Membran biyoreaktörde respirometrik yöntem ile kinetik ve stokiyometrik katsayıların belirlenmesi
Determination of kinetic and stoichiometric parameters using respirometric method in a membrane bioreactor
Yazar: ABDULKADİR ÇAĞLAK
Danışman: PROF. DR. GÜLEDA ENGİN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Evsel ve endüstriyel atıksuların ortamlara deşarjlarından önce kirliliğinin azaltılması ya da giderilmesi için en yaygın yol biyolojik olarak arıtılmalarıdır. Atıksu arıtma sistemlerinin en çok bilineni de aktif çamur prosesleridir. Atıksuyun aktif çamur ile biyolojik olarak arıtılması atıksudaki çözünmüş organik ve inorganik maddeleri gidermek, kolloidal ve çökelmeyen katıları koagüle etmektir. 
Membran biyoreaktör sistemleri konvansiyonel aktif çamur proseslerine göre; yüksek biyokütle konsantrasyonları içerebilmeleri, yüksek organik yükü karşılayabilmeleri, düşük F/M oranlarında çalışabilmeleri ve şok yüklemelere daha dirençli olma gibi avantajlara sahiptir. Bu nedenle farklı endüstrilerin atıksuları veya bu edndüstrileri temsil edebilecek sentetik atıksuların arıtma çalışmaları membran biyoreaktörlerde yapılabilmektedir. 
Farklı C/N oranlarına sahip olan sentetik atıksuların arıtıldığı ve farklı çamur yaşlarında işletilen membran biyoreaktör sisteminde mikroorganizmaların aktiviteleri, çoğalma hızları, oksijen tüketim hızları farklı olmaktadır.
Sabit sıcaklık, basınç ve gaz debisi altında aerobik biyolojik arıtma sistemlerindeki aktif çamurun aktivitesi çözünmüş oksijen konsantrasyonu ile direkt olarak alakalıdır. Böylece sistemdeki çözünmüş oksijen konsantrasyonun izlenmesi ile sistemdeki mikroorganizmaların performansı belirlenebilir. Aerobik koşullardaki aktif çamurun performansını belirlemek için oksijen kullanım hızından faydalanılarak kullanılan yöntem respirometrik metot olarak tanımlanmaktadır.
Bu çalışmada gerçek atıksuları temsil edebilecek nitelikteki farklı C/N oranlarına sahip sentetik atıksuları arıtan membran biyoreaktörlerdeki aktif çamurların respirometrik yöntem ile kinetik ve stokiyometrik parametrelerini belirleme çalışması yapılmıştır. C/N oranının değişmesiyle mikroorganizmaların substrat kullanım hızları, oksijen tüketim hızları ve çoğalma hızlarının farklı olduğu görülmüştür. Elde edilen parametreler değerlendirildiğinde sentetik atıksuların gerçek atıksuları temsil ettiği sonucuna ulaşılmıştır.

Abstract:
Biological treatment of municipal and industrial wastewaters before disharge into water media is the most common way for pollution prevention. The most common wastewater treatment system is known as the activated sludge process. The main aim of biological treatment of wastewater using activated sludge process is to remove dissolved organic and inorganic matters, colloidal and nonsettled solids. 
The membrane bioreactors have some advantages compared to conventional activated sludge processes. The advantages can be listed as: high MLSS concentrations, high organic loading, low F/M rates, and resistance shocks loadings. Therefore, originated from different industries can be treat in MBRs. The activities, growth rates and consumption oxygen of microorganisms are different in the MBRs treating synthetic wastewaters having different C/N ratios.
It is known that the activities of aerobic biological treatment systems at constant temperature, pressure and gas flow are directly related to dissolved oxygen concentration. Therefore, by monitoring dissolved oxygen concentration, it is possible to monitor the performance of microorganisms. In order to determine the performance of the microorganisms in an aerobic system, respirometric method is generally used.
ln this study, kinetic and stoichiometric coefficients of the activated sludges in three MBRs treating different synthetic wastewaters having different C/N ratios were determined by respirometric methods. The results indicated that a change in the C/N ratios change oxygen uptake rates, substrat utilization rates and growth rates of microorganisms. The results also indicated that the synthetic wastewaters used in this study were able to represent real wastewaters.