İki aşamalı anaerobik reaktör sisteminde PTA atıksuyunun biyoparçalanması
Biodegredation of PTA wastewater by two-stage anaerobic reactor systems
Yazar: TAYYİBE ALPAY
Danışman: PROF. DR. GÜVEN ÖZDEMİR
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Bölümü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Mikrobiyoloji = Microbiology

Özet:
PTA (Pure Terephtalic Acid) dünya çapında üretim bakımından ilk 50 kimyasal içerisinde yer almaktadır. PTA üretimi sırasında üretilen bir ton başına 3-10 m3 atıksu açığa çıkmaktadır. PTA atıksuyunun arıtımında pek çok farklı yöntem denenmiştir. Anaerobik proses konfigürasyonları, düşük besin ihtiyacı, daha az çamur üretimi ve biyogaz gibi enerji geri dönüşümünden dolayı uzun zamandır ilgi odağı olmuştur. Anaerobik arıtım sırasında da PTA'nın toksik etkisi bazı güçlüklere yol açmaktadır. Karışık kültürdeki bu toksisiteye dayanabilen aktif mikroorganizmaların belirlenmesi de oldukça büyük önem taşımaktadır. İki aşamalı anaerobik reaktör, CSTR, anaerobik sabit yataklı reaktör gibi değişik konfigürasyonlar PTA atıksuyu arıtımında kullanılmıştır. Farklı reaktör konfigürasyonlarında %45-79 arasında değişen KOİ giderim değerleri elde edilmiştir. Bu çalışmada daha önce bu amaçla kullanılmamış bir anaerobik reaktör konfigürasyonu PTA atıksuyunun arıtımında kullanılmıştır. Bu iki fazlı reaktör konfigürasyonu asit fazı (asitleşme) ve metan fazını (metanlaşma) kapsamaktadır.  HRT (Hidrolik Alıkonma Zamanı) ve OLR(Organik Yükleme Hızı) 'deki değişimlerin PTA atıksuyunun anaerobik biyodegradasyonuna etkisi incelenmiştir. Çıkış suyu HPLC analizleri tüm kimyasalların bu koşullar altında yaklaşık %90 oranında biyoparçalandığını göstermektedir. Real-Time PCR ve DGGE verilerine göre her iki reaktörde de bulunan mikroorganizma gruplarının değişen atıksu kompozisyonuna göre farklılaştığı görülmektedir. Yapılan GC analizleri ile toplam biyogazın %75'inin metan olduğu belirlenmiştir.

Abstract:
PTA is among the top 50 chemicals manufactured in the world. During the production process of  PTA 3-10 m3 of wastewater is produced per ton of product. Different treatment processes applied for PTA wastewater. Anaerobic treatment methods have been gradually introduced into the PTA wastewater plants because of several advantages like lower nutrient requirement, less sludge production and energy recovery in the form of biogas. There are some difficulties in anaerobic treatment because of the toxic effect of the PTA wastewater. It is very important to determine the resistant active microorganisms in mixed culture. Different types of reactor configurations were applied for anaerobic treatment of PTA wastewater such as two-stage anaerobic reactor, CSTR, Anaerobic fixed film reactor, etc. The COD (Chemical Oxygen Demand) removal rates changed between 45-79% in different reactor configurations. In this study a new anaerobic reactor configuration was used for PTA wastewater treatment. This configuration involves two anaerobic reactors; acid phase where acidogenesis will be conducted and methane phase (methanogenesis step). The HRT (Hydraulic Retention Time) and OLR (Organic Loading Rate) effects on anaerobic biodegradation of PTA wastewater has been  investigated. The tail water HPLC analyses show that all chemicals biodegradation about 90% under this conditions. According to Real-Time PCR and DGGE analyses, it is seen the diversity of microorganisms in both reactors changes depending on different wastewater composition. GC analyses results showed that total biogas consist of %75 methane and %25 CO2.