir, S. 2012b. Sulfate Reduction and Chromium Removal in an Upflow Anaerobic Sludge Blanket Reactor. Bioresource Technology, 118(2012), 235–240.
  • Y.C. Song, B.C. Piak, H.S. Shin, S.J. La, Influence of electron donor and toxic materials on the activity of sulfate reducing bacteria for the treatment of electroplating wastewater, Water Sci. Technol, 1998, https://doi.org/10.1016/ S0273-1223(98)00527-7.
  • Stumm, W., & Morgan, J. J. 1996. Aquatic Chemistry: Chemical Equilibria and Rates in Natural Waters. 3rd Edition. Wiley-Interscience, New York.
  • Teksoy Başaran, S., Kutlar, F. S., & Şahinkaya, E. 2021. High concentration hexavalent chromium removal performance of a sulfidogenic activated carbon-bed bioreactor at moderate temperature. Journal of Water Process Engineering, 42, 102162.
  • Venitti, S., & Levy, L. S. 1974. Mutagenicity of Chromates in Bacteria and its Relevance to Chromate Carcinogenesis. Nature, 250(5466), 493–495.
  • Young, C. A., Dahlgren, E. J., & Robins, R. G. (2003). The solubility of copper sulfides under reducing conditions. Hydrometallurgy, 68(1-3), 23–31.
Toplam 42 adet kaynakça vardır.

Ayrıntılar

Birincil Dil Türkçe
Konular Atık Yönetimi, Azaltma, Yeniden Kullanım ve Geri Dönüşüm
Bölüm Makaleler
Yazarlar

Senem Teksoy Basaran

Fatma Seda Kutlar

Erkan Sahinkaya

Proje Numarası 119Y312
Yayımlanma Tarihi 30 Nisan 2025
Gönderilme Tarihi 3 Şubat 2025
Kabul Tarihi 22 Mart 2025
Yayımlandığı Sayı Yıl 2025 Cilt: 41 Sayı: 1

Kaynak Göster

APA Teksoy Basaran, S., Kutlar, F. S., & Sahinkaya, E. (2025). Metal İşleme Kaynaklı Yüksek Cr+6, Cu, Fe Yüklü Atıksulardan Sülfidojenik Sabit Yataklı Biyofilmreaktörde Metal Gideriminin İncelenmesi. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi, 41(1), 229-241.
AMA Teksoy Basaran S, Kutlar FS, Sahinkaya E. Metal İşleme Kaynaklı Yüksek Cr+6, Cu, Fe Yüklü Atıksulardan Sülfidojenik Sabit Yataklı Biyofilmreaktörde Metal Gideriminin İncelenmesi. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi. Nisan 2025;41(1):229-241.
Chicago Teksoy Basaran, Senem, Fatma Seda Kutlar, ve Erkan Sahinkaya. “Metal İşleme Kaynaklı Yüksek Cr+6, Cu, Fe Yüklü Atıksulardan Sülfidojenik Sabit Yataklı Biyofilmreaktörde Metal Gideriminin İncelenmesi”. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi 41, sy. 1 (Nisan 2025): 229-41.
EndNote Teksoy Basaran S, Kutlar FS, Sahinkaya E (01 Nisan 2025) Metal İşleme Kaynaklı Yüksek Cr+6, Cu, Fe Yüklü Atıksulardan Sülfidojenik Sabit Yataklı Biyofilmreaktörde Metal Gideriminin İncelenmesi. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi 41 1 229–241.
IEEE S. Teksoy Basaran, F. S. Kutlar, ve E. Sahinkaya, “Metal İşleme Kaynaklı Yüksek Cr+6, Cu, Fe Yüklü Atıksulardan Sülfidojenik Sabit Yataklı Biyofilmreaktörde Metal Gideriminin İncelenmesi”, Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi, c. 41, sy. 1, ss. 229–241, 2025.
ISNAD Teksoy Basaran, Senem vd. “Metal İşleme Kaynaklı Yüksek Cr+6, Cu, Fe Yüklü Atıksulardan Sülfidojenik Sabit Yataklı Biyofilmreaktörde Metal Gideriminin İncelenmesi”. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi 41/1 (Nisan 2025), 229-241.
JAMA Teksoy Basaran S, Kutlar FS, Sahinkaya E. Metal İşleme Kaynaklı Yüksek Cr+6, Cu, Fe Yüklü Atıksulardan Sülfidojenik Sabit Yataklı Biyofilmreaktörde Metal Gideriminin İncelenmesi. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi. 2025;41:229–241.
MLA Teksoy Basaran, Senem vd. “Metal İşleme Kaynaklı Yüksek Cr+6, Cu, Fe Yüklü Atıksulardan Sülfidojenik Sabit Yataklı Biyofilmreaktörde Metal Gideriminin İncelenmesi”. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi, c. 41, sy. 1, 2025, ss. 229-41.
Vancouver Teksoy Basaran S, Kutlar FS, Sahinkaya E. Metal İşleme Kaynaklı Yüksek Cr+6, Cu, Fe Yüklü Atıksulardan Sülfidojenik Sabit Yataklı Biyofilmreaktörde Metal Gideriminin İncelenmesi. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi. 2025;41(1):229-41.

✯ Etik kurul izni gerektiren, tüm bilim dallarında yapılan araştırmalar için etik kurul onayı alınmış olmalı, bu onay makalede belirtilmeli ve belgelendirilmelidir.
✯ Etik kurul izni gerektiren araştırmalarda, izinle ilgili bilgilere (kurul adı, tarih ve sayı no) yöntem bölümünde, ayrıca makalenin ilk/son sayfalarından birinde; olgu sunumlarında, bilgilendirilmiş gönüllü olur/onam formunun imzalatıldığına dair bilgiye makalede yer verilmelidir.
✯ Dergi web sayfasında, makalelerde Araştırma ve Yayın Etiğine uyulduğuna dair ifadeye yer verilmelidir.
✯ Dergi web sayfasında, hakem, yazar ve editör için ayrı başlıklar altında etik kurallarla ilgili bilgi verilmelidir.
✯ Dergide ve/veya web sayfasında, ulusal ve uluslararası standartlara atıf yaparak, dergide ve/veya web sayfasında etik ilkeler ayrı başlık altında belirtilmelidir. Örneğin; dergilere gönderilen bilimsel yazılarda, ICMJE (International Committee of Medical Journal Editors) tavsiyeleri ile COPE (Committee on Publication Ethics)’un Editör ve Yazarlar için Uluslararası Standartları dikkate alınmalıdır.
✯ Kullanılan fikir ve sanat eserleri için telif hakları düzenlemelerine riayet edilmesi gerekmektedir.