Aerobik dinamik beslemeli aktif çamurun farklı karbon/azot oranlarında PHB depolama yeteneğinin değerlendirilmesi
Evaluation of PHB accumulation ability of aerobic dynamic feeding activated sludge under different carbon/nitrogen ratios
Yazar: DİLEK AYDOĞMUŞ
Danışman: PROF. DR. ÖZER ÇINAR
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik ve Bilimleri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Aerobik = Aerobic

Özet:
Hemen hemen tüm üretim endüstrilerinde kullanılan plastikler biyolojik ayrışmaya dirençlidir. Toprakta uzun süre birikme eğiliminde bulunmaları nedeniyle en önemli çevre sorunlarından bir tanesini oluşturmaktadır. Bu durum birçok araştırmacının biyoplastiklerin konvensiyonel plastiklerin yerini alması konusunda araştırma yapmaya teşvik etmiştir. Polihidroksialkanatlar (PHA) mikrooganizmalar tarafından üretilen biyolojik olarak parçalanabilen plastik olması nedeniyle son zamanlarda ilgi geçen konular arasında yer almaktadır. Fakat üretim maliyetleri petrol kökenli plastiklere göre oldukça yüksektir. Bu yüzden hücre içerisinde üretilen PHB verimini etkileyen parametrelerin bilinmesi ve iyileştirilmesi gerekmektedir.Aerobik dinamik beslemeli proseslerde aktif çamur kullanarak PHB depolama iyi bir stratejidir ve bolluk-kıtlık prosesleri olarakta bilinir. Bu proses yüksek PHB depolama kapasitesine sahip kültürlerin zenginleştirilmesine, düşük yatırım ve işletim maliyetlerinin oluşmasına olanak sağlar.Amonyum, aerobik dinamik beslemeli sistemlerdekontrol edilmesi gereken önemli bir parametredir. Bu yüzden çalışmanın ana amacı, farklı karbon/azot oranlarında aerobik dinamik beslemeli aktif çamurun PHB depolama yeteneğine etkisinin belirlenmesidir. Bu çalışmada C/N oranının PHB depolama verimine etkisini araştırmak için 15, 50, 100 ve ? mg-C/mg-N oranlarında çalışılmıştır.Düşük amonyum konsantrasyonlarına sahip atıksular PHB depolanması için bir avantajdır. Biyokütlenin hücre kuru ağırlığında elde edilen maksimum PHB içeriği, %35.6, asetatın 375 mg-C/L ve amonyumun da 3,75 mg-N/L konsantrasyonunda olduğu işletme koşullarından elde edilmiştir. Sisteme amonyumun eklenmediği zaman, depolanan PHB miktarı azalmıştır. Polimer depolama verimi amonyumun tersine azalırken bu durumun aksine büyüme verimi artmıştır.

Abstract:
Plastics used almost every manufacturing industry are resist to biodegradation. Their persistence in soil for a long time has become a major concern in terms of the environment. This promotes many investigators to search for replacement of non-biodegradable by degradable plastics. Polyhydroxyalkanoates (PHAs), known as a biodegradable plastic produced by bacteria, have received increasing attention due to the difficulties in disposal of plastics.The most well-studied PHA is polyhydroxybutyrate (PHB). PHB based plastics are biodegradable and can be generated from renewable carbon. İn additon the material properties of PHBs are similar to those of conventional petroleum-based plastics. However, their production costs are much higher than the petrochemical- based plastics. Thus, it becomes inevitable to reclaim and know parameters affecting PHB production efficiency within the cell.PHB storage by activated sludge under aerobic dynamic feeding proses is particularly important strategy ve it also is known as feast-famine process.This process allow for the selection of enriched culture with high capacity of PHB accumulation, require less investment and operating costs.Ammonium is an important parameter to be controlled in the aerobic dynamic feeding processes for PHB synthesis. Therefore, the main objective of this work was to evaluate PHB accumulation ability of aerobic dynamic feeding activated sludge under different carbon/nitrogen ratios. In this work, the influence of carbon to nitrojen ratios (C/N) on the PHB accumulation yield was studied in a range of 15, 50, 100 and ?.Influent with low ammonium concentrations favored PHB accumulation and maximum PHB content, %35.6 , are obtained for 375 mg-C/L of acetate and 3,75mg-N/L of ammonium. When ammonium was not supplied, amount of PHB stored reduced. The polymer storage yield decreased inversely with ammonium concentration, whereas the growth yield showed the opposite this behavior.