Havasız tam karışımlı reaktörlerde propilen glikolün arıtılabilirliği

Abstract

ÖZET HAVASIZ TAM KARIŞIMLI REAKTÖRLERDE PROPİLEN GLİKOLUN ARITILABİLİRLİĞİ Havasız arıtma organik içerikli endüstriyel atıksuların arıtımında kullanılan biyokimyasal süreçlerden biri olup, arıtma sürecinde organik maddeler oksijensiz ortamda, havasız mikroorganizmaların yardımı ile karbondioksit ve amonyak gibi inorganik maddelere dönüşürler, ayrıca metan gazı üretirler. Havasız süreçler, özellikle aerobik arıtmaya karşı olan; düşük biyokütle oluşumu, çamur uzaklaştırma maliyetinin düşük oluşu, havalandırmaya ihtiyaç duyulmaması ve biyolojik ayrışma sonucunda enerji kaynağı olarak kullanılma potansiyeline sahip metan gazı oluşması gibi üstünlükleri nedeniyle tercih edilmektedir. Yüksek Lisans tezi olarak gerçekleştirilen bu çalışmanın amacı, metanojenik kültür kullanılarak propilen glikolun biyolojik ayrışabilirliğini incelemektir. Çalışma kapsamında propilen glikolun havasız ayrışabilirliğini belirlemek üzere bir deney planı gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla, bir reaktörde aklimasyon çalışmasına başlanmış ve bu reaktör ana aşılama reaktörü olarak kullanılmıştır. Reaktördeki mikroorganizmaların propilen glikole aklimasyonu doldur-boşalt şeklinde yapılmıştır. Kararlı hale ulaşıldıktan sonra bu reaktörden alınan propilen glikole alıştırılmış çamur, BMP ve antılabilirlik deneyleri için serum şişelerine ve laboratuvar ölçekli reaktörlere aktarılmıştır. BMP deneyleri ve serum şişelerinde gerçekleştirilen antılabilirlik deneyleri üç paralel seri halinde yürütülmüştür. Doldur-boşalt prensibi ile beslenen yarı sürekli sistemlerde propilen glikolun havasız arıtılabilirliği, kesikli deneylerle ise propilen glikolun parçalanma hızı incelenmiştir. Propilen glikol, havasız metanojenik şartlar altmda hemen hemen tamamen ayrışabilme özelliğine sahiptir. Yarı sürekli beslenen reaktörlerde KOİ bazında % 95 'in üzerinde propilen glikol giderimlerine ulaşılmıştır. Yan sürekli beslemede KOİ'si 1500 mg/l'nin üzerinde ya da organik yükün 1.5 kg KOİ/m3-gün olduğu değerlerde uzun süreli ardışık beslemede reaktörin çıkış KOİ'si açısından stabil olmadığı belirlenmiştir.

ABSTRACT TREATABILITY OF PROPYLENE GLYCOL IN ANAEROBIC COMPLETELY MIXED REACTORS Anaerobic treatment of organic wastewater from industrial sources is a biochemical process in which organic materials are metabolized by microbial conversion in the absence of molecular oxygen, to produce methane and inorganic end products including carbon dioxide and ammonia. Anaerobic processes are also being increasingly preferred over aerobic processes as they have low biomass yield, reduce the cost of sludge disposal, eliminate aeration, and present the possibility of using the methane by product as an energy source. The objective of this research was to investigate the biodegradability of propylene glycol using a methanogenic culture. A test plan was designed to analyzed the anaerobic degradation of propylene glycol. For this purpose a master culture reactor was set up to develop a culture that was acclimated to propylene glycol. The reactor was operated on a daily draw- and fill schedule. After steady state was reached, culture was transferred from this reactor to test reactors and serum bottles. Semicontinuous, batch, and kinetic tests were conducted using the test reactors. Serum bottles for the BMP study (35 °C) were prepared, and were spiked with identical concentrations in triplicate. Biodegradability of the propylene glycol was estimated from semicontinuous tests. Rates of propylen glycol degradation were estimated from batch tests. Propylene glycol is completely biodegradable under anaerobic methanogenic conditions. Semicontinuous reactors operating in the laboratory at 35°C have consistently achieved greater than 95 % removal on a COD basis for propylene glycol. In semicontinuous reactors, anaerobic treatment of propylene glycol at concentrations greater than 1500 mg/1 (or 1.5 kg COD/m -day ) is not convenient due to instable effluent COD.