Treatment of Cholorophenols in Rotating Biological Contactor

Proje Yürütücüsü:Prof. Dr. Filiz B. Dilek
Destekleyen kuruluş:ODTÜ-BAP
Proje Çalışanları:Prof. Dr. Filiz B. Dilek, Erkan Şahinkaya
ÖZET

Bu çalışmada pepton, 4-klorofenol (4-KF) ve 2,4-Diklorofenol (2,4-DKF) içeren sentetik olarak hazırlanmış, bir numunenin arıtımı, 5 rpm de çalıştırılan iki kademeli dönen biyolojik disk (DBD) reaktör kullanılarak araştırılmıştır. Ayrıca, biyolojik olarak kolay ayrışabilen bir maddenin (pepton) reaktör performansı üzerine etkileri de araştırılmıştır. Yüksek verimde klorofenol ve KOİ giderimi ancak reaktörün ilave havalandırıcılarla havalandırılması durumunda mümkün olmuştur. Aklimasyon sırasında giriş 4-KF konsantrasyonu 200 mg/L’ye, 2,4-DKF konsantrasyonu ise 100 mg/L’ye yükseltilmiştir. Reaktörün birinci kademesinde yüksek klorofenol (>%98) ve KOİ (>%94) giderimleri gözlenmiş ve ikinci kademe giderim verimini kısmen artırmıştır. 260 günlük bir işletmeyi takiben, reaktör 3.5 ay boyunca sadece pepton ile beslenerek, biyokütle deaklime edilmiştir. Deaklimasyonu takiben,16 gün içerisinde giriş 4-KF konsantrasyonu 200 mg/L’ye, 2,4-DKF konsantrasyonu ise 100 mg/L’ye yükseltilmiştir. Mikroorganizmanın 16 gün içersinde tekrar yüksek konsatrasyonlarda beslenen klorofenollere aklime olduğu ve reaktör girişinden peptonun ani olarak çekilmesinin performansı üzerine olumsuz bir etkisinin olmadığı gözlenmiştir. 2,4-DKF, 4-KF arıtımını yarışçıl (competitive) olarak inhibe ettiği için, şok 4-KF (822.7±1.4 mg/L) ve 2,4-DKF (424.6±1.9 mg/L) yüklemesi reaktörün hem birinci hem de ikinci kademesinde 4-KF konsantrasyonunun 2,4-DKF konsantrasyonuna kıyasla 4 kat artmasına neden olmuştur. Şok yükleme sırasında reaktörler tek karbon ve enerji kaynağı olarak klorofenoller ile beslenmiş ve reaktörün birinci kademesinde maksimum 4-KF giderim hızı 2305 mg/L.gün (18.3 g/m2.gün), 2,4-DKF giderim hızı ise 1202 mg/L.gün (9.5 g/m2.gün) olarak gözlenmiştir. Ayrıca, dominant mikroorganizmalar API 20NE kitleri yardımıyla belirlenmiştir.

ABSTRACT

In this study, the performance of a two stage rotating biological contactor (RBC) was evaluated for the treatment of synthetic wastewater containing peptone, 4-chlorophenol (4-CP) and 2,4-Dichlorophenol (2,4-DCP) at 5 rpm. Also, the effect of biogenic substrate (peptone) concentration on the reactor performance was investigated. High chlorophenols (>98%) and COD (>94%) removals were achieved throughout the reactor operation in the first stage and the second stage behaved as a polishing step. The observed maximum 4-CP and 2,4-DCP removal rates in the first stage were 2305 mg/L.d (18.3 g/m2.d) and 1202 mg/L.d (9.5 g/m2.d), respectively. Deacclimation of biomass was carried out for 3.5 months after 260 days of operation with the reactor feed turning on to contain peptone only. Upon addition of 4-CP (200 mg/L) and 2,4-DCP (100 mg/L), a rapid reacclimation of biomass was observed within 16 days. Shock loading experiments with 4-CP (822.7±1.4) and 2,4-DCP (424.6±1.9 mg/L) resulted in around 4 times higher effluent 4-CP concentrations than 2,4-DCP in both stages, which may be due to strong competitive inhibition of 2,4-DCP on 4-CP degradation. The change of dominant species during the operation of RBC was also followed using API 20NE identification kits.