Yavaş kum filtresinde biyolojik denitrifikasyonla içme sularından nitrat giderimi

Abstract

Yüzeysel ve yeraltısularında nitrat-azotu konsantrasyonu tüm dünyada artmaktadır. Tarımsal aktivite,atıksu çıkışları ve hayvansal atıklar gibi insan faaliyetleri sonucu azot bileşikleri çevreye verilmektedir. Yavaşkum filtreleri, atıksu ve içme suyunda karbon, patojen mikroorganizma, protozoa ve askıda katı maddegideriminde işletilmiştir. Son yıllarda yavaş kum filtresinin üçüncül arıtımı konusunda yoğunlaşılmıştır.Bu çalışmanın amacı laboratuar koşullarında yavaş kum filtresinin farklı derinliklerinde biyolojik olaraknitrat giderimini incelemektir. Filtreler, farklı hızlarda, 22.6 ve 45.2 mg NO3-N/L giriş derişimleri için aşağıakışlı olarak işletilmiş ve filtre tavanından 10, 15, 20, 40, 60, 80 cm derinliklerde, ve filtre tabanından çıkış suyuörnekleri alınmıştır. Biyolojik denitrifikasyon için asetik asit ve etanol, karbon kaynağı olarak kullanılmıştır.Asetik asit ve etanol için optimum C/N oranını belirlemek için kesikli ünitelerde deneysel çalışmalarsürdürülmüştür. Optimum C/N oranı asetik asit için 1.8 ve etanol için 1.5 olarak belirlenmiştir. Filtre üsttabakasında en yüksek NO3-N giderimi elde edilmiştir. Çalışmada uygulanan tüm filtrasyon hızlarında 22.6 mgNO3-N/L başlangıç konsantrasyonu için çıkışta sınır değerlerinin altında NO3-N konsantrasyonuna ulaşılmıştır.En yüksek akım hızları hariç, çıkış suyunda önemli ölçüde NO2-N birikimi meydana gelmemiştir.ANAHTAR KELİMELER : İçme Suları, Biyolojik Denitrifikasyon, Nitrat Giderimi, Yavaş Kum Filtresi

Nitrate-nitrogen concentrations in surface and groundwater have increased in many locations in theworld. Man-made or man caused sources of nitrogen introduction into the subsurface environment includeagricultural fertilizers, septic tank effluent, and animal waste disposal. Recent attention has focused on the use ofslow sand filters for tertiary wastewater treatment. The slow sand filter has been operated in wastewater anddrinking water treatment for removal of carbon, pathogenic bacteria, protozoan parasite, and suspended solids.The objective of this study is to present experimental data on the biological removal of NO3-N throughthe slow sand filter depths operating at various filtration rates under laboratory conditions. The filters wereoperated at various filtration rates with concentration of 22.6 and 45.2 mg NO3-N/l and effluent samples of thesand filter were taken at six depths of 10, 15, 20, 40, 60, 80 cm from the top, and the bottom. The ethanol andacetic acid were used as carbon sources for the biological denitrification process. Batch experiments were carriedout to determine the optimal C to NO3-N (C/N) ratio for microbial activity. The optimum C/N ratio was found tobe 1.8 and 1.5 when using acetic acid and ethanol, respectively, in batch tests. Most of the NO3-N was removedin the top layer of the sand filter. In this investigation, NO3-N concentrations were reduced from an initialconcentration of 22.6 mg/L to lower than drinking water limit value at all filtration rates. No significant NO2-Naccumulation occurred in the denitrified water at the filtration rates, except for the highest value.Key Words: Drinking Waters, Biological Denitrification, Nitrate Removal, SlowSand Filter