Polihidroksialkanat (pha) Depolayan Mikroorganizmaların Seçimini Etkileyen Faktörler

Abstract

Plastiklerin. oluşturdukları kirlilik, doğada ayrışmalarının çok uzun yıllar alması sebebiyle giderek büyüyen bir çevre sorunu haline gelmektedir. Polihidroksialkanat (PHA) olarak isimlendirilen polimerler ise doğada biyolojik olarak ayrışabilen maddelerdir. Bu çalışmada Biyolojik Aşırı Fosfor Giderme (BAFG) mekanizmasından yararlanılarak bir biyoplastik olan PHA’nın aktif çamur sistemlerinde mikroorganizmalar tarafından üretilmesi için laboratuvar ölçekli deneysel çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Deneysel çalışmalarda Ardışık Kesikli Reaktör (AKR) sistemi kullanılmış, reaktörlerin farklı işletme koşulları altında çalıştırılmasıyla PHA depolayan bakterilerin seçimini etkileyen faktörler incelenmiştir. AKR’ler anaerobik/aerobik şartlar altında işletilmiş olup organik madde kaynağı olarak sentetik atıksu kullanılmuştır. Deneysel sonuçlar incelendiğinde sitemde fosfor ve PHA biriktiren organizmaların (PAO) üremediği gözlenmiştir. Düşük sıcaklık koşulları, yetersiz havalanma, anaerobik/aerobik şartların tam olarak gereçekleşememesi, organik maddenin anearobik fazda tüketilememesi sebebiyle aerobik bölgeye organik karbon girişi gibi faktörlerin varlığı sistemde PHA depolayan bakteriler yerine çökelme özelliklerinin bozulmasına ve çoğu kez tüm çamurun yıkanarak sistemden kaçmasına neden olan flament bakterilerin sistemde dominant hale gelmesi ile sonuçlanmış ve PHA depolayan bakterilerin üremesinin olumsuz etkilendiği gözlenmiştir. Bununla birlikte, uygun şartlarda çalıştırılan setlerde bile anaerobic fosfor salımı ve takiben aerobik fosfor alımının olmaması aşı çamurunda fosfor gideren bakteri bulunmadığını düşündürmüştür. Bu yönde farklı aşı çamurları ile değişik çalışmaların yapılması gerekliliği görülmüştür. . Bu çalışma, PHA depolayan bakterilerin üremesini olumsuz etkileyen şartların ortaya konması açısından daha sonra yapılacak çalışmalara baz teşkil etmek üzere değerlendirilebilecek bir kaynak özelliği taşımaktadır.

The pollution problems caused by plastics have become a growing environmental problem in the world, since their degradation takes very long time. Polyhydoxyalkanoates (PHAs) are the polymers which are biodegradable in the environment. In this study, lab scale experimental works have been conducted to produce PHAs biopolymers from activated sludge systems by using Enhanced Biological Phosphorus Removal (EBPR) mechanism. Sequencing Bath Reactor Systems (SBR) were used in experimental studies and the factors affecting the selection of PHA storing bacteria have been investigated under different operational conditions. All SBR systems were operated under anaerobic/aerobic conditions and fed with synthetic wastewater. Experimental results indicated that growth of phosphorus and PHA storing organisms (PAO) did not occur in the system. Because of the low temperatures, inefficient aeration, providing improper anaerobic/aerobic cycle conditions, excess carbon entrance to the aerobic zone due to incomplete carbon utilization in the anaerobic zone, filamentous bacteria growth was favored instead of PHA accumulating bacteria. As a result of this settling properties were deteriorated and most of the time sludge was washed out from the system and PHA accumulating organism growth was adversely affected. However, even in the sets where the most of the conditions were favorable for the growth of the PAO bacteria (favorable temperature, appropriate aeration etc.), P release in the anaerobic conditions and the following aerobic phosphorus uptake were not observed in the system indicating that the seed sludge did not contain PAOs. This result indicates the importance of the seed sludge and further investigations with different seed sludge should be performed. This study could be used as guidance for further researches since it shows the results of conditions negatively affecting PHA accumulating bacteria growth.