Endüstriyel atıksulardan biyokatalitik olarak kalsiyum giderimi

Yüksek miktarda kalsiyum içeren atıksular; su boruları, kaynama kazanları ve ısı değiştiricilerde farklı biçimde çökelekler (karbonat, sülfat ve fosfat) oluşturmakta, aerobik ve anaerobik reaktörlerin arıtım performansını olumsuz etkilemektir. Bu problemleri ortadan kaldırmak için endüstrilerde kimyasal prosesler kullanılmakta ancak bu prosesi içeren reaktörlerin işletimi ve kontrolü oldukça zordur. Ayrıca arıtılmış suyun pH değerleri de yüksektir. Sulardan Ca gideriminde biyomineralizasyon iyi bir alternatif olarak görünmektedir. Biyokatalitik Kalsifikasyon Reaktörleri (BKR) endüstriyel atıksulardan Ca'u kalsit olarak gidermek için bakterilerin gerçekleştirdiği üre hidrolizi esasına dayanır. Bu çalışmada BKR'ün Ca içeren sentetik ve gerçek şeker endüstrisi atıksularından Ca giderimindeki potansiyel kullanımı araştırılmıştır. Çalışmanın başlıca aşamaları; (1) kesikli reaktörlerde Ca+2 giderimini katalizleme yeteneğine sahip çamur üretimi, (2) kesikli reaktörlerde optimum Mikrobiyal Karbonat Çökelimi (MKÇ) için uygun süre, pH değerleri, üre, Ca, biyokütle ve organik derişimleri gibi optimum koşulların belirlenmesi, (3) sürekli beslemeli sistemde optimum tasarım ve işletme parametrelerinin araştırılması, (4) YAÇYR(Yukarı Akışlı Çamur Yatak Reaktör)'de metanojenik bakteriler üzerine Ca'un etkisinin belirlenmesi, (5) Ca'lu atıksuların arıtımı için ardışık BKR/YAÇYR sisteminin araştırılması, (6) Ca'lu atıksuların YAÇYR'de arıtımında geri döngü hattına BKR'ün ilave edilmesi ile CO2 sıyırıcı sistemin modifikasyonu. Mineral ortam ve Glikoz-KOİ'sin sürekli yenilendiği inkübasyon süresinin Ca giderimine etkisinin araştırıldığı kesikli çalışmalarda optimum inkubasyon süresi 6 gün bulunmuştur. Kesikli reaktörde Ca giderimi üzerinde ürenin etkisinin araştırıldığı çalışmada optimum üre derişiminin Ca derişiminden fazla olması gerekmektedir. Kesikli reaktörde Ca giderimi üzerinde Ca derişiminin etkisinin araştırıldığı çalışmada 900 mg/L sabit üre ve 0-2500 mg/L arasında Ca derişimleri içeren sentetik atıksuda sonuçlar Ca derişimi arttıkça giderilen miktarın da arttığını göstermiştir. Kesikli reaktörde Ca giderimi üzerinde 4-10 arası değişik başlangıç pH'larının etkisinin araştırıldığı çalışmada Ca gideriminin yüksek pH'larda daha iyi olduğu, ve çökelme ile beraber alkalinitenin tükenmesi ile birlikte son pH değerlerinin tüm reaktörlerde yaklaşık aynı olduğu (pH=7) bulunmuştur. Kesikli reaktörde Ca giderimi üzerine biyokütle derişiminin etkisinin araştırıldığı çalışmada sonuçlar Ca gideriminin biyolojik aktiviteye kesinlikle bağlı olduğunu göstermiştir. Ca giderim süreci üzerinde organik madde derişiminin etkisinin araştırıldığı çalışmada Ca giderimi için en uygun derişiminin deneysel şartlarda 750 mg/L glikoz-KOİ'si olduğu tespit edilmiştir. Ca giderimi üzerinde yaklaşık 2-20 gün arasında çamur yaşlarının araştırıldığı sürekli beslemeli çalışma kalsiyum gideriminde ÇY'nın önemli bir parametre olduğunu ve 11.5 saat'lik HBS'de Ca ve KOİ giderimi için 5 gün civarında olduğunu göstermiştir. Çalışma HBS'nin önemli bir parametre olduğunu ve kalsiyumca zengin sulardan Ca giderimi için 5-6 saatlik HBS'nin optimum olduğunu göstermiştir. Bu HBS'nde KOİ, TN, ve Ca giderim verimleri sırasıyla % 63, % 14 ve % 72 elde edilmiştir. Elde edilen optimum ÇY ve HBS'nde 0-1500 mg/L arasında değişen glikoz-KOİ'sinin etkisinin araştırıldığı sürekli beslemeli çalışmada KOİ'nin düşük değerlerinin bile Ca giderimi için yeterli olduğunu göstermektedir. 5-20 mM arasında üre derişiminin 15 mM Ca içeren sentetik atıksuyu arıtan ürolitik karışık kültür üzerindeki etkisinin araştırıldığı çalışmada Ca giderimi için optimum üre derişimi 15 mM bulunmuştur. Ca içeren bir şeker fabrikasından temin edilen gerçek atıksuyun sürekli beslemeli arıtım çalışmasında YAÇYR'ün önüne ve geri döngüsüne yerleştirilen BKR'ü atıksudan Ca'u etkin şekilde gidermiştir. Sonuç olarak çalışmada önerilen MKÇ esasına dayanan BKR'ü, Ca açısından zengin endüstriyel atıksuların yeniden kullanılacağı durumlarda kullanılabilir olmakla birlikte üreden kaynaklanan azot kirliliğine neden olması en büyük dezavantajıdır.Anahtar kelimeler; Biyokalsifikasyon, Karbonat, Endüstriyel atıksu, Kağıt, Şeker, Anaerobik, Biyoteknoloji