Investigation of sodium and potassium ions in relation to bioflocculation of mixed culture microorganisms
Sodyum ve potasyum iyonlarının karışık kültür mikroorganizmalarının yumaklaşmasına etkilerinin incelenmesi
- Tez No: 201804
- Danışmanlar: PROF. DR. F. DİLEK SANİN, DOÇ. DR. G. CANDAN GÜRAKAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Aktif çamur, yumaklasma, filtrelenebilme, hücre dısı polimerler, potasyum, çökelme, sodyum, viskozite, Activated sludge, bioflocculation, dewaterability, extracellular polymeric substances, potassium, settleability, sodium, viscosity
- Yıl: 2007
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 199
Özet
Biyoflokülasyon, mikroorganizmaların atıksu arıtımı sırasında dogal olarak yumaklar olusturmasıdır. Yumaklasma ve bunu takiben olusan çamurun arıtılmıs sudan çöktürülerek uzaklastırılmasını etkileyen mekanizmaların anlasılması, aktif çamur sistemlerinin verimini ve toplam arıtım maliyetini belirleme de önemli rol oynamaktadır. Yumaklasma farklı yumak bilesenlerinin bir arada tutulmasını saglayan hücre dısı polimerler (HDP) ve katyonların meydana getirdigi bir matriks ile saglanmaktadır ve dolayısıyla katyonlar yumak yapısının önemli bir parçası haline gelmektedirler. Bu çalısmanın amacı tek degerlikli özellikle potasyum ve sodyum (K ve Na) iyonlarının aktif çamurun yumaklasma, çökme ve susuzlastırma özelliklerine olan etkilerini arastırmaktır. Çalısma özellikle karısık kültür mikroorganizmalarını belirli bir katyon varlıgında büyüterek katyonun HDP sentezine olan etkilerini de görmeyi hedeflemektedir. Bu amaçla her set için 5, 10 ve 20 meq/L katyon konsantrasyonlarında, aktif çamur sistemine benzer kosulları saglamak amacıyla karısık kültür mikroorganizmaları ve sentetik besi ortamı kullanılarak yarı-sürekli reaktörler isletilmistir. Aynı zamanda her set için ilgili katyonu düsük dozda içeren kontrol reaktörü çalıstırılmıstır. 2 L'lik hacime sahip reaktörlerin çamur yası 8 gün olarak ayarlanmıstır ve pH'ları 7.7 ± 0.3 civarında tutulmustur. Aktif çamur reaktörleri kararlı hale ulasıncaya kadar çalıstırılmıs ve sonra ilgili analizler gerçeklestirilmistir. Sodyum ve potasyum iyonlarının artan konsantrasyonlarda eklenmesi toplam polimer miktarında artısa neden olmustur. Ancak, potasyum iyonları polisakkarit ve protein tipi polimer olmak üzere her iki tip polimerin sentezlenmesini tesvik ederken, sodyum iyonları protein tipi polimerleri baglama egiliminde olup bu tip polimerlerin üretimini tesvik ettigi ortaya çıkmıstır ve dolayısıyla yumak yapısında da bu tip polimerlerin daha baskın olarak yer aldıgı görülmüstür. Sodyum çamurlarının daha düsük hidrofobisiteye ve yüzey yüküne sahip oldukları belirlenmistir. Aynı zamanda, sodyum ve potasyum iyonlarının eklenmesi çamurun filtrelenebilme yetenegini azaltmıstır ve sodyum iyonlarının filtrelenebilme özelligi üzerinde daha fazla kötülestirici etkisinin oldugu ortaya çıkmıstır. Çamurun çökelebilirligi ile ilgili testlere ait sonuçlar incelendiginde potasyum iyonları çamurun çökelme özelliginde herhangi bir kötülesmeye neden olmazken, sodyum iyonlarının eklenmesi çamurun çökelme özelligini bozmustur. Ayrıca potasyum iyonlarının eklenmesi çamurun viskozitesini azaltırken, sodyum iyonu konsantrasyonundaki artıs çamur örneklerinin viskozite degerlerindeki artısla kolerasyon göstermistir. Son olarak, potasyum ve sodyum iyonlarının kimyasal oksijen ihtiyacı (KO) giderim verimleri karsılastırıldıgında sodyum iyonlarının KO gideriminde daha etkili oldukları ortaya çıkmıstır.
Özet (Çeviri)
Bioflocculation happens naturally and microorganisms aggregate into flocs during wastewater treatment. It is critical to understand the mechanisms of bioflocculation and its impact on the following solid/liquid separation process since seperation by settling is one of the key aspects that determine the efficiency and the overall economy of activated sludge systems. Bioflocculation occurs via extracellular polymeric substances (EPS) and cations by creating a matrix to hold various floc components together so the cations become an important part of the floc structure. The main objective of this study is to investigate the effects of monovalent cations specifically potassium and sodium (K and Na) on the bioflocculation, settleability and dewaterability of activated sludge. The particular aim is to grow the mixed culture microorganisms in the presence of specific cation so that the effect of cation on the stimulation of EPS production can be seen. In order to achieve this aim, semi-continuous reactors were separately operated at concentrations of 5, 10, and 20 meq/L of each cation with mixed culture bacteria and fed with synthetic feed medium representing influent to the activated sludge systems. Also, a control reactor at low cation dose was operated for each reactor set. The effective volume of the reactors was 2 L with 8 days of sludge residence time (SRT) and pH was kept at 7.7± 0.3. The activated sludge reactors were operated until the reactors reached steady state and then related analyses were conducted. It was found that addition of potassium and sodium ions at increasing concentrations resulted in increase in total polymer concentration. However, potassium ions promoted the synthesis of both polysaccharide and protein type polymers whereas sodium ions tended to stimulate production of protein type polymers and had an affinity to bind more protein within the floc structure. Sodium sludges had lower hydrophobicity and higher surface charges, so sodium ions led to deterioration in flocculation of sludges. Addition of both these ions decreased the dewaterability, sodium ions had more detrimental effect on dewaterability of sludges compared to potassium ions. The examination of data related to settleability showed that potassium ions led to no drastic deterioration in settling characteristics of the activated sludge but the addition of sodium ions deteriorated the settleability. In addition, it was seen that while the addition of potassium ions to the feed led to a decrease in viscosity, increase in sodium concentration correlated with an increase in viscosity. Finally, the comparison of chemical oxygen demand (COD) removal efficiency of these cations showed that sodium is more efficient in COD removal.
Benzer Tezler
- Tuz stresi altındaki bazı buğday (Triticum aestivum L.) genotiplerinde potasyum nitrat uygulamalarının etkisinin fizyolojik olarak araştırılması
Investigation of the physiological effect of potassium nitrate applications on the some wheat (Triticum aestivium L.) genotypes under salt stress
TUBA TÜFEKÇİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
BiyolojiSakarya ÜniversitesiFen Bilimleri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİ DOĞRU
- Erzincan Havzası'nın hidrojeolojik ve jeotermal özelliklerinin incelenmesi
Investigation of hydrogeology and geothermal properties of Erzincan Basin
MERVE ÖGER
Doktora
Türkçe
2024
Jeoloji Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN HOŞGÖRMEZ
- Sodyum ve potasyumlu iyon değiştiricilerde katyon değişiminin elektrokimyasal yöntemle incelenmesi
Investigation of cation exchange reactions on the exchangers in sodium and potassium with electrochemical methods
AYŞE ENGİN KURTOĞLU
- Grafen oksit ve bitkisel yağ bazlı poliüretandan elde edilen kompozitlerin kaplama performanslarının incelenmesi
Investigation of coating performances of composites obtained from graphene oxide and vegetable oil based polyurethanes
BERİL OĞUZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLHAYAT SAYGILI
- Investigation the effect of weathering on chemically strengthened thin flat glasses
Yaşlandırmanın kimyasal temperli ince düzcamlara etkisinin incelenmesi
YEKTA ATEŞ GÖSTERİŞLİOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Metalurji MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ ERÇİN ERSUNDU