Geri Dön

Denitrifying anaerobic methane oxidation (DAMO) microorganisms: Investigation of their occurrence and enrichment

Denitrifiye anaerobik metan oksidasyonu (DAMO) mikroorganizmaları: Varlıklarının ve zenginleştirilmelerinin incelenmesi

PDF İndir

  1. Tez No: 690924
  2. Yazar: DİLAN LAÇİN
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. TUBA HANDE BAYRAMOĞLU
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2021
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 276

Özet

DAMO prosesi, sucul ekosistemlerdeki CH4 emisyonlarını ve alıcı ortamlardaki nitrit ve nitrat seviyelerini azaltma potansiyeline sahiptir. Yavaş büyüyen DAMO mikroorganizmalarının kısa sürede başarılı bir şekilde zenginleştirilmesi için aşı kaynağı çok önemlidir. Bu çalışmada, farklı aşı çamuru kaynaklarında DAMO mikroorganizmalarının varlığı ve aktivitesi, aktivite testleri ve moleküler analizler ile araştırılmıştır. Bu çalışmada kullanılan aşı kaynakları, çeltik tarlası toprağı (Çeltik tarlası, Çankırı, Türkiye), tatlı su sedimanı (Eymir Gölü, Ankara, Türkiye), anaerobik çürütücü çamuru (ASKİ Ankara Merkezi Atıksu Arıtma Tesisi) ve biyolojik nutriyent giderim sistemi geri devir çamurudur (İSKİ Ambarlı İleri Atıksu Arıtma Tesisi). Çeltik tarlası toprağı, tatlı su sedimanı ve anaerobik çürütücü çamuru ve bu aşı çamurlarının kombinasyonlarında potansiyel DAMO aktivitesi gözlenmiştir. Biyolojik nutriyent giderimi sisteminin geri devir çamurunun, yüksek miktarda organik madde içermesi sebebiyle, DAMO mikroorganizmalarına kıyasla denitrifikasyon bakterilerine ve metanojenlere büyük avantaj sağladığı ve DAMO mikroorganizmalarının zenginleştirilmesi için uygun bir seçim olmadığı gözlenmiştir. Aynı zamanda, Damo-Bakteri ve Damo-Arke'nin birlikte zenginleştirilmesi, ardışık kesikli reaktörlerde (AKR) araştırılmıştır. Birinde düşük başlangıç nitrit ve nitrat derişimleri ve düşük hidrolik besleme süresi (HBS), diğerinde ise yüksek giriş nitrit ve nitrat derişimleri ve yüksek HBS kullanılan iki zenginleştirme çalışması yapılmıştır. Yüksek HBS ve yüksek başlangıç nitrit ve nitrat derişimlerinde daha yüksek DAMO spesifik aktiviteleri elde edilmiştir. Bununla birlikte, bu çalışmada DAMO mikroorganizmalarının kültürlerdeki varlıklarının moleküler çalışmalarla desteklemesine rağmen, zenginleştirilen DAMO mikroorganizmaları çok düşük nitrit ve nitrat giderim hızları göstermiştir. DAMO türlerinin düşük aktivitesinin ana nedeni, gaz transferini ve metanın çözünürlüğünü desteklemeyen AKR konfigürasyonu ile ilişkilendirilmiştir. Granüler aktif karbonun (GAK), DAMO ortak kültürünün aktivitesi üzerindeki etkisi araştırılmıştır. GAK uygulamasının hem Damo-Bakteri, hem de Damo-Arke aktivitesi üzerinde, çözünmüş metanın mevcudiyetinin ve buna bağlı olarak biyokütle ile çözünmüş metan arasındaki temasın artması kaynaklı olabileceği düşünülen, pozitif etkisi gözlenmiştir. GAK uygulaması zenginleştirme süresini 3 kat azaltmıştır. Bu çalışma, yüksek CH4 ve azot (N) içeriğine sahip atıksuların arıtımı için umut vadeden DAMO mikroorganizmalarının Türkiye'deki varlığını ve aktivitesini bildiren ilk çalışmadır. Sonuçlar, her iki DAMO türünün birlikte zenginleştirilmesinin mümkün olduğunu ortaya koymuştur. Aktivitelerin daha kısa sürelerde artırılması için daha fazla araştırma yapılması gerekmektedir.

Özet (Çeviri)

DAMO process has the potential of decreasing CH4 emissions in the aquatic ecosystems, and the nitrite and nitrate levels in the natural ecosystems and receiving bodies. The seed source is very critical to enrich slowly growing DAMO microorganisms successfully in a short time. In this study, the occurrence and activity of DAMO microorganisms in different inoculum sources were investigated by activity tests and molecular analyses. Seed sources used in this study were paddy field soil (private rice field in Kızılırmak District, Çankırı, Turkey), freshwater sediment (Lake Eymir, Ankara, Turkey), anaerobic digester sludge (ASKİ Ankara Central Wastewater Treatment Plant) and return activated sludge of a biological nutrient removal system (İSKİ Ambarlı Advanced Wastewater Treatment Plant). Paddy field soil, freshwater sediment, and anaerobic digester sludge and their combinations were observed to show potential DAMO activity. Return activated sludge of a biological nutrient removal system was not observed to be a good choice for the enrichment of DAMO microorganisms due to its high biodegradable organic matter content which gives denitrifiers and methanogens great advantage over DAMO species. The enrichment of both Damo-Bacteria and Damo-Archaea was also investigated in sequencing batch reactors (SBRs). Two enrichment studies were carried out, one at low influent concentrations and low hydraulic retention time (HRT), and the other at high influent nitrite and nitrate concentrations and high HRT. Higher DAMO-specific activities were obtained at high HRT and higher initial nitrite and nitrate concentrations. However, the enrichment of DAMO microorganisms cultivated in this study showed very low nitrite and nitrate removal rates although the molecular evidence supported their presence in the cultures. The main reason for the low activity of DAMO species was associated with SBR configuration, which did not facilitate gas transfer and the availability of methane. The effect of granular activated carbon (GAC) on the activity of DAMO co-culture was investigated. The positive effect of GAC application was observed on both Damo-Bacteria and Damo-Archaea activity, which might be due to the increased dissolved methane availability and, in turn, improved contact between biomass and dissolved methane. Application of GAC decreased the time for enrichment by 3-fold. This study is the first to report the occurrence and activity of DAMO microorganisms in Turkey, which are promising for the treatment of wastewaters with high CH4 and nitrogen (N) content. Results revealed that enrichment of both DAMO species is possible. Improvement of the activity in shorter periods needs further investigation.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    824779

    Investigation of enrichment of denitrifying anaerobic methane oxidation (DAMO) microorganisms and the effect of magnetic nanoparticles on their activity

    Denitrifiye anaerobik metan oksidasyonu (DAMO) mikroorganizmalarının zenginleştirilmesi ve manyetik nanopartiküllerin aktiviteleri üzerindeki etkilerinin incelenmesi

    SİMGENUR TOLAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Çevre MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. TUBA HANDE BAYRAMOĞLU

  2. Tez No

    782041

    Enrichment of denitrifying anaerobic methane oxidation (DAMO) and anaerobic ammonium oxidation (Anammox) co-culture for the treatment of anaerobic digester effluent

    Anaerobik çürütücü çıkış suyunun arıtımı için denitrifiye anaerobik metan oksidasyonu (DAMO) ve anaerobik amonyum oksidasyonu (Anammox) birleşik kültürünün zenginleştirilmesi

    RAYAAN HARB

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Çevre MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. TUBA HANDE BAYRAMOĞLU

  3. Tez No

    335720

    Characterization of microbial community in lab scale enhanced biological phosphorus removal reactors with quantitative real-time polymerase chain reaction

    Anoksik ortamda biyolojik fosfor giderimi yapan bakteri çeşitliliğinin kantitatif gerçek zamanlı zincir tepkimesi tekniği ile incelenmesi

    İPEK ERGAL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2013

    Genetikİstanbul Teknik Üniversitesi

    İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. ALPER TUNGA AKARSUBAŞI

  4. Tez No

    290401

    Investigation of existence of denitrifying phosphate accumulating organisms at wastewater treatment plants in Turkey

    Türkiye'deki atık su arıtma tesislerinde anoksik fosfor giderimi yapabilen organizmaların varlığının incelenmesi

    MURAT AYHAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2011

    Çevre MühendisliğiMarmara Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. NESLİHAN SEMERCİ

  5. Tez No

    400779

    Volatile fatty acid effects on nitrite removal and nitrate formation during activated sludge treatment

    Başlık çevirisi yok

    MERVE OĞUZ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2004

    BiyoteknolojiThe University of Tennessee

    Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    DR. KEVIN ROBINSON

Geri Dön