İleri biyolojik arıtma proseslerinde nütrient giderimi ve mikroorganizma türlerinin incelenmesi

Abstract

Dünya nüfusunun günden güne artmasına bağlı olarak oluşan atıksu miktarı da artış göstermekte ve bu durum atıksuların arıtılması maksadıyla daha ekonomik ve çevre dostu sistemlerin geliştirilmesi ihtiyacını ortaya çıkarmaktadır. Bu çalışmada evsel atıksuların arıtılması maksadıyla İSKİ Ataköy İleri Biyolojik Atıksu Arıtma Tesisi'nde bulunan 8,6 m3 hacimli 10 m3/gün kapasiteli pilot ölçekli biyolojik atıksu arıtma prosesi kullanılmış olup, çalışmada yeni geliştirilen Modifiye Beş Kademeli Bardenpho Prosesi ve İki Kademeli Kaskat Beslemeli Biyolojik Nütrient Giderim Prosesi olmak üzere iki farklı prosesin arıtma performansı ve işletme sürecinde sistemlerdeki mikroorganizma tipleri ortaya konmuştur. Bu maksatla çalışmada ilk aşamada KOİ, TKN, NH4-N, NO2-N, NO3-N, TP, PO4-P ve AKM konsantrasyonları sırasıyla 645±115 mg/L, 79±13 mg/L, 52±9 mg/L, 0,04±0,03 mg/L, 0,11±0,10 mg/L, 7,9±0,8 mg/L, 3,4±0,7 mg/L ve 321±156 mg/L olan gerçek evsel atıksu kullanılmış ve geri devir oranı %80 olan yeni geliştirilen Modifiye Beş Kademeli Bardenpho Prosesi kullanılarak biyolojik olarak arıtımı incelenmiştir. Çalışma sonucunda yeni geliştirilen Modifiye Beş Kademeli Bardenpho Prosesi'nde tüm işletme süresince elde edilen ortalama KOİ, TKN, NH4-N, TP, PO4-P ve AKM giderim verimleri sırasıyla %76, %63, %68, %80, %72 ve %80 olarak belirlenmiştir. Ancak çalışmada sekizinci haftadan sonra kararlı duruma ulaşılmış ve bu haftadan sonra elde edilen analiz neticelerine göre giderim verimleri değerlendirilmiştir. Bu durumda kararlı hal durumunda KOİ, TKN, NH4-N, TP, PO4-P ve AKM için ortalama giderim verimleri sırasıyla %87, %86, %93, %89, %88 ve %94 olarak tespit edilmiştir. Yeni geliştirilen Modifiye Beş Kademeli Bardenpho Prosesi'nin uygulandığı ilk aşamada mikrobiyal tür analizleri de gerçekleştirilmiş olup, kararlı hal için arıtımdan sorumlu bakteriler olarak Nitrosomonas, Nitrosospira, Accumulibacter, Dechloromonas, Firmicutes cinslerine ait türler ve diğer tanımlanmamış türler belirlenmiştir. İkinci aşamada iki Kademeli Kaskat Nütrient Giderme Prosesi çalışmalarına geçilmiş olup, bu aşamada giriş atıksuyu (10 m3/gün) ikiye bölünerek %50'si (~5 m3/gün) bio-P ünitesine, %50'si (~5 m3/gün) ise denitrifikasyon2 ünitesine beslenmiştir. Çalışma parametrelerinin değiştirilmediği bu aşamada giriş KOİ, TKN, NH4-N, NO2-N, NO3-N, TP, PO4-P ve AKM konsantrasyonları sırasıyla 555±60 mg/L, 72±7 mg/L, 44±7 mg/L, 0,03±0,02 mg/L, 0,06±0,04 mg/L, 8,1±0,4 mg/L, 4,0±0,5 mg/L ve 316±47 mg/L özelliğinde evsel atıksu kullanılmıştır. Prosesin iki Kademeli Kaskat Nütrient Giderme Prosesi şeklinde işletilmesi sonucunda KOİ, TKN, NH4-N, TP, PO4-P ve AKM için elde edilen giderim verimleri sırasıyla %87, %84, %93, %90, %88 ve %95 olarak belirlenmiştir. Çalışmanın bu aşamasında da mikrobiyal tür analizleri gerçekleştirilmiştir. Arıtımdan sorumlu bakteriler olarak Nitrosomonas, Nitrosospira, Accumulibacter, Dechloromonas ve diğer tanımlanmamış türler tespit edilmiştir. Her iki proses için elde edilen verimler ve işletme koşulları dikkate alındığında yeni geliştirilen Modifiye Beş Kademeli Bardenpho Prosesi'nin orta kuvvetli atıksular için daha uygun olacağı ortaya konmuştur. Diğer taraftan literatürde çoğunlukla laboratuvar ölçekli çalışmaların bulunması sebebiyle, çalışmanın literatüre önemli bir katkı sağlayacağı düşünülmüştür.