Geri Dön

Atıksu arıtımında membran filtrasyon performansının arttırılmasında Bdellovıbrıo bacteriovorus 'un biyofilm giderme etkisinin araştırılması

Investigation of biofilm removal effect of Bdellovibrio bacteriovorus for enhancing membrane filtration performance in wastewater treatment

  1. Tez No: 439436
  2. Yazar: HİLAL YILMAZ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. MELEK ÖZKAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Biyoteknoloji, Çevre Mühendisliği, Biotechnology, Environmental Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2016
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 76

Özet

Mikrobiyel tutunma temelli biyoteknolojik uygulamalar birçok alanda yaygın kullanılmasına karşın biyofilm oluşumunun çevre, endüstriyel uygulamalar ve canlı sağlığına negatif etkiler yarattığı durumlar da bulunmaktadır. Atıksu arıtımında ise biyofilm oluşumu filtrasyonla arıtımda kullanılan membranların tıkanmasına dolayısıyla kullanım ömürlerinin kısalmasına neden olmaktadır. Biyofilm oluşumunun önlenmesi amacıyla fiziksel, kimyasal veya biyolojik çeşitli yöntemler kullanılmaktadır. Bu tez çalışmasında Gram (-) bakterileri besin olarak kullanan Gram (-) avcı bir bakteri olan Bdellovibrio bacteriovorus'un aktif çamur bakterilerinin oluşturduğu biyofilm tabakayı giderme potansiyeli araştırılmıştır. Canlı B. bacteriovorus hücrelerinin yanısıra litik enzimler içeren hücre özütlerinin de biyofilm giderme etkisi incelenmiştir. Farklı pH, sıcaklık ve mineral konsantrasyonu, farklı besiyerleri denenmiş, 8-8.8 pH, 29.5C sıcaklık ve 5mM CaCI2, 0,1mM MgCI2 mineral konsantrasyonlarının B. bacteriovorus'un yüksek aktivitesi için optimum olduğu bulunmuştur. Biyofilm giderme etkisi ise öncelikle E. coli hücrelerinin oluşturduğu biyofilm üzerinde denenmiştir. 96 kuyucuklu polisitren plakalarda oluşturulan biyofilm tabaka üzerine B. bacteriovorus hücre kültürü eklenmiş ve inkübasyondan sonra kalan biyofilm kalınlığını krsital violet yöntemiyle ölçülmüştür. Yapılan çalışmalar sonucunda B. bacteriovorus hücrelerinin E. coli biyofilmini %66, B. bacteriovorus'un çamur bakterileri tarafından (gerçek atıksu kullanılarak) oluşturulan biyofilmi ise %22.2 oranında giderdiği tespit edilmiştir. Hücre özütünün çamur bakterileri tarafından oluşturulan biyofilmi inhibisyon etkisi %39 olarak ölçülmüştür. Son olarak atıksu arıtımında kullanılan membran üzerinde birikmiş olan biyofilm tabaka B. bacteriovorus hücre özütü ile yıkanmış ve bu uygulamanın membran performansına etkisi ölçülmüştür. Tamponla yıkanan kontrol membranına kıyasla B. bacteriovorus ile yıkanan membranda 12.44 L/m2.h'lik iyileşme akıda gözlemlenmiştir. Sonuçlar B. bacteriovorus'un aktif çamur bakterilerinin membran yüzeylerinde oluşturduğu biyofilm tabakanın gideriminde kullanım potansiyeli olduğunu göstermektedir.

Özet (Çeviri)

Although biotechnological applications based on microbial attachment are commonly used in many fields, formation of biofilm creates negatives effects on the environment, industrial applications and health of the living organisms. In treatment of wastewater, the formation of biofilm on membrane surface causes fouling of the membrane and decreases membrane lifetime. A variety of physical, chemical, and biological methods are being used to prevent the formation of biofilm. The potential of Bdellovibrio bacteriovorus to remove the biofilm layer formed by active sludge bacteria is investigated in this thesis study. The effect of cell extracts that contain lytic enzymes as well as the effect of living B. bacteriovorus cells on removal of biofilm is investigated.In this study effect of pH's, temperatures and mineral concentrations are tested, and it was found that 8-8.8 pH, 29.5°C temperature and mineral concentrations of 5mM CaCI2, 0,1mM MgCI2 are optimum for B. bacteriovorus to acquire a high activity. Effect of B. bacteriovorus on removal of biofilm was firstly tried on the biofilm that was formed by E. coli cells. Cell culture of B. bacteriovorus was added on biofilm layers that are made on 96-well polystyrene plates, and the thickness of the biofilm layer remained after incubation was determined with crystal violet method. According to the results of the study, it was determined that B. bacteriovorus cells remove the E. coli biofilm at a ratio %66, and the biofilm formed (using real wastewater) by sludge bacteria at a ratio of %22.2. The effect of cell extract to inhibit the biofilm formed by sludge bacteria was measured to be %39. Finally, the biofilm layer, which accumulated on the membrane surface was used for wastewater filtration, was washed B. bacteriovorus cell extract, and the effect of this application on the performance of membrane was measured. Membrane washed B. bacteriovorus, 12 L/m2.h improvement was observed in flux as compared the control membrane. The results show that B. bacteriovorus has a potential of being used in the removal of biofilm layer formed by active slduge bacteria formed on membrane surfaces.

Benzer Tezler

  1. Thin film composite (TFC) nanofiltration membranes for water softening

    Su yumuşatma amaçlı kullanılan ince film kompozit nanofiltrasyon membranları

    TUTKU NUR MEMİÇ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ŞERİFE BİRGÜL ERSOLMAZ

    DR. SİMGE TARKUÇ

  2. Impact of support material type on the performance of dynamic membrane bioreactors treating municipal wastewater

    Dinamik membran biyoreaktörler ile evsel atıksu arıtımında farklı destek tabakası tiplerinin araştırılması

    RIZA HUDAYARIZKA

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HALE ÖZGÜN ERŞAHİN

  3. Yüksek ve düşük tuz konsantrasyonu içeren petrol üretim atıksuyu ile işletilen membran biyoreaktör sisteminin performansının ve mikroorganizma popülasyon değişiminin incelenmesi

    Investigation of microorganisms populationchanging and performance of membran bio reactor system operated with high and low salinity contains oil wastewater

    SELVİHAN ELİDÜZGÜN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2011

    Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İSMAİL KOYUNCU

  4. Investigation of treatment performances and energy recoveries from a real textile wastewater in conventional and high-rate MBR processes

    Konvansiyonel ve yüksek yüklü MBR proseslerinde gerçek bir tekstil atıksuyu arıtım performansının ve enerji geri kazanımının araştırılması

    TÜLAY YILMAZ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. EMİNE ÇOKGÖR

    PROF. DR. ERKAN ŞAHİNKAYA

  5. Tekstil endüstrisi atıksularının anaerobik ve aerobik membran biyoreaktörlerle arıtılabilirliği ve tıkanma özelliklerinin incelenmesi

    Treatment of textile industry wastewaters in anaerobic and aerobic membrane bioreactors and investigation of fouling characteristics

    ADEM YURTSEVER

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Çevre MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÖZER ÇINAR

    PROF. DR. ERKAN ŞAHİNKAYA