Effect of carbon to nitrogen ratio on the composition of microbial extracellular polymers in activated sludge
Karbonun nitrojene oranının aktif çamurdaki mikroorganizmaların hücre dışı polimer yapısına etkisi
- Tez No: 114974
- Danışmanlar: DOÇ. DR. F. DİLEK SANİN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Aktif çamur, hücre dışı polimerler, K/N oram, karbonhidratlar, proteinler, katyonik iyon değiştirici, amilaz, proteinaz. VI, Activated sludge, extracellular polymers, C/N ratio, carbohydrates, proteins, cation exchange resin, amylase, proteinase. IV
- Yıl: 2001
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
oz KARBONUN NİTROJENE ORANININ AKTİF ÇAMURDAKİ MİKROORGANİZMALARIN HÜCRE DIŞI POLİMER YAPISINA ETKİSİ Durmaz, Burcu Yüksek Lisans Tezi, Çevre Mühendisliği Bölümü Tez Danışmanı: Doç. Dr. F. Dilek Sanin Eylül 2001, 133 sayfa Yapılan çalışmalar göstermektedir ki, karbonhidratlar, proteinler ve nükleik asitler çamurdaki hücre dışı polimerlerin temel bileşenleridir. Ancak hücre dışı polimerlerin asıl bileşenlerinin karbonhidratlar mı, proteinler mi olduğu konusunda, literatürde uzlaşmaya yoktur. Bazı araştırmacılar hücre dışı polimerlerde yüksek protein ölçerken, diğerleri daha yüksek karbonhidrat ölçmektedirler. Karbon ve nitrojenin hücrede belli amaçlan ve kullanım alanları olduğundan, karbonun nitrojene (K/N) oram hücrelerin karbonhidrat ve protein içeriklerinin belirlemede önemli bir etken olmaktadır. Literatürdeki K/N oranının hücre dışı polimer üretimine etkisiyle ilgili bilgiler ya tek bir mikroorganizmakültürü üzerinde yapılan veya direk ilgili olmayan (asıl amacı belirli K/N oranında üretilen polimer miktarını belirlemek olmayan) çalışmalardır. Bu çalışmanın amacı K/N oranının, çamur yaşı 8 gün olan kesikli aktif çamur reaktörlerinde üretilen hücre dışı polimerlerin kompozisyonuna etkisini incelemektir. Bu amaçla her biri aynı koşullarda çalıştırılan; K/N oram 5 olup azot yükü fazla sistemi; KN oranı 17.5 olup aktif çamur sistemlerinin normal işletimlerini ve K/N oranı 40 ile karbon yükü fazla olan sistemi temsil eden, 3 set reaktör kurulmuştur. Kararlı hale ulaşmaları ile katyon değiştirici reçine ve enzimler (amilaz ve proteinaz) kullanılarak hücre dışı polimerlerin ekstraksiyonları gerçekleştirilmiştir. Kontak süresi katyon değiştirici için 5 saat, enzim ekstraksiyonları için 3 saat ve optimum katyon değiştirici, amilaz ve proteinaz dozları sırası ile 100g/gVS, 0.85g/gVS ve 1 g/g VS olarak bulunmuştur. Bütün ekstraksiyon metotlarında, K/N oranı 5 'den 40 'a yükseldiğinde, ekstrak edilen hücre dışı polimer karbonhidratları artarken proteinler azalmaktadır. Katyon değiştirici reçine ile hem karbonhidratların hem proteinlerin ekstrakt edilmesi metal-polimer bağının önemini göstermektedir. Amilaz karbonhidratları çözerken bir miktar protein ve proteinaz da proteinlerle beraber az miktarda karbonhidrat çözmektedir. Bu çalışmada, K/N oranının aktif çamurun fiziksel ve kimyasal özelliklerine etkisi de araştırılmıştır. Hücre dışı polimerlerin fazla üretimi K/N oram yüksek olan çamurun çökmesini ve susuzlaşmasını kötüleştirirken, en iyi sonuçlar K/N oram 17.5 olan reaktörler için alınmıştır. Ayrıca K/N oram yükseldikçe hidrofobisite artarken, yüzey yükünün negatif değeri karbonhidrat miktarındaki artışla artmıştır.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT EFFECT OF CARBON TO NITROGEN RATIO ON THE COMPOSITION OF MICROBIAL EXTRACELLULAR POLYMERS IN ACTIVATED SLUDGE Durmaz, Burcu M.S., Department of Environmental Engineering Supervisor: Assoc. Prof. Dr. F. Dilek Sanin September 2001, 133 pages Most of the findings indicate that carbohydrates, proteins and nucleic acids are the major components of sludge extracellular polymers (ECP). However, in terms of major component of the ECP whether it is carbohydrates or proteins, there is no consensus in the literature. Some researchers report the existence of higher amounts of proteins while others report the presence of higher amounts of carbohydrates in ECP. Since carbon and nitrogen have specific purposes and uses in the cells, C/N ratio become important in determining carbohydrate and protein content of the cells. Most of the available information in the literature on the effect of C/N ratio on the ECP production is either with pure culture or in the form HIof some indirect indications that do not aim in quantifying the polymers produced at specific C/N ratios. The main objective of this study is to investigate the effect of C/N ratio on the composition of ECP in activated sludge fed synthetically in semi-continuous reactors with 8 days of sludge age. For this purpose, three sets of reactors with C/N ratio of 5, representing a severe carbon limited case; 17.5, representing conventional municipal wastewater treatment plant activated sludge and 40, representing severe nitrogen limited conditions, were set up. Once the reactors reached the steady state ECP extractions were conducted by using a Cation Exchange Resin (CER) and two en2ymes (amylase and proteinase). Optimum extraction times were determined as 5 hours for CER and 3 hours for enzyme extractions and optimum dose was identified as 100g/gVS for CER, 0.85g/gVS for amylase and lg/gVS for proteinase enzyme extractions. As C/N ratio was increased from 5 to 40, extracted carbohydrates in ECP were also increased while proteins extracted decreased for all extraction methods. CER extracted both carbohydrates and proteins, indicating the importance of metal- polymer bridging. Amylase extracted carbohydrates together with some proteins and proteinase solubilized proteins together with some carbohydrates. Effect of C/N ratio on the physical and chemical properties of activated sludge was also investigated. Excess production of ECP caused deterioration of the settling and dewatering ability at the highest C/N ratio studied, whereas the best results were obtained at C/N ratio of 17.5. Also as C/N ratio was increased, hydrophobicity decreased and surface charge negatively increases due to the increase in carbohydrate content.
Benzer Tezler
- Investigation of influent COD/TAN ratio and loading rate effects on carbon and nitrogen removal via aerobic granules
Giriş KOİ/TAN oranı ve yükleme hızının aerobik granüllerle karbon ve azot giderimine etkilerinin araştırılması
İREM KOCATÜRK
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Çevre MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. TUBA HANDE ERGÜDER
- Effect of extracellular polymer compusition of activated sludge on the removal of heavy metals by biosorption
Aktif çamur biyopolimer kompozisyonun ağır metallerin biyosorbsiyonla giderimine olan etkileri
BİLGEN YÜNCÜ
Yüksek Lisans
İngilizce
2003
Çevre MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÜLKÜ YETİŞ
DOÇ. DR. DİLEK ŞAHİN
- Karbon kaynağının ve katyon dengesinin biyolojik aşırı fosfor giderimi prosesi ve aktif çamurun çökme performansına etkisinin değerlendirilmesi
Evaluation of the effect of carbon source and cation balance on the enhanced biological phosphate removal and the settling performance of activated sludge
HÜSEYİN YAZICI
Doktora
Türkçe
2014
Çevre MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET KILIÇ
- Humik asit ve azotlu gübre uygulamalarının doğal meranın yem verimi ve kalitesine etkisi
Effect of applications of humic acid and nitrogen fertilizer on forage yield and quality of a natural rangeland
CANSU TELCİ KAHRAMANOĞULLARI
- An Investigation on the production of sialon ceramics by sol-gel method
Başlık çevirisi yok
CEMAİL AKSEL
Yüksek Lisans
İngilizce
1996
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. IŞIK ÖNAL