Nitrobenzen’in ardışık anaerobik (AHYR)/aerobik (SKTR) reaktör sisteminde arıtılabilirliği ve nitrobenzen’in biyolojik ayrışması

Yıl 2008, Cilt: 18 Sayı: 1, 3 - 14, 31.12.2008

Özlem Selçuk Kuşçu Delia Teresa Sponza

Öz

Bu çalışmada nitrobenzen (NB)’in arıtılabilirliği anaerobik hareketli yatak reaktör (AHYR) ve onu takip eden aerobik sürekli karıştırmalı tank reaktör (SKTR) sistemi kullanılarak araştırılmıştır.
AHYR reaktör 20 mg/L den 400 mg/L’ye artırılan NB konsantrasyonlarında (1.93 g/m 3 .gün ’ den 38.54 g/m 3 .gün ’ e arttırılan NB yükleme hızlarında) birincil substrat olarak glikoz kullanılarak 128 gün boyunca 10.38 günlük sabit hidrolik bekleme süresinde (HBS) sürekli olarak işletilmiştir. Sürekli işletim boyunca giriş KOİ konsantrasyonu 3000 mg/L glikoz-KOİ’sine eşdeğerdir. Fakat
NB’nin ortama KOİ vermesi nedeniyle, NB konsantrasyonu 20 mg/L den 400 mg/L’ ye arttığı zaman, giriş KOİ konsantrasyonu 3000 mg/L den 3400 mg/L’ye artmıştır. Çalışmada maksimum KOİ
ve NB uzaklaştırma verimi veren optimum NB konsantrasyonu ve NB yükleme hızı, 60 mg/L ve 3.85 g NB /m 3 .gün olarak bulunmuştur. Optimum NB konsantrasyonu ve yükleme hızında KOİ uzaklaştırma verimi % 93 ve NB uzaklaştırma verimi ise 100% dür. Maksimum toplam gaz, metan gaz üretimi ve % metan miktarı 5.78 g/m 3 .gün’lük NB yükleme hızında sırasıyla 2.8 L/gün, 1.3 L/gün ve %44 olarak bulunmuştur. AHYR reaktörde toplam uçucu yağ asidi (TUYA) konsantrasyonu ilk bölmede diğer bölmelerden daha yüksek bulunmuştur. İlk bölmede NB yükleme hızı 1.93 g/m 3 .gün’den 38.54 g/m 3 .gün’e arttırıldığı zaman TUYA konsantrasyonu AHYR’nin ilk bölmesinde 46 mg/L’den 160 mg/L’ye artmıştır. Optimum ve maksimum NB yükleme hızlarında TUYA konsantrasyonları çıkışta sırasıyla 0 mg/L ve 17 mg/L olarak bulunmuştur. AHYR’ nin bölmelerinde ve çıkışında TUYA/bikarbonat alkalinitesi (Bik.Alk.) oranları ise tüm NB yükleme hızlarında 0.04’ün altındadır. Anaerobik (AHYR)/aerobik (SKTR) reaktör sisteminde toplam KOİ uzaklaştırma verimleri artan NB yükleme hızlarına bağlı olarak % 93 ile % 97 arasında değişmiş ve NB uzaklaştırma verimi ise tüm NB yükleme hızlarında %100’ olarak bulunmuştur. NB anaerobik şartlar altında aniline, anilin ise aerobik şartlar altında kateşole dönüşmüştür.

Anahtar Kelimeler

Anaerobik hareketli yatak reaktör, nitrobenzen, anilin, ardışık reaktör sistem

Teşekkür

Bu çalışma D.E.Ü. rektörlüğü Araştırma İnceleme fonunun Fen 02 051 nolu projesi, TÜBİTAK 103 Y 106 no’lu projesi ve Süleyman Demirel Üniversitesi Araştırma Fonunun 767D03 nolu projeleri ile desteklenmiştir.

Kaynakça

• Anderson,G.K.veYang,G.,(1992). Determination of bicarbonate and total volatile acid concentration in anaerobic digesters using a simple titration, Water Enviromental. Resources, 64, 53-59.
• Angenent, L.T., Abel, S. ve Sung, S., (2002). Effect of an organic shock load on the stability of an anaerobic migrating blanket reactor, Journal of Environmental Engineering, 128, 12, 1109- 1020.
• Angenent, L.T. ve Sung, S., (2001). Development of anaerobic migrating blanket reactor (AMBR), a novel anaerobic treatment system, Water Resources, 35, 7, 1739–1747.
• APHA., (1992). Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 17 th Ed., American Public Health Association/American Water Works Association/Water Environment Federation, Washington DC.
• Aziz, M.A., Ng, W.J. ve Zhou, X.J., (1994). Acidogenic-aerobic treatment of a wastewater containing nitrobenzene, Bioresource Technology, 48, 37-42.
• Beydilli, M.I, Pavlosathis, S.G. ve Tincher, W.C., (1998). Decolorization and toxicity screening of selected reactive azo dyes under methanogenic conditions, Water Science and Technology., 38, (4-5), 225-232.
• Behling, E., Diaz, A., Colina, G., Herrera, M., Gutierrez, E., Chacin, E., Fernandez, E., Forster, C.F., (1997). Domestic wastewater treatment using a UASB reactor, Bioresourch Technology, 61, 239-245.
• Environmental Protection Agency (EPA), (1994). Nitroorganic and nitroamines by high performance liquid chromatography (HPLC), 8300 method.
• He, Z. ve Spain, J., (1999). Comparison of the downstream pathways for degradation of nitrobenzene by Pseudomonas pseudoalcaligenes JS45 (2-aminophenol pathway) and by Comamonas sp. JS765 (catechol pathway), Archives Microbiology., 171, 309–316
• Majumder, P. ve Gupta, S., (2003). Hybrid reactor for priority pollutant nitrobenzene removal, Water Resources,, 37, 4331–4336.
• Oh, Y. ve Bartha, R., (1997). Removal of nitrobenzene vapors by a trickling air biofilter. Journal of Industrial Microbilogy. And Biotechnology, 18, 293–296.
• Peres, C.M., Naveau, H. ve Agathos, S.N., (1998). Biodegradation of nitrobenzene by its simultaneous reduction into aniline and mineralization of the aniline formed, Appied Microbiolgy and Biotechnology, 49, 343-349.
• Razo-Flores, E., Luijten, M., Donlon, B. A., Lettinga, G. ve Field, J.A. (1997). Biodegradation of selected azo dye under methanogenic conditions, Water Science and Technology, 36, (6-7), 65-72.
• Speece, R.E., (1996). Anaerobic biotechnology for industrial wastewater. Tennessee: Archae Press, 5840 R.E. Lee, Dr. Nashville, 37215.
• Zhao, J.S. ve Ward, O. P., (1999). Microbial degradation of nitrobenzene and mono-nitrophenol by bacteria enrichhed from municipal activated sludge. Canadian Journal of Microbiology, 45, 5, 427-432.