Biyodizel atık sularının biyolojik arıtılabilirliğinin incelenmesi
Investigation of biological treatability of biodiesel wastewater
Yazar: NURSEL KIRATLI YILMAZÇOBAN
Danışman: PROF. DR. İ. AYHAN ŞENGİL
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Aktif çamur = Activated sludge ; Atık su arıtma sistemleri = Waste water treatment systems ; Biyodizel = Biodiesel ; Mikrobiyolojik ayrışma = Microbiological decomposition ; Polimeraz zincirleme reaksiyonu = Polymerase chain reaction

Özet:
Biyodizel üretim teknikleri arasında günümüzde yaygın olarak kullanılan metot, transestrifikasyon metodudur. Transesterifikasyon prosesinden çıkan atıksular, yüksek oranda organik madde (KOİ 300000-400000 mg/L, yağ-gres 17000-25000 mg/L) içermektedir. Bu kirlilik profiline sahip atıksular, konvansiyonel yöntemlerle arıtılamamaktadır.Bu çalışmada kullanılacak biyodizel atıksuları, laboratuvar ölçeğinde biyodizelin transesterifikasyon yöntemiyle üretiminde çıkan biyodizel yıkama sularıdır. Bu atıksuların arıtılabilirliği için yapılan çalışmalar, iki ana fazda planlanmıştır; Faz 1' de: atıksu solvent ekstraksiyonu prosesi veya elektrokoagülasyon prosesinden sonra kesikli ve sürekli aktif çamur prosesi ile aerobik biyolojik arıtılabiliriği incelenmiştir. Faz 2' de ise: Aktif çamur mikrobiyel kommunite, mikroskopta fenotipik olarak tanımlanmış ve PZR ile genetik tiplendirme yapılmıştır. Bu çalışmalara ilave olarak Ham Biyodizel Atıksuyu' nu (HBA) arıtılabileceği düşünülen Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa aktif çamur izolatları ve Escherichia coli ATCC8739, Pseudomonas aeroginosa ATCC9027 mikroorganizmaları kültürleri kullanılmıştır. Ekstrakte edilen biyodizel atıksuyu (EBA)' nun ve Alüminyum elektrot ile elektrokoagüle edilen biyodizel atıksuyu (AlELBA)' nun kesikli aerobik biyolojik arıtma çalışmalarında, %50 seyreltme ve uygun besi maddelerinin ilavesi ile KOİ giderim verimi %99 olarak elde edilmiştir. EBA' nın sürekli aktif çamur prosesi ile arıtılmasında baskın olan mikroorganizmaların, Sphaerotilus natans, Actinomycetes, Zooglea ramigera olduğu, AlELBA' da ise baskın türlerin çeşitli funguslar olduğu tespit edilmiştir. E.coli aktif çamur izolatı ve E.coli ATCC8739' nin HBA' nın biyodegradasyonunda çok fark gözlenmezken, P.eroginosa izolatının ise P. aeroginosa ATCC9027 göre daha etkin olduğu gözlenmiştir.Sonuç olarak, biyodizel atıksularının, solvent ekstraksiyonu veya elektrokoagülasyon prosesinden sonra, tesisteki yıkama suları ve evsel atıksularla birlikte kesikli aerobik sistemde yönetmelik sınır değerlerini sağlayabileceği tespit edilmiştir.

Abstract:
Nowadays, trans-esterification method is widely used in biodiesel production. The resulting wastewaters from trans-esterification process have high ratio of organic materials (COD 300000-400000 mg/L, Oil and Grease 17000-25000 mg/L). For this kind of waste water profiles could not be treated with the conventional methods.Biodiesel waste waters used in this study is the resulting wastewaters from trans-esterification method in laboratory scale. This study was processed in two different phases. Phase 1: After the solvent extraction or initial treatment of electro-coagulation, batch and continuous biological treatment was applied. Phase 2: DNA was isolated from the activated sludge for determination of activated sludge community and PCR conditions optimized efficiently. In addition, the HBA thought to be treated by Escherichia coli, Pseudomonas aeroginosa activated sludge isolates and the Escherichia coli ATCC8739, Pseudomonas aeroginosa ATCC9027 microorganism cultures were used. In the batch aerobic biological treatment studies of EBA and AlELBA, 50% dilution and with the addition of appropriate nutrient, 99% of COD treatment efficiency was obtained. In the continuous activated sludge treatment of the EBA, the dominance of Sphaerotilus natans, Actinomycetes, Zooglea ramigera microorganisms and for the AlELBA, the dominance of various funguses was determined. While not much difference was being observed for the biodegradation of HBA by E.coli activated sludge isolate and E.coli ATCC8739, P.eroginosa isolate was observed to be more effective up to P. aeroginosa ATCC9027.Finally, the treatability of the wastewaters of the biodiesel, after the solvent extraction or electro-coagulation process, with the washing waters in plants and domestic wastewaters provide to regulate the boundary conditions in the batch aerobic systems was determined.