Biyolojik sülfid oksidasyonu ile sülfid giderimi

Abstract

Sülfıdin (H2S), kimyasal ve biyolojik sülfid oksidasyonu ile sülfata, elementel kükürde dönüştürülerek giderimi üzerine çevresel şartların etkileri laboratuar ölçekli bir kesikli reaktörde çalışılmıştır. Çalışmada, aktif çamura iki farklı elektron alıcı kaynağı (oksijen ve nitrat) ve stok sodyum sülfid çözeltisi ilave edilerek sülfid giderimi gerçekleştirilmiştir. pH, sıcaklık ve aktif çamur konsantrasyonunun spesifik sülfid oksidasyon hızı üzerine etkileri incelenmiştir. pH arttıkça spesifik sülfid oksidasyon hızının azaldığı ve sıcaklık arttıkça spesifik sülfid oksidasyon hızının arttığı bulunmuştur. Aktif çamur olmaksızın saf su ve oksijen ile yapılan sülfid oksidasyonunda, %33, mikroorganizma içermeyen atıksu ve oksijen ile yapılan sülfid oksidasyonunda %57 sülfid giderimi elde edilmiştir. Mikroorganizma içermeyen saf su, atıksu ve nitrat ile yapılan sülfid oksidasyonunda ise yaklaşık olarak %5-10 sülfid oksitlenmiştir. Aktif çamur ve oksijenle yapılan sülfid oksidasyonunda %79 sülfid giderimi sağlanırken, aktif çamur ve nitrat yapılan biyolojik sülfid oksidasyonunda neredeyse %100 sülfid giderimi sağlanmıştır. Bu da aktif çamurun katalitik etkisini göstermektedir. Nitrat ile yapılan biyolojik sülfid oksidasyonunda aktif çamur konsantrasyonunun arttırılmasının, spesifik oksidasyon hızını %87-88 attırdığı ve ilk 6 dk'da ortamdaki sülfıdin tamamen tükendiği bulunmuştur. Elektron alıcı olarak oksijen kullanıldığında ise spesifik oksidasyon hızının %91-92 arttığı ve aktif çamur konsantrasyonu arttırılsa bile ortamda bir miktar sülfıdin kaldığı bulunmuştur. Termodinamik yaklaşım ile nitrat ve oksijen için farklı son ürünler kabul edilerek sülfid oksidasyon stokiyometrisi hesaplanmıştır. Bu stokiyometrik hesaplama kullanılarak proses ekonomisi önerilmiştir.The effect of environmental conditions on sulfide removal was studied in a laboratory scale batch reactor. Sulfide removal was carried out by adding two different electron acceptor (oxygen and nitrate) and stock sulfide solution into activated sludge. The effect of pH, temperature, concentration of activated sludge on specific sulfide oxidation rate were studied. With increasing pH, it was found that specific sulfide oxidation rate decreased and with increasing temperature, increased. %33 sulfide removal was obtained in the sulfide oxidation using oxygen with distilled water and without activated sludge whereas %57 sulfide removal was obtained with wastewater containing no microorganisms. However, there was approximately %5-10 sulfide oxidized with nitrate as electron acceptor, in distilled water and wastewater containing no microorganisms respectively. It was found that %79 sulfide removal was achieved with activated sludge and oxygen whereas almost %100 sulfid removal was obtained with activated sludge and nitrate. This showed the catalytic effect of activated sludge. The specific sulfide oxidation rate increased %87-88 with increasing activated sludge concentration with nitrate as electron acceptor and sulfide was completely removed in six minutes. When oxygen was used as electron acceptor, specific removal rate increased %91-92 however the residual amount of sulfide remained in the medium even activated sludge concentration was increased. The stoichiometry of sulfide oxidation both with nitrate and oxygen was calculated assuming different end products, based on thermodynamic approach. Using this stoichiometric calculation, optimum working condition were suggested to improve economics of the process.