İlaç sanayi atık sularının anaerobik arıtımı ve reaktördeki mikrobiyal çeşitliliğin  araştırılması
Anaerobic treatment of pharmaceutical industry wastewater and investigation of microbial diversity in reactor
Yazar: BURCU AKÇAL ÇOMOĞLU
Danışman: PROF. DR. SEMRA İLHAN ; DOÇ. DR. CANSU FİLİK İŞÇEN
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı / Genel Biyoloji Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2014
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
İlaç endüstrisi atık suları genel olarak yüksek organik yüke sahiptir ve günümüzde bu tip atık suların arıtımında anaerobik yöntemlerin kullanımı artış göstermektedir.  Ancak anaerobik arıtımda rol alan mikroorganizmaların çeşitliliği ve ilişkileri hakkında bilgiye ihtiyaç vardır. 
Bu çalışmada, kesikli anaerobik koşullarda  istatistiksel optimizasyona dayalı olarak sürekli reaktörde ilaç atık sularının arıtım süreci izlenmiştir.  Yukarı akışlı anaerobik dolgulu yatak reaktörde arıtım verimi ile mikrobiyal çeşitlilik arasındaki ilişkinin ortaya çıkarılması ve atık suya spesifik inokulum oluşturulması amaçlanmıştır.  Reaktör sürecinde işletim parametrelerinin (atık su konsantrasyonu, hidrolik alıkonma süresi: HAS, organik yükleme oranı: OYO, kimyasal oksijen ihtiyacı: KOİ) organik madde giderim verimi üzerine etkileri değerlendirilmiştir.  En yüksek KOİ giderimi %100 atık suyun uygulandığı, HAS 96 saat ve OYO 1,402 g KOİ l-1 gün-1  olduğu koşullarda gerçekleşmiştir.  Bu koşullarda, ilaç atık suyunun oluşan mikrobiyal konsorsiyum tarafından deşarj standartlarını sağlayacak düzeyde arıtıldığı anlaşılmıştır.  Ayrıca, uygulanan toksisite test sonucunda ham atık suyun toksisitesinin giderildiği belirlenmiştir. Arıtımda rol alan mikrobiyal konsorsiyumun belirlenmesinde klonlama, yüksek çözünürlükte erime eğrisi analizi, dizi analizi ve yeni nesil dizileme teknikleri kullanılmıştır. Mikrobiyal konsorsiyumdaki nitel ve nicel değişim ise floresan yerinde hibritleme yöntemi ile takip edilmiştir.  Yeni nesil dizileme sonuçlarına göre, arıtımın en yüksek olduğu koşullarda 142 bakteri ve 8 arke üyesi tespit edilmiştir.  Arıtımda bakteriyel aday divizyon OP8 ve Methanosaeta spp.'nin (%33,6'sı M. concilii) etkin olduğu belirlenmiştir.

Abstract:
In general, the pharmaceutical industry wastewater has a high organic load and using anaerobic treatment methods in this type of wastewater is increasing currently.  However, information about the diversity of microorganisms involved in anaerobic treatment and their relationship is needed.
In this study, pharmaceutical industry wastewater treatment processes in continuous reactor based on the statistically optimization under batch anaerobic conditions was monitored. In up-flow anaerobic packed bed reactor, the detection of the relationship between treatment yield and microbial diversity and forming of wastewater specific inoculum is aimed.  The effects of operating parameters (wastewater concentration, hydraulic retention time: HRT, organic loading rate: OLR, chemical oxygen demand: COD) on organic matter removal efficiency was evaluated in the reactor process.  The highest COD removal efficiencies were obtained for 100% pharmaceutical industry wastewater at 4 days HRT and 1.402 g COD/day OLR.  In these conditions, it is understood that the pharmaceutical wastewater was treated by the microbial consortium to provide a level of discharged standards.  In addition, toxicity tests performed in the crude wastewater was determined to eliminate toxicity.  Cloning, high resolution melting curve analysis and sequence analysis techniques and next generation sequencing was used for determining microbial diversity. Qualitative and quantitative changes in the microbial consortium was followed by fluorescence in situ hybridization. According to next generation sequencing results, 142 bacteria and 8 archaea members have been detected in the highest treatment conditions.  Bacterial candidate division OP8 and Methanosaeta spp. (33.6% M. concilii) was found to be effective in treatment.