Silver inhibition, surface charge and hydrophobicity in activated sludges fed with different substrates

Abstract

Gümüş, pek çok endüstride kullanılan bir ağır metaldir. Gümüş, mikroorganizmalar üzerindeki toksik etkisi sebebiyle biyolojik atıksu arıtma tesislerinin performansını etkiler. Bu çalışmanın amacı, gümüşün farklı sübstratlarla (glikoz, pepton ve sodyum asetat içeren besi, sadece glikoz içeren besi, sadece pepton içeren besi) beslenen aktif çamurlar üzerindeki etkisini belirlemektir. Bu amaçla, üç farklı reaktör kararlı halde yarı-kesikli beslenerek 438 gün boyunca işletilmiştir. Gümüş iyonunun inhibisyon etkisi respirometrik testlerdeki O2 ve CO2 ölçümleri kullanılarak belirlenmiştir. Buna ek olarak, aktif çamurların yüzey yükü ve hidrofobisiteleri arasındaki farklılıklar da kolloidaltitrasyon ve microorganizmaların hidrokarbonlara tutunma kapasitesi metotları kullanılarak tetkik edilmiştir. Bu çalışmanın sonuçları, besi kompozisyonunun gümüşün inhibisyon etkisi üzerinde rolü olduğunu göstermiştir. Karışık sübstrat ve sadece glikoz ile beslenen aktif çamurlar 4 ve 5 mg/L gümüş konsantrasyonundan oldukça etkilenirken, sadece pepton ile beslenen aktif çamurun bu konsantrasyonları tolere edebildiği saptanmıştır. Buna göre, peptonun gümüşün inhibisyon etkisini azalttığı belirlenmiştir. Buna ek olarak, karışık sübstrat ve sadece glikoz ile beslenen aktif çamurların, sadece pepton ile beslenen aktif çamura göre daha yüksek yüzey yükü ve daha düşük hidrofobisiteye sahip oldukları gözlenmiştir.

Silver is one of heavy metals which is used in many industries.It affects the performance of biological treatment plants because of its toxic effect on microorganisms. The objective of this study is to determine the effect of silver on activated sludges fed with different substrates (a mixture consisting of glucose, peptone and sodium acetate, glucose only, peptone only). For this purpose, three semi-continuously fed batch reactors were operated for 438 days at steady-state condition. The inhibitory effect of silver was examined with the results of O2 and CO2 measurements in respirometric tests. Additionally, differences between surface charges and hydrophobicities of sludges were examined by using the colloidal titration and microbial adhesion to hydrocarbons methods, respectively. Results of the study showed that feed composition has a role on the inhibitory effect of silver ion. The sludges fed with mixed substrates and only glucose were highly affected at 4 and 5 mg/L silver addition, while the sludge fed with only peptone could tolerate these silver concentrations. This indicated that peptone reduces inhibitory effect of silver. In addition, sludges fed with mixed substrates and only glucose had higher surface charges and lower hydrophobicities compared to the sludge fed with only peptone.