Effect of cadmium and nickel on acidogenesis in anaerobic treatment

Abstract

ÖZET Atıksu arıtımı su kaynaklarının kirlenmesini önlemek ve yeniden kullanımını sağlamak bakımından modern dünyanın önemli bir gereğidir. Anaerobik çürütme az enerji ve kaynak kullanması, metan gazı eldesine olanak vermesi ve az çamur meydana getirmesi nedenleriyle atıksu arıtma alanında birçok uygulama alam bulmuştur. Bu çalışmada kadmiyum ve nikel iyonlarının anaerobik arıtmanın asitleşme (asidogenez) evresi üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Anaerobik kültür önce yan sürekli anaerobik reaktörlerde glikoza alıştırılmış ve daha sonra kesikli reaktör deneyleriyle ağır metallerin inhibisyon etkisi ölçülmüştür. Deneyde kullanılan ağır metallerin uçucu yağ asidi üretimi üzerindeki göreceli zehirliliği Cd>Ni olarak tespit edilmiş ve kadmiyumun asit üreten bakteriler üzerinde daha zehirleyici olduğu sonucuna varılmıştır. Kadmiyum ve nikel karışımlarının denenen konsantrasyonlarda genel olarak antagonistic bir etki gösterdikleri gözlenmiştir. KOI (Kimyasal Oksijen İhtiyacı) Ayrışma Aktivitesi'nin ağır metal eklemesinin yol açtığı asitleşme inhibisyonunun ölçülmesinde kullanılabilir bir parametre olduğu ancak anaerobik sistemlerde ağır metallerden kaynaklanan inhibisyonun belirlenmesi ve kantitatif olarak ifade edilebilmesi bakımından Uçucu Yağ Asidi Üretim Aktivitesi'nin daha etkili ve güvenilir bir parametre olduğu sonucuna varılmıştır.

IV ABSTRACT Wastewater treatment is a very important issue of the contemporary world preventing pollution of the water resources and providing water reuse. Anaerobic treatment has found many applications in wastewater treatment consuming less energy and resources and yielding energy-rich products such as methane gas and producing less sludge than aerobic treatment. In this study the effect of cadmium and nickel on acidogenesis in anaerobic treatment was investigated. The anaerobic culture was first acclimated to glucose in two semi-continuous anaerobic reactors and then the inhibition experiments were carried out in Schott bottles by a batch test. The relative toxicity of the tested heavy metals to volatile acid production was Cd > Ni indicating that cadmium was more toxic to acid- producing anaerobic bacteria. Mixtures of cadmium and nickel generally had an antagonistic effect on inhibition for the tested concentrations. COD (Chemical Oxygen Demand) degradation activity can also be used in the determination of the inhibition of acidogenesis due to heavy metal addition but VFA (Volatile Fatty Acids) production activity was found to be more reliable and effective for the determination and quantification of the extent of inhibition due to heavy metals in anaerobic systems.