Aktif Çamur Sistemlerinde F/m Oranının Substrat Depolama Mekanizması Üzerine Etkisi

Abstract

Bu çalışmada, aerobik koşullarda ve kesikli besleme uygulanarak farklı F/M oranlarının substrat depolama mekanizması üzerine etkisi incelenmiştir. Bu amaçla, laboratuvar ölçekli doldur-boşalt bir ana reaktör kurulmuş ve iki çamur yaşında işletilmiştir. Bu ana reaktör daha sonra farklı F/M oranlarının etkisini test etmek amacıyla yapılacak olan kesikli reaktörlerdeki deneysel çalışmalarda kullanılan çamuru elde etme amacıyla kurulmuştur. Deneysel çalışmaların kapsamı; kararlı dengeye ulaşan ana reaktör sistemlerinin performans analizi, kesikli reaktör deneyleri, respirometrik deneyler ve depolanan PHB miktarları ölçümü ve değerlendirilmesinden oluşmaktadır. Sonuçları literatürdeki çalışmalarla karşılaştırdığımızda, başlangıç substrat miktarı ve biokütle konsantrasyonu arasındaki oranın respirometrik deneyler için kilit bir parametre olduğu ve direkt olarak oksijen tüketim hızı grafiğini etkilediği görülmüştür. Ayrıca değişken koşullara göre biokütlenin metabolizmasını depolama ya da büyüme yönünde değiştirebilme yetisine sahip olduğu gözlemlenmiştir. Bu çalışmaya göre ortaya çıkan diğer bir sonuç: mikroorganizmaların alıştığı koşullara göre yüksek konsantrasyonda substrat ile karşılaştığında, depolama mekanizmasını yavaşlatıp çoğalmaya doğru yönelmesi; düşük konsantrasyonda substrat ile karşılaştığında ise çoğalma mekanizmasını yavaşlatıp metabolizmasını depolama yönünde harekete geçirmesidir.

In this study, the effect of F/M ratio on the formation of storage polymers was investigated in aerobic conditions under pulse feeding. For this purpose, a laboratory scale fill and draw parent reactor was established and operated at 2 days of sludge age and under aerobic conditions as a control reactor for other experiments which done to evaluate the effect of F/M ratio on storage response of biomass. The experimental works covered: determination of the process performance sustained at steady-state, respirometric tests, batch experiments, and evaluation of the stored amount of PHB. The results have shown that the ratio of initial substrate to biomass (S0/X0) was the key parameter for respirometric experiments directly affecting the shape and the order of magnitude of the respirometric profile. The experiments also shown that, the biomass is able to switch its substrate utilization mechanism to growth or storage when it is subjected to unsteady feast conditions. The results of this study indicate that, when the biomass faces with higher concentrations of substrate feeding than the study state conditions, it slows down the storage mechanism and increases the growth rate.