Investigation of activated sludge bioflocculation: Influence of magnesium ions

ÖZ AKTİF ÇAMUR YUMAKLAŞMASINDA MAGNEZYUM İYONLARININ ETKİSİNİN ARAŞTIRILMASI Turtin, İpek Yüksek Lisans, Çevre Mühendisliği Bölümü Tez Danışmanı: Doç. Dr. F. Dilek Sanin Eylül 2005, 123 sayfa Aktif çamur sistemleri günümüzde en yaygın olarak kullanılan biyolojik atıksu arıtma sistemleridir. Aktif çamur sistemlerinin temel çalışma prensibi, atıksudaki organik kirliliğin mikroorganizmalar tarafından oksidasyonu ve bunu takiben oluşan yeni biyokütlenin çökrürülerek arıtılmış sudan ayrılması olarak özetlenebilir. Oluşan çamurun arıtılmış sudan çöktürme ile ayrılması aşaması, aktif çamur sistemlerinin en çok sorunla karşılaşılan aşamasıdır. Çamuru sudan ayırma işlemi esnasında oluşan bir problem yalnız aktif çamur sisteminin değil tüm arıtma tesisinin veriminin düşmesine yol açmaktadır. Çamurun çöktürülmesi işleminin verimliliği ise yumaklaşmaya bağlıdır. Yumaklaşma kısaca bakterilerin bir araya gelerek yumaklar oluşturması olarak tanımlanabilir. Yumaklaşma işlemi ise bakteriler tarafından üretilen hücre dışı polimerler ile yakından ilgilidir. Aktif çamur sistemlerinin işletim koşulları, HDP sentezi ve yumaklaşma üzerindeki temel belirleyici etkendir. Bu çalışmanın amaa besi ortamında fosforun varlığı ya da yokluğunda magnezyum iyonunun yumaklaşma üzerindeki etkisini saptamaktır. Bu doğrultuda, araştırma 4 ayrı magnezyum konsantrasyonunda (0.9, 5, 10 ve 20 meq/L) çalıştırılmış yan sürekli reaktörlerle yürütülmüştür. Reaktörler 20Q C sıcaklıkta çalıştırılmış ve çamur yaşı 8 gün olarak ayarlanmıştır. Reaktörler kararlı hale ulaştığında çeşitli deneyler yapılmıştır. Bu deneylerde, HDP ve bileşenleri, çamur elektriksel yükü ve çamur hidrofobisitesi gibi kimyasal parametrelerin yanı sıra çamurun çökelme, filtrelenebilme, viskozite, yumak mukaveeti ve bulanıklığı gibi fiziksel özellikleri de incelenmiştir. Yapılan deneyler sonucunda, magnezyumca zengin ortamda, fosfor eksikliğinin ipliksi çamur şişmesine yol açtığı anlaşılmıştır. Giriş suyundaki fosfor miktarı arttırılarak bu problem ortadan kaldırılabilmektdir. İpliksi çamur şişmesi probleminin ortadan kaldırılmasını takiben yapılan mikrokobik incelemelerde yumak yapısında bazı granüler yapılar gözlemlenmiştir. Bu granüler yapıların polifosfat granülleri olduğu ve bir kere fosfor kıtlığı çeken mikroorganizmaların yeterli fosfor kaynağına kavuştuklarında fosforu bu granüllerde depolama eğiliminde oldukları düşünülmüştür. Fodforca yeterli koşullarda gerçekleştirilen deneylerin sonuçlan ele alındığında, HDP miktannın besi ortamındaki magnezyum konsantrasyonundaki arüşa bağlı olarak arttığı bulunmuştur. Ancak, magnezyum iyonlarının protein tipi HDFekarşı olan seçiciliğinin bir göstergesi olarak protein tipi HDP miktarı karbonhidrat tipi HDP miktarına kıyasla daha keskin bir artış göstemiştir. Giriş suyundaki magnezyum iyonu konsantrasyonundaki artış, çamurun susuzlaşürüabilirliğini ve çökelme hızım arttırmakta ve viskozitesini azaltmaktadır. Çamurun hidrofobisite değeri, 10 meq/L magnezyum ile beslenen reaktörde en yüksek değerine ulaşmış ve magnezyum konsantrasyonu arttırılınca tekrardan düşmüştür. Çamur elektriksel yükü de 10 meq/L reaktörü için bir minimum değere ulaşmış ve daha sonra 20 meq/L değerine yükselen magnezyum konsantrasyonuyla bir değişime uğramamıştır. Son olarak, KOI değerleri, artan magnezyum konsantrasyonuyla birlikte HDPnin de artmasına bağlı olarak yükselmektedir.