Ardışık Kesikli Reaktör ile Salamura Atık Suyundan Polihidroksialkanoat Eldesinde Çevrim Sayısının Etkisi

Türkiye'de Katı Atıkların Yönetimi ve Çevre Sorunları Sempozyumu, İstanbul, Türkiye, 24 - 26 Ekim 2022, ss.203-204

Yayın Türü: Bildiri / Özet Bildiri
Basıldığı Şehir: İstanbul
Basıldığı Ülke: Türkiye
Sayfa Sayıları: ss.203-204
İstanbul Teknik Üniversitesi Adresli: Evet

Petrol bazlı plastiklerin kullanımının azaltılması adına biyopolimerlerden üretilen plastikler yakın zamanda birçok araştırmaya konu olmuştur. Biyolojik olarak ayrışabilir ve günümüzde otomotiv, sağlık sektörü gibi birçok endüstriyel alanda kullanım olanağı sunan biyoplastiklerin üretiminde atık veya atıksuların substrat olarak kullanımı sürdürülebilir ve maliyeti önemli oranda düşüren bir seçenek olmuştur. Yapılan çalışmalar sonucunda atıksuyun biyolojik olarak arıtımı sağlanırken aynı zamanda mikroorganizmalar tarafından stres koşulları altında polihidroksialkanoat (PHA) adı verilen biyopolimeri sentezlendiği görülmüştür. Süregelen araştımalarda PHA’ların monomer kompozisyonlarının, kimyasal ve biyolojik özelliklerinin kullanılan substrata ve mikrobiyal kültürün üretildiği prosese bağlı olduğu gözlemlenmiştir (1). Üretimde optimizasyonun sağlanması için mikroorganizmalar, farklı işletme koşullarında (farklı organik madde yükleme hızları ile) çalıştırılan, genellikle ardışık kesikli reaktörlerde farklı besleme rejimlerine tabi tutularak izlenmiştir (2). Stres koşulları yaratacak temel etkenler substrat ve oksijen limitiyken ortam tuzluluğu gibi diğer çevresel faktörlerin de oldukça önemli olduğu kanıtlanmış, ilerleyen çeşitli araştırmalarda da halofilik mikroorganizmalar ile PHA depolamanın daha verimli olduğu belirtilmiştir (3).

Bu çalışmada optimum çevrim süresinin belirlenmesi hedeflenerek farklı çevrim sürelerinde işletilen ardışık kesikli reaktörler, stres koşulu yaratmak amacıyla açlık- tokluk prensibine dayalı besleme rejiminde, seyreltik salamura atıksuyu kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Çalışmada ardışık kesikli reaktör sistemi tek çevrim, 2 ve 4 çevrim olarak çamur yaşı 4’de çalıştırılmıştır. 4 çamur yaşı ile ve tek çevrim ile çalıştırılan AKR sisteminde zenginleştirilmiş kültürün maksimum PHA depolama kapasitesi %42 gKOİ/gUAKM olarak elde edilmiştir.

It has also been the subject of many studies. The use of waste or wastewater as a substrate in the production of biodegradable bioplastics, which today offers use in many industrial areas such as the automotive and health sector, has become a sustainable and cost-effective option. As a result of the studies, it has been observed that while the wastewater is biologically treated, at the same time, a biopolymer called polyhydroxyalkanoate (PHA) is synthesized by microorganisms under stress conditions. In ongoing research, it has been observed that the monomer compositions, chemical and biological properties of PHAs depend on the substrate used and the process in which the microbial culture is produced (1). In order to optimize production, microorganisms were monitored by subjecting them to different feeding regimes, usually in sequential batch reactors operated under different operating conditions (with different organic matter loading rates) (2). While the main factors that will create stress conditions are the substrate and oxygen limit, other environmental factors such as ambient salinity have also proven to be very important, and it has been stated in further studies that PHA storage with halophilic microorganisms is more efficient (3).

In this study, with the aim of determining the optimum cycle time, sequential batch reactors operated at different cycle times were carried out using dilute brine wastewater in a feeding regime based on the hunger-satiety principle in order to create a stress condition. In the study, sequential batch reactor system was operated as single cycle, 2 and 4 cycles at sludge age 4. The maximum PHA storage capacity of the enriched culture was obtained as 42% gCOD/gUAKM in the SBR system operated with 4 sludge ages and with a single cycle.