Zoogloea ramigera ` ile krom ve kadmiyum absorbsiyonu

Abstract

11 ÖZET Mikrooganizmaların, sulu çevrelerinden ağır metal iyonlarını seçici olarak alıkoyma özellikleri bilinmekte dir. Bu araştırmada bu bilgiden yola çıkılarak Zoogloea rami ger a mikroorganizması ile krom ve kadmiyum adsorbsiyo- nu incelenmiştir. Araştırmanın ilk aşamasında Z.rami ger a için optimum fermentasyon şartları belirlenmiştir. Çalkalayıcıda yürütü len kesikli çalışmalarda Z.ramigera'nm üremesi için en uy gun sıcaklık 25°C ve besin ortamı başlangıç pH değeri 7.0, başlangıç ana substrat derişimi 30 g/l olarak bulunmuştur. Optimum fermentasyon şartlarında özgül mikroorganizma üreme hızı m = 0.0758 (saat` ), özgül glukoz harcanma hızı ' m Vm= I.3OI fi tüketilen glukoz olarak saptanmıştır. Fermentör g m.o-sa çalışmalarında mikroorganizma üremesi için en uygun karış tırma hızı 400 rpm, havalandırma hızı 500-600 cc/dak olarak belirlenmiştir, çalkalayıcıda yürütülen çalışmalarla karşı laştırıldığında, fermentör çalışmalarında daha yüksek glu koz tüketim hızları elde edilmiştir. Araştırmanın ikinci aşamasında optimum fermentasyon şartlarında üretilen Z.ramigera bakterisi ile krom ve kad miyum adsorbsiyon hızları üzerine ortam pH ve sıcaklığının, başlangıç metal derişiminin etkileri incelenmiştir. Z. rami- gera'nın krom ve kadmiyum adsorbsiyonu için saptanan opti mum pH değerleri sırasıyla 2.0 ve 6.0' dır. Her iki metal ad sorbsiyonu için optimum sıcaklık 25 C olarak bulunmuştur. 75 ppm başlangıç krom derişiminde maksimum krom adsorbsiyon hızı 0.567 mff ads.kr.^ 5Q ppm Daşlanglç kadmiyum derişimin- g m.o-dak de maksimum kadmiyum adsorbsiyon hızı 0.450 mfl ads.kad. ola_ g m.o-dakIll rak bulunmuş tur. Adsorbsiyon çalışmaları sonucunda Z.ramigera 'nm Krom ad 3 or b3 iyonuna daha uygun olduğu görülmüştür. Krom adsorb 3 iyonunun adsorbsiyon izotermlerine uygunluğu araş tırılmış Langmuir ve Freundlich izotermlerine uyum sağla dığı görülmüştür.

IV SUMMARY Many aquatic microorganisms can take up dissolved heavy metal ions from their surroundings. In this research, chromium and cadmium adsorption with Zoogloea ramigera microorganism had been investigated. In the first part of experimental studies, optimum fermentation conditions for Z.ramigera were determined. Throughout the experiments conducted in erlenmayers, various parameters affected the fermentation were examined for opti mization of the fermentation broth. These operation para meters were initial pH and temperature and initial glucose concentration. The optimum values of these parameters were found as 7.0, 25 C and 30 g/1, respectively. In the optimum fermentation conditions, specific growth rate, ax was deter mined as 0.075^ (hr ) and specific glucose consumption rate, y was found a3 1.301 g glucose/g microorganism-hour. The effect of stirring and aeration rates were also investigated in the batch stirred and aerated reactor. Maximum glucose consumption rate3 were obtained in the fermentation with 400 rpm stirring and 500-600 cc/min. aeration rates. It was also observed that, microorganism production was enhanced in the stirred and aerated reactor than in erlenmayers. In the second part of experimental studies, various parameters which affected adsorption rate3 of chromium and cadmium ions on Z. ramigera were also investigated. The pH and temperature of adsorption medium and initial metal ion concentration are the important parameters of adsorption. The optimum adsorption pH of chromium(VI) and cadmium(II) ions were found 2.0 and 6.0, respectively. The optimum adsorption temperature for these metal ions were determinedat 25 C. The metal adsorption rates on Z. ramigera were increased by increasing initial metal ion concentration up to the initial chromium concentration was 75 ppm. The maximum chromium adsorption rate was determined as 0.567 mg ads. ch./g microorganism- minute. The maximum adsorption rate of cadmium(II) ion on Z. ramigera was determined as 0.450 mg ads. cd./g microorganism- minute in the adsorption medium containing 50 ppm initial cadmium concentration. The adsorption of chromium(VI) ion was the fastest when it was compared cadmium(II) ion. It was also observed that the adsorption of chromium(VI) ion on Z. ramigera was being appropriated Langmuir and Preundlich adsorption isotherms.