Nano boyutlu sıfır değerlikli demir (SDD) parçacıklarının anaerobik amonyum oksidasyonu (Anammox) prosesi üzerine etkileri
The effect of nano sized zero valent iron (NZVI) particles on anaerobic ammonium oxidation (Anammox) process
Yazar: ZEYNEP PINAR FIRAT AYDIN
Danışman: DOÇ. DR. BİLGE ALPASLAN KOCAMEMİ
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Bilimleri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
20 yıl içerisinde azot döngüsünün kayıp halkası olarak keşfedilen yeni bir bakteri türü, Anaerobik Amonyum Oksidasyonu (Anammox) bakterisi, atıksudan azot giderimini biyolojik atıksu arıtmasında önem kazanmıştır. Anammox prosesi çamur oluşumunu azaltmakta, havalandırma ve organik karbon ihtiyacını elimine etmekte, sera gazı oluşumuna katkısı bulunmamaktadır. Düşük maliyetli bir proses olmasına rağmen Anammox bakterisinin çoğalma hızının düşük olması ve aşı çamurunun henüz çoğu ülkede lokal olarak bulunmaması sebebiyle gerçek ölçekli tercih edilmemektedir. 
Anammox bakterilerinin Anammoksozom departmanları içerisinde bulunan demir nano parçacıkları bakterilerin metabolizmik demir kullanımlarının bulunduğuna işaret etmektedir. Yapılan çalışmalar, Anammox bakterilerinin ortamına enjekte edilen demir parçacıklarının Anammox aktivitesinde artışa, granüler yapılaşmaya ve hücre dışı polimerik madde salgısında artışa sebep olduklarını ortaya çıkartmıştır. 
Bu çalışma kapsamında, sıfır değerlikli nano boyutlu demir parçacıklarının (nSDD) Anammox prosesi üzerine etkileri incelenmiştir. Bu kapsamda, ardışık kesikli bir reaktör sistemi sürekli olarak amonyak ve nitrit içeren sentetik atıksu ile beslenmiş ve reaktör haftada 1 ila 3 arası değişen sıklıklar ile 250- 5000 ppb aralığında nSDD ile dozlanmıştır. Demirin Anammox üzerine etkileri amonyak tüketim hızı, nitrit tüketim hızı, N₂ gazı üretim hızı, hücre dışı polimerik madde salgılanması mikroskobik ve moleküler analizler ile takip edilmiştir.

Abstract:
Over the past 20 years, Anaerobic Ammonium Oxidation (Anammox) bacteria, a newly discovered bacteria as the missing key in the nitrogen cycle, has gained importance in the biological nitrogen removal from wastewater treatment. The Anammox process decreases sludge production, eliminates aeration and organic carbon requirements and does not contribute to the greenhouse gas production. Even though the process costs lower than other biological processes, the slow growth rate of Anammox bacteria and unavailability of local seed sludge in most countries limit the full-scale applications of Anammox process. 
The iron nano particles existing in the Anammoxosome component of Anammox bacteria indicates the use of the iron for metabolic activities of Anammox bacteria. The past studies showed that iron injection to the Anammox reactors leads to an increase in Anammox growth rates, their granular formation and the extracellular polymeric substance secretion.
In the scope of this study; we analyzed the effects of nano sized zero valent iron (nZVI) on Anammox process. The sequencing batch reactor system was fed with the synthetic wastewater containing ammonium and nitrite, and was injected with 250-5000 ppb concentration of nZVI in between 1-3 times a week. The effect of nZVI on Anammox process was followed with ammonium and nitrite removal rates, N₂ gas production rate, secretion of extracellular polymeric substance, microscobic and molecular analyses.