Farklı İşletim Koşulları Altında Tiyosülfat Bazlı Ototrofik ve Miksotrofik Denitrifikasyon Performansının Araştırılması

Vildan Akgul; Dilek Akman; Yakup Cuci; Kevser Cirik

doi:10.17780/ksujes.335996

EN TR

Evaluation of Thiosulfate-Based Autotrophic and Mixotrophic Denitrification Performances under Different Operational Conditions

Öz

The aim of this study was to investigate the factors affecting the autotrophic and mixotrophic denitrification performances in sequencing batch reactor (SBR). Findings obtained from this study shed light on the full-scale applicability of the autotrophic and mixotrophic denitrification processes in carbon deficient wastewaters. In this study, the effect of cycle time, varying concentrations of electron donor source and the addition of external organic carbon source was evaluated by sulfate, nitrate, nitrite, ORP and inorganic carbon parameters. Firstly, SBR was operated with thiosulfate (S₂O₃^2-) based autotrophic denitrification process at different cycle times (8h-4h-2h). Further, autotrophic denitrification process was optimized the under varying S₂O₃^2-/NO₃^- ratios (1.5-1.25-1.0) at the optimum cycle time of 2h. The maximum nitrate removal efficiency of 84% was accomplished at operational conditions containing 2h cycle time and 1.5 S₂O₃^2-/NO₃^- ratio. In the rest of the study,the impact of increasing C/N ratio by methanol supplementation (0.35-0.7-1.05)was evaluated on mixotrophic denitrification performance. It was observed that nitrate was completely consumed at the C/N ratio of 1.05 and nitrate removal rate improved with increasing methanol supplementation as organic carbon source.

Anahtar Kelimeler

Cycle time,Mixotrophic denitrification,S2O3-2/NO3- ratio,Autotrophic denitrification,Thiosulfate

Farklı İşletim Koşulları Altında Tiyosülfat Bazlı Ototrofik ve Miksotrofik Denitrifikasyon Performansının Araştırılması

Öz

Bu çalışmanın amacı ototrofik ve miksotrofik denitrifikasyon proses performanslarını etkileyen faktörlerin ardışık kesikli reaktörde araştırılmasıdır. Çalışma verileri ototrofik denitrifikasyon prosesinin karbon içeriği düşük atıksular için gerçek ölçekte uygulanabilirliğine ışık tutmaktadır. Ototrofik denitrifikasyon prosesinde farklı döngü süresi, elektron vericive organik karbon ilavesinin nitrat giderim performansına etkisi sülfat, nitrat, nitrit, ORP ve inorganik karbon parametreleri ile değerlendirilmiştir. Çalışmanın ilk aşamasında farklı döngü sürelerinin (8sa-4sa-2sa) tiyosülfat (S₂O₃^-2) bazlı ototrofik denitrifikasyon prosesine etkisi araştırılmıştır. Daha sonra 2 saatlik optimum döngü süresinde farklı S₂O₃^-2/NO₃^-oranları (1,5-1,25-1) ile ototrofik denitrifikasyon prosesinin optimizasyon çalışmaları yürütülmüştür. Elde edilen çalışma bulguları göz önünde bulundurulduğunda maksimum %84 nitrat giderim verimi 2 saatlik döngü süresi ve 1,5 S₂O₃^-2/NO₃^- oranı ile işletilen işletim koşullarından elde edilmiştir. Çalışmanın son aşamasında ise farklı C/N (0,35-0,70-1,05) oranlarının miksotrofik denitrifikasyon performansına etkisi incelenmiştir ve C/N oranın 1,05 olduğu işletim koşulunda nitratın tamamı tüketilirken organik madde kaynağı olarak metanolün artmasıyla nitrat giderim hızının arttığı gözlemlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

Döngü süresi,Miksotrofik denitrifikasyon,S2O3-2/NO3- oranı,Ototrofik denitrifikasyon,Tiyosülfat

Kaynakça

Beller, H.R. (2005) “Anaerobic, nitrate-dependent oxidation of U(IV) oxide minerals by the chemolitotrophic bacterium Thiobacillusdenitrificans”, Appl. Environ. Microb., 71, 2170-2174.
Campos, J. L.,Carvalho, S., Portela, R., Mosquera-Corral, A., &Méndez, R. (2008). Kinetics of denitrificationusingsulphurcompounds: effects of S/N ratio, endogenousandexogenouscompounds. Bioresourcetechnology, 99(5), 1293-1299.
Guo, Y.,Guo, L., Sun, M., Zhao, Y., Gao, M., &She, Z. (2017). Effects of hydraulicretention time (HRT) on denitrificationusingwasteactivatedsludgethermalhydrolysisliquidandacidogenicliquid as carbonsources. Bioresourcetechnology, 224, 147-156.
Liu, H., Jiang, W., Wan, D., Qu, J. (2009) “Study of a combined heterotrophicand sulfur autotrophic denitrification technology for removal of nitrate in water”, Journal of Haz Mat, 169, 23-28.
Manconi, I., Carucci, A., Lens, P. (2007) “Combined removal of sulfur compound sand nitrate by autotrophic denitrification in bioaugmented activated sludge system”, Biotechnology and Bioengineering, 98 (3), 551-560.
Moon, H.S., Shin, D.Y., Nam, K., Kim, J.Y. (2008) “A long-term performance test on an autotrophic denitrification column for application as a permeable reactive barrier”, Chemosphere, 73, 723-728.
Oh, S.E., Yoo, Y.B., Young, J.C., Kim, I.S. (2001) “Effect of organics on sulfur-utilizing autotrophic denitrification under mixotrophic conditions”, J Biotechnol, 92,1-8.
Sahinkaya, E.,&Kilic, A. (2014). Heterotrophicandelemental-sulfur-basedautotrophicdenitrificationprocessesforsimultaneousnitrateand Cr (VI) reduction. waterresearch, 50, 278-286.

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Çevre Mühendisliği

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yazarlar

Vildan Akgul
Department of Bioengineering and Sciences, KahramanmarasSutcu Imam University, Kahramanmaras 46100, Turkey
Türkiye

Dilek Akman
Department of Environmental Engineering, KahramanmarasSutcu Imam University, Kahramanmaras 46100, Turkey
Türkiye

Yakup Cuci
Department of Environmental Engineering, KahramanmarasSutcu Imam University, Kahramanmaras 46100, Turkey
Türkiye

Kevser Cirik
Department of Environmental Engineering, KahramanmarasSutcu Imam University, Kahramanmaras 46100, Turkey
Türkiye

Yayımlanma Tarihi

27 Aralık 2017

Gönderilme Tarihi

24 Ağustos 2017

Kabul Tarihi

22 Kasım 2017

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2017 Cilt: 20 Sayı: 4

DOI

https://doi.org/10.17780/ksujes.335996

IZ

https://izlik.org/JA23HK42YN

Kaynak Göster

RIS / Bibtex

APA

Akgul, V., Akman, D., Cuci, Y., & Cirik, K. (2017). Farklı İşletim Koşulları Altında Tiyosülfat Bazlı Ototrofik ve Miksotrofik Denitrifikasyon Performansının Araştırılması. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 20(4), 81-89. https://doi.org/10.17780/ksujes.335996

AMA

1.Akgul V, Akman D, Cuci Y, Cirik K. Farklı İşletim Koşulları Altında Tiyosülfat Bazlı Ototrofik ve Miksotrofik Denitrifikasyon Performansının Araştırılması. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2017;20(4):81-89. doi:10.17780/ksujes.335996

Chicago

Akgul, Vildan, Dilek Akman, Yakup Cuci, ve Kevser Cirik. 2017. “Farklı İşletim Koşulları Altında Tiyosülfat Bazlı Ototrofik ve Miksotrofik Denitrifikasyon Performansının Araştırılması”. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 20 (4): 81-89. https://doi.org/10.17780/ksujes.335996.

EndNote

Akgul V, Akman D, Cuci Y, Cirik K (01 Aralık 2017) Farklı İşletim Koşulları Altında Tiyosülfat Bazlı Ototrofik ve Miksotrofik Denitrifikasyon Performansının Araştırılması. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 20 4 81–89.

IEEE

[1]V. Akgul, D. Akman, Y. Cuci, ve K. Cirik, “Farklı İşletim Koşulları Altında Tiyosülfat Bazlı Ototrofik ve Miksotrofik Denitrifikasyon Performansının Araştırılması”, Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, c. 20, sy 4, ss. 81–89, Ara. 2017, doi: 10.17780/ksujes.335996.

ISNAD

Akgul, Vildan - Akman, Dilek - Cuci, Yakup - Cirik, Kevser. “Farklı İşletim Koşulları Altında Tiyosülfat Bazlı Ototrofik ve Miksotrofik Denitrifikasyon Performansının Araştırılması”. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 20/4 (01 Aralık 2017): 81-89. https://doi.org/10.17780/ksujes.335996.

JAMA

1.Akgul V, Akman D, Cuci Y, Cirik K. Farklı İşletim Koşulları Altında Tiyosülfat Bazlı Ototrofik ve Miksotrofik Denitrifikasyon Performansının Araştırılması. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2017;20:81–89.

MLA

Akgul, Vildan, vd. “Farklı İşletim Koşulları Altında Tiyosülfat Bazlı Ototrofik ve Miksotrofik Denitrifikasyon Performansının Araştırılması”. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, c. 20, sy 4, Aralık 2017, ss. 81-89, doi:10.17780/ksujes.335996.

Vancouver

1.Vildan Akgul, Dilek Akman, Yakup Cuci, Kevser Cirik. Farklı İşletim Koşulları Altında Tiyosülfat Bazlı Ototrofik ve Miksotrofik Denitrifikasyon Performansının Araştırılması. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 01 Aralık 2017;20(4):81-9. doi:10.17780/ksujes.335996