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: 149
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
- Oksi yanma şartlarında oluşan karbondioksidin soğutma/sıkıştırma yöntemiyle tutulması üzerine deneysel çalışmalar
Experimental studies on cooling/compressing of carbon dioxide captured from oxy combustion
BERK ÇELİKTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN CAN OKUTAN
- Silika katkılı ışık geçirgenliğine sahip AlON seramiklerin reaktif spark plazma sinterleme yöntemi ile üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of reactive spark plasma sintered transparent AlON ceramics with silica additive
HASAN TAVİL
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİLİZ ŞAHİN
- Kok ve linyit kömürü tozu içeren manyetit peletlerinin redüksiyon davranışı
Reduction behaviours of magnetite pellets containing lignite and coke powder
ALİYE KOLAY
- Mineral maddenin Türk linyitlerinin yanma özelliklerine etkisi
Effect of the mineral matter on the combustion properties of Turkish lignites
ÇİĞDEM ŞENTORUN
- 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