Mikroalgal batık membran fotobiyoreaktör ile biyokütle üretimi ve nütriyent giderimi

Bu çalışmada mikroalgal batık fotobiyoreaktörde (mbMfBR) karışık mikroalg kültürü ve 0,45 µm hollow fiber (HF) membran ile atıksudan nütriyent giderimi ve biyokütle üretimi incelenmiştir. Sentetik atıksuda 24 saat hidrolik bekletme süresi (HBS) sabit tutularak 3, 6, 12 ve 24 günlük çamur yaşlarında (ÇY) çalışılıp optimum ÇY belirlenmiş ve ayrıca bu ÇY'de 48, 60 ve 72 saatlik HBS'ler çalışılarak optimum HBS belirlenmiştir. Belirlenen optimum şartlarda gerçek atıksu ile çalışılmalar yapılmıştır. Tüm çalışmalarda hacimsel mikroalg üretim verimleri ve nütriyent giderim hızları belirlenmiştir. Ayrıca üretilen biyokütlenin yağ ve protein içeriği saptanmış ve her bir çalışmanın belirli zamanlarındaki baskın kültürlerin tayinleri yapılmıştır. Buna göre sentetik atıksuda optimum değerler ÇY 3 gün ve HBS ise 24 saat olarak tespit edilmiştir. Bu çalışmada kararlı şartlarda askıda katı madde (AKM) ve klorofil-a derişimleri sırasıyla 354 mg/L ve 11,54 mg/L olarak ölçülmüştür ve hacimsel mikroalg üretim hızı ise 0,118 gr/L-gün olarak hesaplanmıştır. Giderim hızları ise toplam azotta (TN) 5,55 mg/L-gün, fosfat fosforunda (PO4-P) 0,40 mg/L-gün olarak bulunmuştur. Ayrıca kararlı şartlarda %45-50 civarında Chaetophora sp., %45-50 civarında Navicula sp. gözlemlenmiş ve kuru biyokütledeki yağ oranı %8,90, protein oranı ise %30 olarak ölçülmüştür. Gerçek bir arıtılmış evsel atıksuda ise nütriyent giderim hızları TN ve PO4-P'de sırasıyla 1,37 mg/L-gün ve 0,40 mg/L-gün olarak bulunmuştur. Hacimsel mikroalg üretim hızı ise 0,037 gr/L-gün olarak bulunmuş ve biyokütlede %14,33 oranında yağ ve %32,2 oranında protein ölçülmüştür. Bu sonuçlara göre, bu çalışmada membranlar sayesinde reaktördeki biyokütlenin kaçışı engellenerek yüksek derişimlere ulaşılabilmiştir. Ayrıca karışık mikroalg kültürü ile elde edilen biyokütle verimlerinin ve nütriyent giderim hızlarının tek tip kültüre nazaran kabul edilebilir nitelikte olduğu ortaya konulmuştur. Diğer taraftan elde edilen kuru biyokütlede yapılan protein ve yağ analizi ile ham besin ya da alternatif biyoyakıt ürünleri için (biyodizel, etanol, biyoelektrik, hidrojen, metan vs.) karışık mikroalg kültürünün potansiyeli gelecekteki araştırmacılar için bilgi kaynağı olacaktır.