Enrichment of denitrifying anaerobic methane oxidation (DAMO) and anaerobic ammonium oxidation (anammox) co-culture for the treatment of anaerobic digester effluent

---

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2023

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: RAYAAN HARB

Danışman: Tuba Hande Bayramoğlu

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Son zamanlarda, atıksu arıtma tesislerinde enerji ve katma değerli ürünlerin üretiminin yanında sera gazı emisyonlarının azaltımı, azot ve fosfor gibi besin maddelerinin geri dönüştürülmesini amaçlayan yeni nesil biyolojik besin giderim tekniklerinin üzerinde durulmaktadır. Bu bağlamda, bu doktora tezinin temel amacı, bir DAMO-Anammox birleşik kültürünün ve yeni bir DAMO-Anammox-Mikroalg ardışık arıtma ünitesinin anaerobik çürütücü (AÇ) çıkış sularının arıtımı için geliştirilmesini ve uygulanabilirliğini araştırmaktır. DAMO-Anammox birleşik kültürü metanı oksitleyerek karbon dioksite dönüştürebilir, amonyumu oksitleyebilir, ve nitrit ve nitratı azot gazına indirgeyebilir. DAMO-Anammox birleşik kültürü, bir AKR'de (Ardışık kesikli reaktör) zenginleştirilmiş ve hidrolik bekletme süresinin (HBS), dolayısıyla azot yükleme hızının birleşik kültür performansına etkisi araştırılmıştır. Hedef filumun mikrobiyal konsorsiyumundaki göreceli bolluğu %8 Planctomycetota, %0,5 NC10 ve %0,16 Euryarchaeota olarak gözlemlenmiştir. Birleşik kültür Anammox ağırlıklı olduğundan, HBS'nin 6 günden 4 güne düşürülmesi, DAMO mikroorganizmalarının, özellikle DAMO bakterilerinin Anammox bakterileriyle rekabet etmesine izin vermemiştir. Amonyum-çözünmüş metan oranının (0, ¼, 1) kısa vadeli etkisi, mevcut literatürde araştırılmamış olup, bu çalışma kapsamında kesikli reaktörlerde araştırılmıştır. Sonuçlar, 1'den küçük oranlarda DAMO bakteri baskınlığını, 1 oranında ise Anammox baskınlığını ve bu koşulda DAMO bakteri aktivitesinin kısıtlanırken DAMO arke aktivitesindeki artışın kolaylaştığını göstermiştir. Azot türlerinin çeşitli kombinasyonlarının DAMO mikroorganizmaların ve DAMO-Anammox birleşik kültürünün zenginleştirilmesine etkisi araştırılmıştır. Sonuçlar, baskın bir Anammox kültürü olmadığında, DAMO (DAMO bakteri ve DAMO arke) aktivitesinin belirgin olduğunu ve bunun da DAMO kültürü için daha kısa bir zenginleştirme süresine yol açabileceğini göstermiştir. %7 Planctomycetota, %0,2 NC10 ve %0,3 Euryarchaeota'dan oluşan bir DAMO-Anammox birleşik kültürü, yaklaşık 222±8 mg TN/L (166±15 mg TAN/L ve 56±6 mg NO2--N/L) derişime sahip bir AÇ çıkış suyunu arıtmak için kullanılmış ve 12,1±2,6 mg N/L·gün'lük bir TN giderim hızı elde edilmiştir. DAMO-Anammox-Mikroalg sistemi, AÇ çıkış suyundan azot ve fosforu tamamen gidermede başarılı olmuştur. Bu entegre sistemin gelecek vadeden özellikleri doğrultusunda yenilikçi bir atıksu arıtma sistemi de önerilmiştir.