Acidogenesis in two phase anaerobic treatment of dairy wastewater
Süt endüstrisi atık suyunun iki fazlı anaerobik arıtımında asit fazı
- Tez No: 139496
- Danışmanlar: PROF. DR. ORHAN YENİGÜN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2003
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Teknolojileri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 248
Özet
VI ÖZET Bu çalışmada süt endüstrisi atık suyunun iki fazlı havasız arıtımında asit fazı incelenmiştir. Amaç, hidrolik bekletme süresinde meydana gelecek değişikliklerin, laboratuvar ölçekli, tam karışımlı ve sürekli çamur geri dönüşüm sistemi ile beraber kesintisiz olarak çalıştırılan mezofilik havasız reaktörün uçucu yağ asiti (UYA) üretimi ve dağılımı üzerindeki etkilerini gözlemlemektir. Reaktör pH kontrolü olmaksızın, 35±1°C civarında, 24 ve 12 saat arasındaki hidrolik bekletme sürelerinde ve yaklaşık olarak 9.3 kg KOÎ/m3.gün organik yüke kadar çalıştırılmıştır. 24 saatlik hidrolik bekletme süresinde UYA üretimi ve sonuç olarak asitleşme olmamıştır. Havasız reaktör, KOİ giderimi ve biyogaz üretimi açısından, konvansiyonel tek fazlı havasız bir reaktörün performansına benzer bir performans sergilemiştir. Daha sonra, 22, 20, 18, 16 ve 12 saatlik hidrolik bekletme sürelerindeki asitleşme dereceleri, sırası ile, yüzde 6, 6, 7, 23 ve 56'dır. 24, 22, 20, 18, 16 ve 12 saatlik hidrolik bekletme sürelerindeki asit üretim hızlan ise, sırası ile, 0, 0.14, 0.19, 0.23,0.82 ve 3.07 g/l/gün olarak tespit edilmiştir. Asitleşme derecesi ve asit üretim hızı, hidrolik bekletme süresi 24 saatten 12 saate doğru azaltılırken, yükselmiştir. En yüksek asitleşme derecesi ve en yüksek asit üretim hızı ise 12 saatlik hidrolik bekletme süresinde elde edilmiştir. Propiyonik, asetik, bütirik, valerik ve izobütirik asitler süt endüstrisi atık suyunun asitleşmesi esnasında önemli miktarlarda üretilmişlerdir. Hidrolik bekletme sürelerindeki değişiklikler UYA üretimini ve dağılımım ciddi oranda etkilemiştir. 24 saatlik hidrolik bekletme süresinde asitleşme sağlamak için pH kontrolü, reaktörün yerine, çökeltme tankında yapılmıştır. Çökeltme tankında ortalama 5.2 civarında olan pH, havasız reaktör pH'sımn 6.8 olmasını sağlamıştır, ve sonuç olarak 24 saatlik hidrolik bekletme süresinde yüzde 20 asitleşme elde edilmiştir. Çalışmanın bu safhasında propiyonik, valerik, asetik ve bütirik asitler çoğunlukla üretilen uçucu yağ asitleridir. Kaproik asit ise az miktarda üretilmiştir. Sistem çalışma boyunca mikrobiyolojik açıdan da incelenmiştir. Hidrolik bekletme sürelerindeki değişikliklerin havasız reaktörde mevcut bakteri topluluklarının üzerindeki etkileri; bakteri topluluğu sayısı, otofloresan metan bakterilerinin sayısı vevıı morfolojilerindeki değişiklikler bazında incelenmiştir. Aşılama işleminden önce, aşı çamurunun spesifik metanojenik aktivite (SMA) seviyesi 403 mi CHVg.UAKM.gün'dür. Orta çubuklar ve Methanococcus benzeri türler ise dominant metan bakterileri olarak tespit edilmiştir. Alıştırma döneminin sonunda ise, spesifik metanojenik aktivite (SMA) seviyesi 226 mi CH^g.UAKM.gün olup, Methanococcus benzeri ve kısa çubuklar dominant metan bakteri türleridir. 24 ve 20 saat hidrolik bekletme süreleri arasında bakteri topluluğu sayısı azalmış, daha sonra, 18 ve 12 saat hidrolik bekletme süreleri arasında ise, yükselmiştir. Otofloresan metan bakterilerinin sayılan ve otofloresan metan bakterilerinin bakteri topluluğu sayışma olan oranlan, 24 ve 12 saat hidrolik bekletme süreleri arasında çok değişmiştir. Otofloresan metan bakterilerinin sayısının bakteri topluluğu sayısına olan oranı yüzde 5 ile 16 arasında seyretmektedir. En düşük oran ise 12 saatlik hidrolik bekletme süresinde elde edilmiştir. Hidrolik bekletme süresindeki değişiklikler dominant bakteri türlerini de etkilemiştir. Methanococcus benzeri türler, 24 ve 18 saatlik hidrolik bekletme sürelerinde en dominant tür olarak bulunmaktadır. Orta-kısa çubuklar ve kısa- orta çubuklar ise, sırası ile, 16 ve 12 saatlik hidrolik bekletme sürelerinde gözlenebilen en dominant türlerdir. 24 saat hidrolik bekletme süresi ve çökeltme tankında pH kontrolü ile yapılan deneylerde ise sistemde yüksek sayıda metan bakterisi göze çarpmıştır. Otofloresan metan bakterilerinin sayısının bakteri topluluğu sayısına olan oranı yüzde 15 olup, Methanococcus benzeri türler ile orta çubuklar dominant metan bakterileridir. Çökeltme tankında pH'mn aralıklı olarak kontrol edilmesi ve bu sayede reaktör pH'smın düşmesi otofloresan metan bakterilerinin sayılarının bakteri topluluğu sayışma olan oranım önemi ölçüde etkilememiştir, ama metanojenik aktivitenin belli bir oranda azalmasını sağlayarak, asitleşme derecesini yükseltmiştir.
Özet (Çeviri)
IV ABSTRACT The acid phase of the two phase anaerobic treatment of dairy wastewater was investigated in this study. The purpose was to observe the effects of variations in hydraulic retention time (HRT) on volatile fatty acid (VFA) production and distribution in a laboratory-scale, continuous-flow, completely mixed, mesophilic anaerobic reactor, coupled with a continuous recycling system. The reactor was operated up to an organic loading rate (OLR) of about 9.3 kg COD/m3.day, and at a HRT range from 24 to 12 hours, without pH control, at temperature in a range of 35±1°C. At 24 hours of HRT, net VFA production and thus, acidification, was none. The anaerobic reactor performed like that of a conventional single- phase reactor, in terms of COD removal and biogas production. Later, the degree of acidification were 6, 6, 7, 23 and 56 per cent, at HRTs of 22, 20, 18, 16 and 12 hours, respectively. The rates of acid production were also determined to be 0, 0.14, 0.19, 0.23, 0.82 and 3.07 g/l/d, at HRTs of 24, 22, 20, 18, 16 and 12 hours, respectively. The degree of acidification and the rate of acid production increased, as HRT was decreased from 24 to 12 hours. The highest degree of acidification and the highest rate of acid production were both achieved at 12 hours of HRT. Propionic, acetic, butyric, valeric and isobutyric acids were produced significantly during acidogenesis of dairy wastewater. Variations in HRT affected VFA production and distribution substantially. In order to provide acidification at 24 hours of HRT, pH was monitored in the settling tank, instead of the reactor. An average settling tank pH of about 5.2 provided an operating pH of 6.8 in the anaerobic reactor, and consequently, 20 per cent acidification was attained at 24 hours of HRT. In this phase of the study, propionic, valeric, acetic and butyric acids were the major VF As produced. Caproic acid was also produced at minor amounts. The system was also evaluated from microbiological points of view during the study. The effects of variations in HRT on the bacterial populations present in the anaerobic reactor were monitored, in terms of changes in numbers of total microbial. community, autofluorescent methanogens, and morphology of the autofluorescent methanogens. Before inoculation, seed sludge had a specific methanogenic activity (SMA) value of 403 mlCHVg VSS.d. Medium rods and Methanococcus-like species were determined as the dominant methanogens. At the end of start-up, the specific methanogenic activity (SMA) value was 226 ml CH^g VSS.d, and Methanococcus-like species and short rods were the dominant methanogens. The number of total bacterial community firstly decreased between 24 and 20 hours, then increased between 18 and 12 hours. The number of autofluorescent methanogens and the ratio between the number of autofluorescent methanogens and the number of total bacterial community varied much with respect to variations in HRT between 24 and 12 hours. The ratio of autofluorescent methanogens to total bacterial community ranged from 5 to 16 per cent. The lowest ratio was determined at a HRT of 12 hours. Variations in HRT also affected the dominant methanogenic species. Methanococcus-like species remained the most dominant methanogen between 24 and 1 8 hours. Medium rods-short rods, and long rods-medium rods were the dominant methanogens at 16 and 12 hours, respectively. A high number of methanogens were observed in the system at 24 hours of HRT with pH control in the settling tank. The ratio of autofluorescent methanogens to total bacterial community was 15 per cent, and Methanococcus-like and medium rods were the dominant methanogens. Monitoring of pH intermittently in the settling tank and consequent decrease in reactor pH did not affect the ratio of autofluorescent methanogens to total bacterial community significantly, but decreased the methanogenic activity to an extent, and provided an increase in the degree of acidification!
Benzer Tezler
- Yüksek azot içerikli organik atıkların havasız arıtımı: Biyogaz potansiyeli ile mikrobiyal türlerin araştırılması
Anaerobic digestion of organic wastes with high nitrogen contents: An investigation on biogas potential and microbial communities
TUĞBA SAPMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÇİĞDEM GÖMEÇ
- Zinc and copper inhibition on acidogenesis in anaerobic treatment
Başlık çevirisi yok
AYŞE FULDEN KIZILGÜN
Yüksek Lisans
İngilizce
1996
Çevre MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiÇevre Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ORHAN YENİGÜN
- Investigation of the influence of hydraulic retention time on acidogenesis in aerobic treatment
Başlık çevirisi yok
YEŞİM BODUR
Yüksek Lisans
İngilizce
1996
Çevre MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiÇevre Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ORHAN YENİGÜN
- İki aşamalı anaerobik reaktör sisteminde PTA atıksuyunun biyoparçalanması
Biodegredation of PTA wastewater by two-stage anaerobic reactor systems
TAYYİBE ALPAY
- Organik yükü yüksek olan antibiyotik üretimi atıksuyunun anaerobik arıtımı ve kinetik modellenmesi
Anaerobic treatment of high strength antibiotic production wastewater and kinetic modeling of treatment
İLDA DEĞİRMENTAŞ