A comparative evaluation of anaerobic teratment of low strength wastewaters at mesophilic and psychrophilic temperatures

Havasız arıtma orta ve yüksek kirlilik yüklerine sahip atıksularda yıllardan beri uygulanmaktadır. Son yıllarda, seyreltik atıksulann yüksek hızlı anaerobik sistemler ile antılabilirliklerinin fizibilitesi değerlendirilmektedir. Bu sebeple, anaerobik arıtma seyreltik endüstriyel atıksularda uygulanmaya başlanmış olup hatta evsel atıksulann bile belirli koşullar altoda havasız antılabilirliklerinin gerçekleştirilebileceği düşünülmektedir. Uygulamadaki kolaylıklan, düşük ilk yatırım ve işletme maliyetleri ve çeşitli atıksulann antımlanndaki uzun süreli deneyimlerden dolayı, evsel atıksulann anaerobik antımında en uygun sistemlerin yukan akışlı çamur yataklı reaktörler olduğu düşünülmektedir. Son yıllarda farklı sıcaklık değerlerinde yapılan birçok araştırma, uygun proses tasarımı seçildiği takdirde, sıcaklık parametresinin havasız antma uygulamalarında kısıtlayıcı bir faktör olmadığını göstermiştir. Organizmalar istenilen sıcaklık değerlerine adapte edilirlerse, reaktörlerin psikrofüik şartlar altında dahi işletilebilecekleri ve psikrofüik havasız antmanın, orta ve düşük sıcaklıklarda deşarj edilen atıksular için çok uygun bir alternatif olabileceği belirtilmektedir. Genelde evsel atıksulann deşarj edildikleri sıcaklık değerleri 35 C'nin altında olduğu için, mezofilik havasız antma sırasında ısıtma ihtiyacı duyulmaktadır. Bu sebeple, düşük sıcaklıklarda (10-20 C) işletilebilen havasız antma sistemleri çok daha düşük antma maliyetlerine olanak sağlayabilirler. Bazı dezavantaj lan olmasına rağmen, düşük sıcaklıklara sahip seyreltik atıksulann ilave ısıtma ihtiyacı göstermeyerek antılmalan, ilk yatınm ve işletme maliyetlerini ve enerji ihtiyaçlanm önemli ölçüde azaltmaktadır. Havasız çürütme proseslerinde iki önemli metanojen tür olan Methanosaeta ve Meihanosarcina, esas olarak asetatı kullanarak metan üretimini sağlarlar. 16S rRNA/DNA esaslı mikrobiyolojik tanımlama teknikleri, son yıllarda, birçok antma sistemlerinde bulunan mikroorganizmalann tesbit ve incelenmesinde uygun bir yöntem olmaktadır. Mikrobiyolojik tanımlama teknikleri arasında en fazla kullanılan Floresan yerinde hybridizasyon tekniği ile anaerobik sistemlerde bulunan mikrobiyolojik popülasyonlar tanımlanabilmektedir. Atıksulann havasız antılmalan sırasında baskın bakteri floralarının ve büyüme hızlarının seçimi sırasında göz önüne alınması gereken en önemli parametrenin işletme sıcaklığı olduğu belirtilmektedir. Sıcaklığın metanojen aktiviteleri üzerinde önemli etkileri olduğu için, sistem içersinde en uygun işletme sıcaklığının sağlanması gerekmektedir. ıÇalışmanın amacı düşük kirlilik yüklerine sahip seyreltik atıksularm, düşük sıcaklık şartlarında yüksek hızlı YAÇY reaktör ile havasız antılabilirliklerinin değerlendirilmesi ve ilave ısıtma ihtiyacı göstermemesinden dolayı işletme maliyeti açısından daha ekonomik bir alternatif olarak incelenmesidir. Bu çalışmada, biri mezofilik (35 2 C), diğeri ise psikrofilik (10 1 C) sıcaklık şartlarında işletilmiş iki adet laboratuvar ölçekli YAÇY reaktör önce evsel atıksuyu karakterize eden sentetik atıksu ile, daha sonra ham evsel atıksu ile beslenmiştir. Her iki reaktördeki baskın mikrobiyolojik türler FISH tekniği kullanılarak konfokal tarayıcılı lazer mikroskopu ile tanrmlanmıştır. Deneysel çalışma süresince, mikrobiyolojik çeşitlilikteki değişim ve granül çamur yapılarında meydana gelen farklılıklar araştırılmıştır. Böylece seyreltik atıksularm farklı sıcaklıklarda antıldığı yüksek hızlı havasız reaktörlerin performansları, konvansiyonel izleme parametrelerinin yanında mikrobiyolojik çeşitlilik incelenerek değerlendirilmiştir. Sonuçlar, sentetik atıksu arıtımında ll C'de ve 2 kg KOİ/m3. gün'lük organik yükleme hızı'nda %82'lere varan ortalama KOİtop giderimi göstermiştir. Aynı organik yükleme hızında 35 C'deki ortalama KOİtop giderimi ise %90 olarak bulunmuştur. Diğer taraftan, ham evsel atıksuyun antıldığı mezofilik ve psikrofilik YAÇY reaktörlerde elde edilen ortalama KOİtop giderimleri OYH=0. 7 kg KOİ/m3. gün'de sırasıyla %49 ve %35 olarak gözlenmiştir. Ham evsel atıksuyun arıtılması sırasındaki düşük giderim verimlerine, numune alma döneminde kanalizasyon sistemine verilen deniz suyundan kaynaklanan seyrelmenin sebep olduğu düşünülmektedir. 16S rRNA-odaklı oligonükleotid problar, havasız sistemlerin mikrobiyolojisi hakkında etkili sonuçlar vermiş ve her iki granül çamurunda, Methanosaeta (MX825) türünün baskın tür olduğu gözlenmiştir. ii