Farklı aşı çamurları kullanarak kentsel katı atıkların organik kısımlarının anaerobik arıtma performanslarının değerlendirilmesi ve arıtımdaki metanojen çeşitliliğinin belirlenmesi

Abstract

Katı atıklar doğrudan ya da dolaylı olarak fiziksel, kimyasal ve biyolojik olarak çevreyi etkilemektedirler. Nüfus artışı, sanayileşme, kentleşme, teknolojik gelişmeler ve tüketim alışkanlıklarının hızla değişmesi katı atık türlerinin de değişmesine neden olmakta ve bertaraf giderek zorlaşmaktadır. Kentsel katı atıkların ise yaklaşık % 55'i organik atıklardan (mutfak atıkları, hal atıkları vb.) oluşmaktadır. Bu organik atıklar yüksek kirlilik yükleri nedeniyle ya kompostlaştırlır ya da depolama sahalarına gönderilir. Düzenli depolama yöntemi, katı atıkların gideriminde yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak; sızıntı suyunun yer altı suyunu kirletmesi, metan gazının düzgün toplanmadığında sera etkisine sebep olması, katı atık stabilizasyonunun uzun zaman alması nedeniyle fazla arazi kullanımı gibi dezavantajları yavaş yavaş bu yöntemin etkinliğini kaybetmesine neden olmaktadır. Son yıllarda deponilere alternatif olarak biyoreaktör depolama alanları gündeme gelmektedir. Biyoreaktör depolama alanları kentsel katı atıkların kontrollü bir şekilde anaerobik arıtımını sağlamaktadır. Bu tez çalışmasında, kentsel katı atıkların organik kısımlarının farklı aşı çamurları kullanılarak anaerobik biyoreaktörlerdeki arıtma performansları değerlendirilmiştir. Aşı çamuru olarak İzmir'deki Pakmaya tesisinden getirilen anaerobik çamur, piyasadan temin edilen ve tarımda kullanılan sıvı mikrobiyal gübre Bio-One? , Denizli'nin Karahayıt beldesinden alınan sediment çamuru ve Denizli Belediyesi Atıksu Arıtma Tesisi'nden alınan aerobik çamur kullanılmıştır. Aşı çamuru ilave edilen biyoreaktörlerin her biri kontrol grubu (aşı ilavesiz) ile birlikte işletilmiştir. Biyoreaktörler mezofilik koşullarda (35-40°C) ve geri devir uygulamasıyla işletilmiştir. Her bir biyoreaktör 90 gün boyunca işletilmiş ve günlük olarak metan gazı ölçümleri yapılmıştır. Çalışma sonunda, kullanılan aşı çamurlarının tamamında belirli seviyelerde arıtma verimi sağlanırken en yüksek arıtma verimini anaerobik aşı çamuru sağlamıştır. Anaerobik aşı çamuru kullanılan biyoreaktörün sızıntı suyunda başlangıç KOİ konsantrasyonuna göre yaklaşık % 95 bir KOİ azalması sağlanmıştır. Buna ilaveten en yüksek metan yüzdesi (% 70) ve en yüksek metan miktarı (38,94 l) yine bu biyoreaktörde tespit edilmiştir. İşletme boyunca biyoreaktörlerden alınan sızıntı suyu numunelerinde mikrobiyal çeşitliliğin değişimi DGGE yöntemi kullanılarak tespit edilmiştir. Anaerobik aşı çamuru ilaveli biyoreaktörde genelde Methanomicrobiales takımına ait türler teşhis edilirken, Karahayıt çamuru ilaveli biyoreaktörde genelde Methanosarcinales takımına ait türler tespit edilmiştir. Bio-One? aşı ilaveli ve kontrol biyoreaktöründe genelde Methanobacteriales takımına ait türler saptanmıştır.

The solid wastes affect the environment as psychical, biological and chemical which can be direct or indirect. Population growth, industrialization, urbanization, technological developments and rapid changes in consumption patterns cause changing in solid waste types and disposal of solid waste is becoming increasingly difficult. 55% of the municipal solid waste occurs from the organic wastes. The organic solid wastes are removed composting or landfilling due to high strenght organic characteristics. The sanitary landfilling technique is widely used in treatment of municipal solid waste. But, a lot of disadvantages as contamination of groundwater by leachate, the greenhouse effect, a long stabilization time cause losing its effectiveness.In recent years, bioreactor landfills have been used as an alternative landfill method to minimize hazard effect of the landfill. The bioreactor landfills provide anaerobic treatment of the municipal solid waste in a controlled condition. In this study, the treatment performance of organic fraction of municipal solid waste was evaluated by using different seed sludge in the anaerobic bioreactor. Bio-one?, anaerobic sludge, karahayıt sludge and aerobic sludge was used as seed sludge. These bioreactors were operated in batch mode at a temperature of 30-40°C (mesofilic condition) under anaerobic conditions. Operation period of the bioreactors is 90 days and methane percentage was monitored with a digital methane meter on a daily basis. At the end of the study, it was monitored that all of the seed sludges were partially effective on the anaerobic treatment of the organic fraction of municipal solid waste. COD reduction of 95% has been provided at the bioreactor including anaerobic seed sludge. But, anaerobic seed sludge has advantages related the to other seed sludges. Maximum methane percantage was (70%) and methane quantity (38,94 l) were monitored in the anaerobic seed sludge added bioreactor. Changes in the microbial population in leachates was detected by DGGE. Generally, Methanomicrobiales were observed abundantly in anaerobic seed sludge where Methanosarcinales were observed in Karahayıt sludge. But, Methanobacteriales were observed in Bio-one? seed sludge.