Effect of ozone pretreatment on biogas production and microbial community structure of two-stage anaerobic digesters

Arıtma tesislerinde üretilen çamur miktarı, artan nüfus ve su tüketimine bağlı olarak her geçen gün artmaktadır. Anaerobik çürütme (AÇ), atık su arıtma tesislerinde çamur hacmini azalttığı ve biyogaz üretimi sağladığı için yaygın olarak kullanılan bir çamur stabilizasyon yöntemidir. Tek aşamalı AÇ sistemlerinde, çürütücülerde uçucu yağ asidi birikimi ve pH değişiklikleri nedeniyle proses başarısızlıkları gözlenir. Bu sorunu çözmek için metan üretim aşamalarının fiziksel olarak ayrılmasıyla oluşturulan iki aşamalı anaerobik çürütme (İAAÇ) sistemleri kullanılmaya başlanmıştır. Ayrıca, AÇ'de hız sınırlayıcı basamak olarak bilinen hidroliz aşamasını hızlandırmak için çeşitli ön arıtım uygulamaları kullanılmaktadır. Bu uygulamalardan ozonlama, güçlü oksitleme kabiliyeti ile ön plana çıkmaktadır. Bu nedenle bu çalışmada ozon ön işleminin İAAÇ üzerindeki etkisi biyogaz üretimi ve mikrobiyal popülasyon dinamikleri açısından değerlendirilmiştir. Bu amaçla, iki aşamalı anaerobik çürütücülere, labımızca önceden belirlenen optimum 0,06 g O3/g TAKM ozon dozu ile ön arıtım uygulanarak çalıştırılmıştır. Çürütücüler süreç boyunca, pH, kimyasal oksijen ihtiyacı, toplam nitrojen, katı içeriği, toplam uçucu yağ asitleri, biyogaz/metan üretimi ve mikrobiyal konsorsiyum açısından izlenmiştir. Biyogaz ve metan üretimi su yer değiştirme yöntemi ve gaz kromatografisi ile mikrobiyal konsorsiyum ise floresan in situ hibridizasyon yöntemi ile takip edilmiştir. Sonuç olarak, metan ve biyogaz üretiminde sırasıyla %69 ve %38 artış gözlemlenmiştir. Çürütücülerde gözlenen bu artış, Methanosaeta türünün baskınlığı ile ilişkilendirilmiştir.