Farklı Malzemelerden Oluşan MBBR Paketlemeleri Kullanılarak Mikro-Kirlenmiş Nehir Suyundan ve Kombine Kanalizasyondan Amonyak Azotunun Giderilmesi
Hareketli Yataklı Biyofilm Reaktörü (MBBR), aktif çamur prosesi ile geleneksel biyofilm prosesinin avantajlarını birleştirerek, onu modern biyolojik atık su arıtımında yenilikçi ve devrim niteliğinde bir teknoloji haline getirir. Daha önce yapılan çok sayıda çalışma, MBBR işleminin kentsel kanalizasyonun nitrojen giderme basıncını etkili bir şekilde azaltabildiğini göstermiştir. MBBR işlemindeki biyo-taşıyıcı ambalajlar, biyofilmi reaktörün tamamına taşıyabilir, biyofilm, oksijen ve reaksiyon substratları arasındaki teması teşvik edebilir ve bozunma reaksiyonlarının verimliliğini artırabilir. Eşsiz stabilite ve yoğunluk özellikleri nedeniyle geniş uygulama olanaklarına sahiptirler.
Şu anda çoğu MBBR biyo{0}}taşıyıcı ambalajı esas olarak polietilen (PE), polipropilen (PP), poliüretan (PU) ve gözenekli poliüretan (PPC) gibi malzemelerden yapılmaktadır. Bunların arasında, PE-bazlı MBBR dolguları atık sudaki kroma, CODCr, amonyak nitrojeni, toplam nitrojen, toplam organik karbon ve uçucu fenoller üzerinde iyi bir giderme etkisine sahiptir; PP ambalajlar çoğunlukla, MBBR-AO birleşik işlemi ve MBBR-MBR birleşik işlemi gibi birleşik MBBR işlemlerinde kullanılır; PU ve PPC ambalajları, mikroorganizmalar için daha geniş bir bağlanma alanı sağlayabilen, mikroorganizmaların hızlı ve istikrarlı bir şekilde büyümesini sağlayan ve böylece atık sudaki organik kirleticileri ve çeşitli besin maddelerini etkili bir şekilde ortadan kaldıran yüksek gözenekliliğe sahiptir. PE ve PPC salmastralar şu anda yaygın olarak kullanılan iki tiptir. PE ambalajlar daha iyi performansla daha yaygın olarak uygulanırken, PPC ambalajlar daha güçlü hidrofilikliğe ve daha geniş spesifik yüzey alanına sahiptir ve bunlar mikroorganizmaların tutunmasına daha elverişlidir. Her iki salmastra tipinin de kendine göre avantajları ve dezavantajları vardır ve her ikisi de iyi mekanik dayanıma ve düşük maliyete sahiptir. Bununla birlikte, MBBR-AO birleşik işleminde mikro-kirlenmiş nehir suyu ve birleşik yağmur suyu-kanalizasyon suyundan amonyak nitrojenini giderme etkileri hakkında çok az rapor vardır. Bu makale, MBBR-AO birleşik işlemine farklı türde MBBR biyo{13}}taşıyıcı ambalajlar (PE ve PPC malzemeleri) eklemenin, mikro-kirli nehir suyundan ve birleşik yağmur suyu-kanalizasyondan amonyak nitrojenini giderme verimliliği üzerindeki etkisini araştırmaktadır. Eş zamanlı olarak, kanalizasyon arıtımı için MBBR sürecinde farklı MBBR biyo-taşıyıcı ambalajlarının özel seçim yöntemlerini geliştirmeyi amaçlayan farklı MBBR biyo-taşıyıcı ambalajlarının biyofilm oluşum hızını ve hizmet ömrünü analiz eder.
1. Kanalizasyon Arıtma Süreci
1. 1 Süreç Akışı ve Biyo-taşıyıcı Paketleme Ayrıntıları
Bu çalışmada kullanılan kanalizasyon arıtma cihazı, MBBR-AO birleşik sürecini benimseyen, kendi-tasarlanmış biyolojik akışkan yataklı bir reaktördür. Ana proses akışı Şekil 1(a)'da gösterilmektedir ve spesifik ekipman bir ızgara, bir kaldırma pompası, MBBR biyolojik-taşıyıcı ambalajlar, entegre bir yüksek-verimli biyolojik nitrojen giderme tankı, yüksek-verimli bir sedimantasyon tankı, bir havalandırma sistemi vb. içerir. Reaktörün giriş akış hızı 50 m³/d'dir (yaklaşık 2 m³/h), etkili hidrolik tutma süresi 5'tir saattir ve reaktörün etkin hacmi yaklaşık 10 m³'tür.
Kanalizasyon arıtma cihazındaki MBBR biyo-taşıyıcı ambalajlar, PE-bazlı ambalajlar ve PPC jel taşıyıcı ambalajlardır. PE-tabanlı ambalajlar, Φ25 mm×10 mm boyutunda, 19 delikli ve beşgen kanallı, yaklaşık 500 m²/m³ spesifik yüzey alanına sahip halka şeklinde ışınımlar şeklindedir [Şekil 1(b)]; PPC jel taşıyıcı ambalajlar Φ10 mm×10 mm×10 mm boyutunda ve yaklaşık 5.000 m²/m³ spesifik yüzey alanına sahip kübiktir [Şekil 1(c)].
1.2 Kanalizasyon Kalitesi
Bu çalışmada, kanalizasyon arıtma cihazı iki tür su kütlesini arıtmak için kullanıldı: mikro-kirli nehir suyu ve birleşik yağmur suyu-kanalizasyon. Mikro-kirlenmiş nehir suyu, Zhejiang'ın düşük kirlilik seviyelerine sahip bir bölgesindeki kentsel bir nehirden geliyordu ve amonyak nitrojen konsantrasyonu, ortalama 5 mg/L kütle konsantrasyonuyla nispeten düşüktü. Birleşik yağmursuyu-kanalizasyon, Zhejiang'daki bir kanalizasyon arıtma tesisinin iki kanalizasyon pompa istasyonunun (Pompa İstasyonu 1 ve Pompa İstasyonu 2) ana kaynağıydı ve nispeten yüksek amonyak nitrojen konsantrasyonu 3 ila 20 mg/L arasında değişiyordu. Bunun nedeni, havadaki bazı nitrojen oksitlerin yağmur suyuyla reaksiyona girerek yağmur döneminde nitrik asit veya nitrat oluşturmasıdır; bu, amonyak-oksitleyici bakterilerin çoğalmasına daha olanak sağlar ve kanalizasyonda nispeten yüksek amonyak nitrojen içeriğine neden olur. Bu arada her iki su kütlesinin pH değeri 7 ile 9 arasında tutuldu.
1.3 Kanalizasyon Arıtma Cihazının Çalışma Parametreleri
1.2.1 İlk Biyofilm Oluşum Süreci
Biyofilm oluşumuna yönelik ambalajların partiler halinde eklenmesiyle atık su arıtma sistemi başlatıldı. Reaktördeki salmastraların gerçek akışkanlaştırma etkisine göre eklenen salmastraların nihai hacim oranı %20 olarak belirlendi. Başlatma işlemi sırasında-sistemdeki askıdaki çamur geri gönderilmedi ve kanalizasyon arıtma sırasında çamur dönüş oranı 1:8 oldu.
1.2.2 Cihaz Çalışma Parametrelerinin Kontrolü
Atık su arıtma cihazı oda sıcaklığında (20 derece) çalıştırılmıştır. Cihazın alt kısmında bulunan havalandırma ekipmanı, kanalizasyon arıtımı sırasında havalandırma oranını kontrol etmek için kullanıldı. Bu arada, cihazın giriş akış hızı 2 m³/saat olarak kontrol edildi ve kanalizasyon arıtımı sırasında diğer parametreler temel olarak tutarlı kaldı. Pompa İstasyonu 1 ve Pompa İstasyonu 2'den gelen birleşik yağmur suyu-kanalizasyonlarının yanı sıra mikro-kirlenmiş nehir suyu, giriş suyu örnekleri olarak seçildi.
2. Sonuçlar ve Tartışma
2.1 Farklı Malzemelere Sahip MBBR Ambalajların Biyofilm Oluşum Oranı
Kanalizasyon arıtma cihazının-çalıştırma aşaması sırasında, içeri giren su kalitesi stabildi. Paketlemelerin gruplar halinde eklenmesinden sonra, paketlemeler normal biyofilm oluşumuna ve olgunlaşmaya tabi tutuldu.
Aynı çalışma koşulları altında, farklı malzemelere sahip biyo-taşıyıcı ambalajların biyofilm oluşum hızı, doğal özelliklerine bağlı olarak önemli ölçüde farklılık gösteriyordu. PE-bazlı ambalajların biyofilm oluşum hızı nispeten yavaştı ve kapalı havalandırma kültürü için glikoz gibi kimyasalların eklenmesini gerektiriyordu. MBBR-AO birleştirme işleminde PE ve PPC salmastraların çalışmasını gözlemleyerek, PE salmastraların eklenmesinden yaklaşık 5 gün sonra, taşıyıcıların yüzeyinde ince sarımsı-kahverengi bir biyofilmin ortaya çıktığı bulunmuştur. Yaklaşık 1 hafta süren sürekli çalışmanın ardından, taşıyıcı yüzeyinde çok sayıda paramecia, epistylis, rotifer ve az miktarda girdap belirdi; bu, biyofilmin temel olarak olgunlaştığını ve sistemin başlatılmasının{- bu sırada tamamlandığını gösteriyor. Buna karşılık, PPC ambalajlarının biyofilm oluşum hızı daha hızlıydı ve biyofilm temel olarak yaklaşık 3 gün içinde olgunlaşırken, çamur ambalajların iç kısmına adsorbe edilebiliyordu. Biyofilm oluşumu, amonyağı-oksitleyen bakterilerin aktivitesinin artmasına yardımcı olur. PE ambalajlarla karşılaştırıldığında, PPC ambalajların geniş spesifik yüzey alanı, biyofilm oluşumuna ve mikrobiyal immobilizasyona daha elverişlidir. Farklı atık su türlerini işleyen aynı malzemeden yapılmış PE ambalajlar için, ambalajların biyofilm oluşturma etkisi de önemli farklılıklar göstermiştir. Şekil 2(a)'da mikro-kirlenmiş nehir suyundaki PE ambalajların yüzeyinde ince, açık kahverengi bir biyofilm olduğu görülebilmektedir. Bununla birlikte, Şekil 2(b), birleşik yağmur suyu kanalizasyonundaki PE ambalajlarının yüzeyindeki biyofilm katmanının parçalanmış olduğunu göstermektedir; bu da, PE ambalajlarının mikro-kirlenmiş nehir suyundaki biyofilm oluşturma etkisinin, birleşik yağmur suyu-kanalizasyonundakinden önemli ölçüde daha iyi olduğunu göstermektedir. Şekil 2(c) ve Şekil 2(d)'den, mikro-kirlenmiş nehir suyu ve birleşik yağmursuyu-kanalizasyon suyundaki PPC ambalajlarının biyofilm oluşturma etkisindeki farkın önemli olmadığı görülebilir.
Farklı Malzemelere Sahip Biyo-Taşıyıcı Paketlerin 2. 2 Amonyak Azotunu Giderme Kapasitesi
Amonyak nitrojen içeriği, pompa istasyonlarından gelen kanalizasyonun gerçek arıtma etkisini değerlendirmek için önemli bir göstergedir. Bu nedenle, amonyak nitrojen giderme kapasitesi, MBBR-AO birleşik prosesinde biyo-taşıyıcı paketleme türlerinin seçimi için önemli pratik yol gösterici öneme sahiptir.
2. 3 Prosesin Kısa-İşletilmesi Sırasında PE ve PPC Paketlemelerinin Mikro-Kirli Nehir Suyu Üzerindeki Amonyak Azotunu Giderme Etkisi
Şekil 3'te gösterildiği gibi, PE ve PPC dolgulu MBBR-AO bağlantılı prosesin ortalama içeri giren amonyak nitrojen kütle konsantrasyonları sırasıyla 3,69 mg/L ve 3,39 mg/L idi. Bu arada, yağıştan kaynaklanan gerçek amonyak nitrojen konsantrasyonu önemli ölçüde dalgalandı. PE ambalajlı proseste, mikro-kirli nehir suyunun ortalama amonyak nitrojen giderim miktarı ve ortalama uzaklaştırma oranı sırasıyla 3,12 mg/L ve %84,55 idi; bu değerler, PPC ambalajlı prosesinkinden (2,56 mg/L ve %75,52) daha yüksekti. Bu, MBBR-AO bağlantılı prosese PE dolgularının eklenmesinin, kısa vadede (12 gün içinde) mikro-kirli nehir suyundan amonyak nitrojeninin uzaklaştırılmasında daha etkili olduğunu gösterir.
2.4 Prosesin Kısa Süreli-İşletilmesi Sırasında PE ve PPC Paketlemelerin Birleşik Yağmursuyu-kanalizasyon Üzerindeki Amonyak Azot Giderme Etkisi
Şekil 4'te gösterildiği gibi, PE dolgulu MBBR-AO bağlantılı prosesin kısa-dönem (18-gün) çalışması sırasında, Pompa İstasyonu 1'den [Şekil 4(a)] ve Pompa İstasyonu 2'den [Şekil 4(b)] birleşik yağmursuyu-kanalizasyonunun ortalama içeri giren amonyak nitrojen kütle konsantrasyonları 7,24 mg/L ve 9,35 mg/L idi. mg/L sırasıyla. Pompa İstasyonu 1 ve Pompa İstasyonu 2'den gelen birleşik yağmur suyu-kanalizasyonlarının MBBR-AO birleşik işlemi kullanılarak kısa-dönemli (18-gün) arıtılmasına PE dolgular eklendiğinde, atık sudaki amonyak nitrojen konsantrasyonu önemli ölçüde azaldı. Ortalama amonyak nitrojen giderme miktarları 6,93 mg/L ve 7,9 mg/L olup, ortalama giderme oranları sırasıyla %95,71 ve %84,49'dur. Pompa İstasyonu 1'den gelen birleşik yağmur suyu kanalizasyonunun kısa süreli (18-gün) arıtılması sırasında, amonyak nitrojen giderme oranı %90'ın üzerinde kaldı ve 9. günde neredeyse %100'e ulaştı. Arıtılan atık su, yapışan mikroorganizmaların büyümesine daha fazla yardımcı olabilir, böylece amonyak nitrojeninin uzaklaştırılmasını teşvik edebilir. Bu arada, Pompa İstasyonu 2'deki birleşik yağmur suyu-kanalizasyon suyunun kısa süreli (18 günlük) arıtımı sırasında, amonyak nitrojen giderme oranı çoğunlukla %90 civarında kaldı; bu, MBBR-AO birleşik prosesine PE dolgularının eklenmesinin, kısa vadede (18 gün) birleşik yağmur suyu-kanalizasyondaki amonyak nitrojeni üzerinde güçlü bir giderme etkisine sahip olduğunu gösterir.
Şekil 5'te gösterildiği gibi, PPC dolgulu MBBR-AO bağlı proseste, Pompa İstasyonu 1'den [Şekil 5(a)] ve Pompa İstasyonu 2'den [Şekil 5(b)] birleşik yağmur suyu-kanalizasyonunun içeri giren amonyak nitrojen kütle konsantrasyonları, büyük dalgalanmalarla sırasıyla 3 ila 20 mg/L ve 3 ila 22 mg/L arasında değişiyordu. Bunun nedeni yağışların havadaki nitrojen oksitlerin kanalizasyon sistemine girmesine neden olması ve bunun da girişteki amonyak nitrojen konsantrasyonunda önemli dalgalanmalara yol açması olabilir. Pompa İstasyonu 1 ve Pompa İstasyonu 2'den gelen birleşik yağmur suyu{13}}kanalizasyonlarının ortalama giriş amonyak nitrojen kütle konsantrasyonları sırasıyla 14,76 mg/L ve 13,26 mg/L idi. PPC ambalajlarıyla MBBR-AO ile birleştirilmiş işlemle kısa süreli (24 gün) işlemden sonra, atık sudaki amonyak nitrojen konsantrasyonu yalnızca 5,32 mg/L ve 6,42 mg/L ortalama kütle konsantrasyonlarıyla önemli ölçüde azaldı. Ortalama amonyak nitrojen giderim miktarları 9,44 mg/L ve 6,84 mg/L, ortalama giderim oranları ise sırasıyla %63,96 ve %51,58 olmuştur. Bu, PPC ambalajlarının, birleşik yağmur suyu kanalizasyonundan amonyak nitrojenini gidermede belirli bir etkiye sahip olduğunu gösterir. Birleşik yağmur suyu kanalizasyonundaki yüksek amonyak nitrojen konsantrasyonu, diğer karmaşık bileşenlerin kanalizasyona katılmasından kaynaklanabilir, bu nedenle amonyak nitrojeninin PPC dolguları tarafından bozunması engellenebilir. PE salmastralarla karşılaştırıldığında, PPC salmastralar daha küçük gözeneklere ve daha yüksek gözenekliliğe sahiptir. Birleşik yağmur suyu kanalizasyonundaki yabancı maddeler ve asılı parçacıklar, PPC ambalajlarının gözeneklerini tıkayabilir, bu da ambalajların içinde topaklaşmaya yol açarak amonyak nitrojen giderme verimliliğini azaltabilir. Bu arada önceki çalışmalar, 1 mm'den küçük biyofilmlerin ambalajların içinde gözenek tıkanmasına neden olabileceğini buldu. Biyofilmler ambalajların iç tıkanmasını hızlandırabilse de ana faktör değildir.
MBBR-AO bağlantılı prosesin kısa süreli çalışması sırasında, birleşik yağmur suyu-kanalizasyonu için PE ambalajlarının ortalama amonyak nitrojen giderim oranları (Pompa İstasyonu 1 için %95,71 ve Pompa İstasyonu 2 için %84,49), mikro-kirli nehir suyuna (%84,55) göre biraz daha yüksekti. Buna karşılık, birleşik yağmur suyu kanalizasyonuna yönelik PPC ambalajlarının ortalama amonyak nitrojen giderim oranları (Pompa İstasyonu 1 için %63,96 ve Pompa İstasyonu 2 için %51,58), mikro-kirli nehir suyuna (%75,52) göre biraz daha düşüktü. PE ambalajlar için, mikro-kirlenmiş nehir suyuyla karşılaştırıldığında, birleşik yağmur suyu-kanalizasyon suyundaki düşük çözünmüş oksijen konsantrasyonu, nitrojenin uzaklaştırılması için PE ambalajlar üzerindeki mikroorganizmaların eş zamanlı nitrifikasyonu ve denitrifikasyonu için daha elverişlidir. PPC ambalajlarının biyofilm oluşumu sırasında çamur, ambalajların iç kısmına adsorbe edilir ve çözünmüş oksijen konsantrasyonunda bir artışa yol açar; bu da dahili mikroorganizmaların eş zamanlı nitrifikasyon ve denitrifikasyonuna yardımcı olmaz ve hem birleşik yağmursuyu-kanalizasyon hem de mikro{22}}kirli nehir suyunda amonyak nitrojen giderme oranlarında bir azalmaya neden olur.
Özetle, PE salmastraların eklenmesi, kısa vadede MBBR-AO bağlantılı proses tarafından birleşik yağmur suyu-kanalizasyon suyundaki amonyak nitrojeninin bozunmasına daha fazla katkıda bulunur.
Prosesin Uzun Süreli-İşletilmesi Sırasında PE ve PPC Paketlemelerin Birleşik Yağmursuyu-kanalizasyon Üzerindeki Amonyak Azotunu Giderme Etkisi
Şekil 6'da gösterildiği gibi, PE dolgulu MBBR-AO bağlantılı prosesin uzun-süreli (96-gün) çalışması sırasında, Pompa İstasyonu 1'den [Şekil 6(a)] ve Pompa İstasyonu 2'den [Şekil 6(b)] birleşik yağmur suyu-kanalizasyonunun içeri giren amonyak nitrojen kütle konsantrasyonları 2 ile 25 mg/L arasında ve 3 ile 25 mg/L arasında değişmektedir. Büyük dalgalanmalarla sırasıyla 35 mg/L. Ortalama içeri giren amonyak nitrojen kütle konsantrasyonları sırasıyla 10,20 mg/L ve 8,93 mg/L idi. MBBR{25}}AO birleşik işlemiyle işlemden geçirildikten sonra, atık sudaki ortalama amonyak nitrojen kütle konsantrasyonları 2,93 mg/L ve 2,67 mg/L'ye düştü; ortalama uzaklaştırma miktarları 7,27 mg/L ve 6,26 mg/L ve ortalama uzaklaştırma oranları sırasıyla %71,27 ve %70,10'du. MBBR-AO bağlantılı prosesin uzun vadeli (96-gün) çalışması sırasında PE dolgularının eklenmesiyle Pompa İstasyonu 1 ve Pompa İstasyonu 2'den gelen birleşik yağmur suyu-kanalizasyonunda amonyak nitrojeninin bozunmasında önemli bir fark olmadı ve amonyak nitrojen giderme oranları %74 civarında tutuldu. Bu, MBBR-AO bağlantılı prosese PE salmastraların eklenmesinin, uzun-süreli (96-gün) çalışma sırasında birleşik yağmur suyu-kanalizasyon suyundaki amonyak nitrojeni üzerinde iyi bir giderme etkisine sahip olduğunu gösterir. MBBR-AO PE salmastralarla birleştirilmiş proses daha sonraki aşamada (84-96 gün) çalıştırıldığında, giriş suyunun Pompa İstasyonu 1'den veya Pompa İstasyonu 2'den gelen yağmur suyu-kanalizasyon kombinasyonundan bağımsız olarak, atık sudaki amonyak nitrojen konsantrasyonu önemli ölçüde arttı ve amonyak nitrojen giderme oranı, proses operasyonunun erken aşamasındaki yaklaşık %90 giderme oranından önemli ölçüde düşüktü. Bunun nedeni, uzun süreli kullanımdan sonra PE salmastraların kendisinin hasar görmesi ve eskimesi ve salmastraların yüzey pürüzlülüğünün değişmesi, bunun da servis mukavemetinde ve amonyak azotu giderme kapasitesinde azalmaya yol açmasıdır.
Şekil 7, PPC dolguları ile MBBR-AO bağlantılı prosesin uzun-dönemli çalışması sırasında giriş amonyak nitrojen konsantrasyonu, atık amonyak nitrojen konsantrasyonu, amonyak nitrojen giderme miktarı ve amonyak nitrojen giderme oranındaki değişiklikleri gösterir. Pompa İstasyonu 1'den [Şekil 7(a)] ve Pompa İstasyonu 2'den [Şekil 7(b)] gelen birleşik yağmur suyu- kanalizasyonunun içeri giren amonyak nitrojen kütle konsantrasyonları 3 ila 35 mg/L arasında değişiyordu; ortalama içeri giren amonyak nitrojen kütle konsantrasyonları sırasıyla 10,96 mg/L ve 8,10 mg/L idi. MBBR-AO birleşik işlemiyle işlemden geçirildikten sonra, atık sudaki ortalama amonyak nitrojen kütle konsantrasyonları 3,96 mg/L ve 3,39 mg/L'ye düştü; ortalama uzaklaştırma miktarları 7,00 mg/L ve 4,71 mg/L ve ortalama uzaklaştırma oranları sırasıyla %63,87 ve %58,15'ti. MBBR-AO bağlantılı prosesin uzun vadeli çalışması sırasında, PPC salmastralarının eklenmesi, Pompa İstasyonu 1'den gelen birleşik yağmur suyu-kanalizasyonundaki amonyak nitrojeni üzerinde Pompa İstasyonu 2'ye kıyasla biraz daha iyi bir bozunma etkisine sahip oldu, ancak fark önemli değildi. Bu, MBBR-AO bağlantılı prosese PPC ambalajlarının eklenmesinin, uzun süreli çalışma sırasında birleşik yağmur suyu-kanalizasyon suyundaki amonyak nitrojeni üzerinde belirli bir temizleme etkisine sahip olduğunu- gösterir. PPC ambalajlarıyla MBBR-AO bağlantılı prosesin amonyak nitrojen giderme oranı, uzun süreli çalışma sırasında-kısa süreli çalışma sırasındakinden daha yüksekti. Bunun nedeni, uzun süreli çalışma sırasında çamurun PPC ambalajlarının içinde birikerek, nitrifikasyon bakterilerinin yaşam aktiviteleri için uygun bir yaşam ortamı sağlayan yerel bir anaerobik veya anoksik ortam oluşturmasıdır. Nitrifikasyon bakterileri hızla çoğalır ve yerel reaksiyon hızı hızlanır
Özetle, PE salmastraların eklenmesi, uzun süreli çalışma sırasında MBBR-AO bağlantılı proses tarafından birleşik yağmur suyu-kanalizasyon suyundaki amonyak nitrojeninin bozunmasına- daha fazla katkıda bulunur. Bu arada, kanalizasyondaki amonyak nitrojenin MBBR-AO bağlantılı prosesin uzun-süreli çalışması sırasında hala etkili bir şekilde giderilebilmesini sağlamak için, uzun-süreli kullanımdan sonra PE salmastraları zamanında değiştirilmeli veya temizlenmelidir.
Farklı Malzemelere Sahip Biyo-taşıyıcı Ambalajların Hizmet Ömrü
PPC salmastralarla karşılaştırıldığında, PE salmastralar, MBBR-AO birleşik işlemiyle mikro-kirlenmiş nehir suyu ve birleşik yağmur suyu-kanalizasyonunun uzun süreli arıtılması sırasında daha uzun bir hizmet ömrüne sahiptir. Şekil 8(a)'da gösterildiği gibi, PPC salmastraları kanalizasyon arıtma işlemi sırasında MBBR-AO bağlantılı işlem nedeniyle cüruflanma ve hasara maruz kalır. Bu arada, uzun-süreli çalışma sonrasında ambalajların içinde yaşlanma ve topaklanma meydana gelir [Şekil 8(b) ve 8(c)]. PPC salmastralarının çamur geçirgenliği zayıftır. Her ne kadar sünger-benzeri PPC ambalajları geniş bir spesifik yüzey alanına sahip olsa da, iç gözenekleri çamur tarafından kolayca emilir ve dışarı akmaları zordur. Salmastraların içinde uzun süreli çamur birikmesi, anaerobik veya anoksik bir ortam oluşturma eğiliminde olup salmastraların renginin kademeli olarak kahverengiden siyaha değişmesine neden olur. Bu durum uzun süreli çalışma sırasında PPC ambalajlarının cüruflanması, kırılması, eskimesi ve topaklaşması gibi sorunlara yol açarak hizmet ömrünü kısaltır. Bu aynı zamanda PPC ambalajlarının, amonyak nitrojenini birleşik yağmur suyu-kanalizasyon suyundan uzaklaştırmadaki zayıf etkisinin de ana faktörüdür [Şekil 5(a) ve 5(b)]. Bunun tersine, PE salmastralar, MBBR-AO bağlantılı işlemle uzun vadeli kanalizasyon arıtması sırasında temel olarak yukarıdaki sorunları yaşamadı; daha iyi dayanıklılık ve daha uzun hizmet ömrüne sahip oldular. Makul bir taşıyıcı konfigürasyonu, su akışının biyofilm üzerindeki etkisini etkili bir şekilde tamponlayabilir ve biyofilmin hasar görmeden stabil bir şekilde büyümesine olanak tanır.
Sonuçlar
Bu çalışmada, MBBR-AO bağlantılı prosesin atık su arıtma işlemi sırasında PE biyo-taşıyıcı salmastralar ve PPC salmastralar eklenmiştir. Ambalaj malzemelerinin, mikro-kirlenmiş nehir suyu ve birleşik yağmur suyu-kanalizasyon suyundaki amonyak nitrojeninin bozunması üzerindeki etkilerinin yanı sıra, farklı malzemelerle yapılan ambalajların mikrobiyal biyofilm oluşum hızı ve hizmet ömrü üzerindeki etkileri araştırıldı. PPC salmastralarla karşılaştırıldığında, PE salmastraların biyofilm oluşum hızı daha yavaştır ancak hizmet ömrü daha uzundur. Bu arada, ister uzun-vadeli, ister kısa-mikro-kirli nehir suyunun ve birleşik yağmur suyu-kanalizasyonunun MBBR-AO birleşik işlemiyle arıtılmasında kullanılsın, PE ambalajlar amonyak nitrojeni üzerinde daha iyi bozunma etkileri sergiler. Araştırma sonuçları, kanalizasyon arıtma süreçlerinde ambalaj malzemelerinin seçimi için teknik destek sağlamaktadır.