Effect of Carbon to Nitrogen Ratio on the Composition of Microbial Extracellular Polymers in Activated Sludge
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Çevre Mühendisliği Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2001
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: Burcu Durmaz
Danışman: Faika Dilek Sanin
Özet:oz KARBONUN NİTROJENE ORANININ AKTİF ÇAMURDAKİ MİKROORGANİZMALARIN HÜCRE DIŞI POLİMER YAPISINA ETKİSİ Durmaz, Burcu Yüksek Lisans Tezi, Çevre Mühendisliği Bölümü Tez Danışmanı: Doç. Dr. F. Dilek Sanin Eylül 2001, 133 sayfa Yapılan çalışmalar göstermektedir ki, karbonhidratlar, proteinler ve nükleik asitler çamurdaki hücre dışı polimerlerin temel bileşenleridir. Ancak hücre dışı polimerlerin asıl bileşenlerinin karbonhidratlar mı, proteinler mi olduğu konusunda, literatürde uzlaşmaya yoktur. Bazı araştırmacılar hücre dışı polimerlerde yüksek protein ölçerken, diğerleri daha yüksek karbonhidrat ölçmektedirler. Karbon ve nitrojenin hücrede belli amaçlan ve kullanım alanları olduğundan, karbonun nitrojene (K/N) oram hücrelerin karbonhidrat ve protein içeriklerinin belirlemede önemli bir etken olmaktadır. Literatürdeki K/N oranının hücre dışı polimer üretimine etkisiyle ilgili bilgiler ya tek bir mikroorganizmakültürü üzerinde yapılan veya direk ilgili olmayan (asıl amacı belirli K/N oranında üretilen polimer miktarını belirlemek olmayan) çalışmalardır. Bu çalışmanın amacı K/N oranının, çamur yaşı 8 gün olan kesikli aktif çamur reaktörlerinde üretilen hücre dışı polimerlerin kompozisyonuna etkisini incelemektir. Bu amaçla her biri aynı koşullarda çalıştırılan; K/N oram 5 olup azot yükü fazla sistemi; KN oranı 17.5 olup aktif çamur sistemlerinin normal işletimlerini ve K/N oranı 40 ile karbon yükü fazla olan sistemi temsil eden, 3 set reaktör kurulmuştur. Kararlı hale ulaşmaları ile katyon değiştirici reçine ve enzimler (amilaz ve proteinaz) kullanılarak hücre dışı polimerlerin ekstraksiyonları gerçekleştirilmiştir. Kontak süresi katyon değiştirici için 5 saat, enzim ekstraksiyonları için 3 saat ve optimum katyon değiştirici, amilaz ve proteinaz dozları sırası ile 100g/gVS, 0.85g/gVS ve 1 g/g VS olarak bulunmuştur. Bütün ekstraksiyon metotlarında, K/N oranı 5 'den 40 'a yükseldiğinde, ekstrak edilen hücre dışı polimer karbonhidratları artarken proteinler azalmaktadır. Katyon değiştirici reçine ile hem karbonhidratların hem proteinlerin ekstrakt edilmesi metal-polimer bağının önemini göstermektedir. Amilaz karbonhidratları çözerken bir miktar protein ve proteinaz da proteinlerle beraber az miktarda karbonhidrat çözmektedir. Bu çalışmada, K/N oranının aktif çamurun fiziksel ve kimyasal özelliklerine etkisi de araştırılmıştır. Hücre dışı polimerlerin fazla üretimi K/N oram yüksek olan çamurun çökmesini ve susuzlaşmasını kötüleştirirken, en iyi sonuçlar K/N oram 17.5 olan reaktörler için alınmıştır. Ayrıca K/N oram yükseldikçe hidrofobisite artarken, yüzey yükünün negatif değeri karbonhidrat miktarındaki artışla artmıştır. Anahtar Kelimeler: Aktif çamur, hücre dışı polimerler, K/N oram, karbonhidratlar, proteinler, katyonik iyon değiştirici, amilaz, proteinaz. VI