Biyolojik azot giderimi için yenilikçi teknolojiler; ANAMMOX ve SHARON prosesleri

Yıl 2010, Cilt: 20 Sayı: 2, 48 - 56, 31.12.2010

Didem Güven Seval Sözen

Öz

Bu çalışmada ANAMMOX ve SHARON reaktörlerinde azot giderim performansı incelenmiştir. Her iki sistemin performansları farklı amonyak yükleri ve farklı hidrolik bekletme süresi gibi dinamik koşullar altında incelenmiştir. SHARON reaktörünün başlangıç periyodunu oluşturan süreçte nitrifikasyon bakterilerinin kültür zenginleştirme çalışmalarında en yüksek spesifik amonyum oksidasyon hızı 0.1 mg NH4 +-N/mg UAKM.saat olarak elde edilmiştir. Kemostat reaktörde çamur yaşı 1.15 gün ve reaktör sıcaklığı 35±2oC olarak gerçekleştirilen işletme koşullarında kısmi nitrifikasyona ulaşılmış ve işletme boyunca ortalama %90 amonyum azotu giderim verimi ile 2.8 mg NH4 +-N/mg UAKM.saat spesifik amonyum oksidasyon hızı elde edilmiştir. Sistem metanol ilavesi ile döngüsel anoksik-aerobik fazlarla çamur yaşı 1.5 gün olan işletme koşullarında çalıştırıldığında oluşan nitritin ortalama %25’i denitrifiye edilebilmiştir. ANAMMOX reaktörü ise tam karışımlı sürekli akımlı bir reaktörde sistemden biyokütle atılmaksızın işletilmiş ve işletme boyunca sisteme verilen amonyum azotunun %90’nın ve nitrit azotunun %99’unun giderildiği görülmüştür. Çalışmada ayrıca ANAMMOX prosesini gerçekleştiren mikroorganizma topluluğunun FISH analizi ile karakterizasyonu yapılmıştır. Prosesi oluşturan biyokütle topluluğunun Planktomisit türünde
ANAMMOX bakterilerinin Dokhaven-2 alt türünden oluştuğu görülmüştür. Deneysel bulgular yüksek amonyum içeren atıksuların arıtımında ANAMMOX ve SHARON proseslerinin yüksek verimlerle ve düşük çamur üretimiyle alternatif teknolojiler olarak kullanılabileceğini göstermektedir.

Anahtar Kelimeler

Anaerobik amonyum oksidasyonu(ANAMMOX), kısmi nitrifikasyon-denitrifikasyon (SHARON), floresan yerinde hibritleşme (FISH), kemostat

Kaynakça

• Abeling, U. ve Seyfried, C.F., (1992). Anaerobic- aerobic treatment of high-strength ammonium wastewater nitrogen removal via nitrite, Water Science and Technology, 26, 1007-1015.
• APHA-AWWA-WPCF, (1998). Standard methods for the examination of water and wastewater, 20th edition, American Public Health Association, Washington DC.
• Barnes, D. ve Bliss, P.J., (1983). Biological control of nitrogen in wastewater treatment, E & F N SPON, New York.
• Ciudad, G., Rubilara, O., Mun˜oza, P., Ruizb, G., Chamyb, R., Vergaraa, C. ve Jeisona, D., (2005). Partial nitrification of high ammonia concentra- tion wastewater as a part of a shortcut biological nitrogen removal process, Process Biochemistry, 40, 5, 1715-1719.
• Güven, D., (2003). Experimental assesment of ANAMMOX process responce to different carbon compounds, Doktora tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi.
• Güven, D., Kutlu, Ö., İnsel, G. ve Sözen, S., (2009). Model-based process analysis of partial nitrification efficiency under dynamic nitrogen loading, Bioprocess and Biosystems Engineering, 32, 655-661.
• Hellinga, C., Schellen, A.A.J.C., Mulder, J.W., van Loosdrecht, M.C.M. ve Heijnen, J.J., (1998). The Sharon process: an innovative method for nitrogen removal from ammonium-rich wastewater, Water Science and Technology, 37, 9, 135-142.
• Kutlu, Ö., (2005). Ammonium removal from astewaters containing high ammonium concentrations using partial nitrification-denitrification process, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi.
• 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 micro-organisms, Applied Microbiology and Biotechnology, 50, 589-596.
• Strous, M., Kuenen, J.G. ve Jetten, M.S.M., (1999). Key physiology of anaerobic ammonium oxidation, Applied Microbiology and Biotechnology, 65, 3248-3250.
• van der Star, W.R.L., Abma, W.R., Blommers, D., Mulder, J-W., Tokutomi, T., Strouse, M., Picioreanu, C. ve van Loosdrecht, M.C.M., (2007). Startup of reactors for anoxic ammonium oxidation: experiences from the first full-scale anammox reactor in Rotterdam, Water Research, 41, 4149-4163.
• van Dongen, L.G.J.M., Jetten, M.S.M. ve van Loosdrecht, M.C.M., (2001). The combined Sharon/Anammox process: a sustainable method for N-removal from sludge water, Water and wastewater practitioner series: STOWA report. IWA, London.