Farklı İşletim Koşulları Altında Tiyosülfat Bazlı Ototrofik ve Miksotrofik Denitrifikasyon Performansının Araştırılması

Bu çalışmanın amacı ototrofik ve miksotrofik denitrifikasyon proses performanslarını etkileyen faktörlerin ardışık kesikli reaktörde araştırılmasıdır. Çalışma verileri ototrofik denitrifikasyon prosesinin karbon içeriği düşük atıksular için gerçek ölçekte uygulanabilirliğine ışık tutmaktadır. Ototrofik denitrifikasyon prosesinde farklı döngü süresi, elektron vericive organik karbon ilavesinin nitrat giderim performansına etkisi sülfat, nitrat, nitrit, ORP ve inorganik karbon parametreleri ile değerlendirilmiştir. Çalışmanın ilk aşamasında farklı döngü sürelerinin (8sa-4sa-2sa) tiyosülfat (S2O3-2) bazlı ototrofik denitrifikasyon prosesine etkisi araştırılmıştır. Daha sonra 2 saatlik optimum döngü süresinde farklı S2O3-2/NO3-oranları (1,5-1,25-1) ile ototrofik denitrifikasyon prosesinin optimizasyon çalışmaları yürütülmüştür. Elde edilen çalışma bulguları göz önünde bulundurulduğunda maksimum %84 nitrat giderim verimi 2 saatlik döngü süresi ve 1,5 S2O3-2/NO3- oranı ile işletilen işletim koşullarından elde edilmiştir. Çalışmanın son aşamasında ise farklı C/N (0,35-0,70-1,05) oranlarının miksotrofik denitrifikasyon performansına etkisi incelenmiştir ve C/N oranın 1,05 olduğu işletim koşulunda nitratın tamamı tüketilirken organik madde kaynağı olarak metanolün artmasıyla nitrat giderim hızının arttığı gözlemlenmiştir.

Evaluation of Thiosulfate-Based Autotrophic and Mixotrophic Denitrification Performances under Different Operational Conditions

The aim of this study was to investigate the factors affecting the autotrophic and mixotrophic denitrification performances in sequencing batch reactor (SBR). Findings obtained from this study shed light on the full-scale applicability of the autotrophic and mixotrophic denitrification processes in carbon deficient wastewaters. In this study, the effect of cycle time, varying concentrations of electron donor source and the addition of external organic carbon source was evaluated by sulfate, nitrate, nitrite, ORP and inorganic carbon parameters. Firstly, SBR was operated with thiosulfate (S2O32-) based autotrophic denitrification process at different cycle times (8h-4h-2h). Further, autotrophic denitrification process was optimized the under varying S2O32-/NO3- ratios (1.5-1.25-1.0) at the optimum cycle time of 2h. The maximum nitrate removal efficiency of 84% was accomplished at operational conditions containing 2h cycle time and 1.5 S2O32-/NO3- ratio. In the rest of the study,the impact of increasing C/N ratio by methanol supplementation (0.35-0.7-1.05)was evaluated on mixotrophic denitrification performance. It was observed that nitrate was completely consumed at the C/N ratio of 1.05 and nitrate removal rate improved with increasing methanol supplementation as organic carbon source.

___

  • Beller, H.R. (2005) “Anaerobic, nitrate-dependent oxidation of U(IV) oxide minerals by the chemolitotrophic bacterium Thiobacillusdenitrificans”, Appl. Environ. Microb., 71, 2170-2174.
  • Campos, J. L.,Carvalho, S., Portela, R., Mosquera-Corral, A., &Méndez, R. (2008). Kinetics of denitrificationusingsulphurcompounds: effects of S/N ratio, endogenousandexogenouscompounds. Bioresourcetechnology, 99(5), 1293-1299.
  • Guo, Y.,Guo, L., Sun, M., Zhao, Y., Gao, M., &She, Z. (2017). Effects of hydraulicretention time (HRT) on denitrificationusingwasteactivatedsludgethermalhydrolysisliquidandacidogenicliquid as carbonsources. Bioresourcetechnology, 224, 147-156.
  • Liu, H., Jiang, W., Wan, D., Qu, J. (2009) “Study of a combined heterotrophicand sulfur autotrophic denitrification technology for removal of nitrate in water”, Journal of Haz Mat, 169, 23-28.
  • Manconi, I., Carucci, A., Lens, P. (2007) “Combined removal of sulfur compound sand nitrate by autotrophic denitrification in bioaugmented activated sludge system”, Biotechnology and Bioengineering, 98 (3), 551-560.
  • Moon, H.S., Shin, D.Y., Nam, K., Kim, J.Y. (2008) “A long-term performance test on an autotrophic denitrification column for application as a permeable reactive barrier”, Chemosphere, 73, 723-728.
  • Oh, S.E., Yoo, Y.B., Young, J.C., Kim, I.S. (2001) “Effect of organics on sulfur-utilizing autotrophic denitrification under mixotrophic conditions”, J Biotechnol, 92,1-8.
  • Sahinkaya, E.,&Kilic, A. (2014). Heterotrophicandelemental-sulfur-basedautotrophicdenitrificationprocessesforsimultaneousnitrateand Cr (VI) reduction. waterresearch, 50, 278-286.
  • Sahinkaya, E., Dursun, N., Kilic, A., Demirel, S., Uyanik, S., Cinar, O. (2011) “Simultaneous heterotrophic and sulfur-oxidizing autotrophic denitrification process for drinking water treatment: Control of sulfate production”, Water Res., 45(20), 6661-6667.
  • Sahinkaya, E., Kilic, A., Calimlioglu, B., &Toker, Y. (2013). Simultaneous bioreduction of nitrate and chromate using sulfur-based mixotrophic denitrification process. Journal of hazardous materials, 262, 234-239.
  • Sahinkaya, E., Dursun, N. (2012) “Sulfur-oxidizing autotrophic and mixotrophic denitrification processes for drinking water treatment: elimination of excess sulfate production and alkalinity requirement”,Chemosphere, 89(2), 144-149.
  • Sierra-Alvarez, R., Beristan-Cardoso, R., Salazar, M., Gomez, J., Razo-Flores, E., Field, J.A. (2007) “Chemolithotrophic denitrification with elemental sulfur for ground water Treatment”, Water Res, 41,1253-1262.
  • Soares, M.I.M. (2000) “Biological denitrification of ground water”, Water, Air, Soil Poll., 123, 183-193.
  • Soares, M.I.M. (2002) “Denitrification of ground water with elemental sulfur”, Water Res., 36, 1392-1395. Zhao, Y., Feng, C., Wang, Q., Yang, Y., Zhang, Z., &Sugiura, N. (2011). Nitrate removal from groundwater by cooperating heterotrophic with autotrophic denitrification in a biofilm–electrode reactor. Journal of Hazardous Materials, 192(3), 1033-1039.
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi-Cover
  • Başlangıç: 1998
  • Yayıncı: Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi
Sayıdaki Diğer Makaleler

Edirne –Kırklareli /Trakya Yöresi sondajlarında mikropaleontolojik ve paleoortamsal yorumlar

Ümit ŞAFAK, Manolya Güldürek

Akü Cüruflarının Killerle İmmobilizasyonu: Full Faktoriyel Dizayn Analiz

Yusuf TİBET, Semra ÇORUH

Sığ Yeraltı Sularında Çoklu Zamansal Çözünürlük Veriler Kullanılarak Su Bütçesi Analizi

Mehmet UNSAL, Muhammet Ömer DİŞ, Emmanouil. N. ANAGNOSTOU

Çarpışma Önlemenin Çok Serbestlik Dereceli Yapı Sistemlerinin Kalıntı Deplasman Oranları Üzerindeki Etkisinin Deprem ve Yapı Karakteristiklerine Bağlı Olarak İncelenmesi

Ayşe Ruşen DURUCAN

Ses Tellerinde Oluşan Nodüllere Ait Şekilsel Özelliklerin Görüntü İşleme Teknikleriyle Otomatik Olarak Belirlenmesi

TURAB SELÇUK, Nagihan Bilal, Selman Sarıca, Batuhan AKBEN, Ahmet ALKAN

Doğru Akım Motorunun Hız Denetiminde Parçacık Sürü Optimizasyonu Tabanlı PID, Klasik PID ve Bulanık Tipi Denetim Yöntemlerinin Başarımlarının İncelenmesi

Mahmut Altun, Yunus CELİK, Mahit GÜNEŞ

PSO Algoritması ile Optimize Edilmiş PID Denetleyicinin Fotovoltaik MPPT Sistemine Uyarlanması

Osman DOĞMUŞ, Erdal KILIC, Sami ŞİT, Mahit GÜNEŞ

Uyku İğciğinin Yapay Sinir Ağları ve Morfolojik Filtreler Kullanılarak Tespit Edilmesi

Osman Aydoğan, Ali Öter, Osman Doğmuş, Kerim Güney

Tütün Yaprağına Bakır (Cu2+) Biyosorpsiyonu Sonucu Oluşan Organik Kirliliğin (KOİ) Yapay Sinir Ağları İle Tahmin Edilmesi

Mehmet CEKİM

Konduit İle Venturili Konduitin Havalandırma Performansının Karşılaştırılması

Muhammet Ömer DİŞ, Mehmet ÜNSAL, A.ece YAĞCI, Pelin YÜCEL