Mikrobiyolojik demir arıtımı

Abstract

Bu çalışmada, poliüretan köpük ve modifıye edilmiş polimerik malzeme üzerinde immobilize edilmiş Thiobacillus ferrooxidans bakterisi ile Fe+2'nin sürekli oksidasyonu incelenmiş ve endüstriyel boyutlarda kullanım için gerekli olacak kinetik bilgiler elde edilmiştir. Thiobacillus ferrooxidans' m yüzeylerde kolaylıkla gelişmesini sağlayan doğal yeteneği, onu hücre immobilizasyonu ve Fe+2 oksidasyon hızlarını artırmak için uygun bir bakteri yapar. Çalışmada, Fe+2 içeriği yüksek, kuvvetli asidik sulardaki demir biyooksidasyonu dolgu yataklı bir biyoreaktörde, Fe+2 konsantrasyonu (2000- 8000 mg/L), su debisi (139,8 - 900,6 mL/h) ve pH (<2.0)'nın fonksiyonu olarak incelenmiştir, immobilize biyoreaktör sisteminde, poliüretan köpük ve modifıye edilmiş polimerik malzeme, Fe+2'nin oksidasyon verimi ile tanımlanan hücrenin immobilizasyon performasına göre test edilmiştir. Poliüretan köpüğün kullanıldığı immobilize biyoreaktör sistemi yalnızca 139,8 mL/h su debisinde iyi bir Fe+2 oksidasyon verimi gösterirken, modifıye edilmiş polimerik malzemenin kullanıldığı immobilize biyoreaktör sistemi 900,6 mL/h su debisine kadar iyi bir Fe+2 oksidasyon verimi göstermiştir. Bu çalışmada, modifıye edilmiş polimerik malzemenin kullanıldığı biyoreaktörde; en hızlı kinetik performans, 4,94 h"1 gerçek dilüsyon hızı ve 12,16 dak. hidrolik bekleme süresinde 7,58 gFe+2/Lh, poliüretan köpüğün kulanıldığı biyoreaktörde; 0,56 h"1 gerçek dilüsyon hızı ve 106 dak. hidrolik bekleme süresinde 4,52 gFe+2/Lh olarak bulunmuştur. Giriş atıksu debisinin artırılması dönüşüm hızında bir azalmaya neden olmuştur. Atıksu reaktör yüksekliği boyunca hareket ederken oksidasyon hızı azalmaktadır fakat tam tersine dönüşüm artmaktadır.In this study was investigated the continuous oxidation of ferrous iron by Thiobacillus ferrooxidans immobilized on a polyurethane foam and a modified polymeric material and obtained the kinetic data necessary for industrial scale-up of the process. The natural ability of Thiobacillus ferrooxidans to grow on surfaces makes it an adequate microorganism for cell immobilisation and useful to increase Fe+2 oxidation rates. In this study, biooxidation of iron in strongly acidic water with a high Fe+2 content was investigated by using Thiobacillus ferrooxidans in a packed- bed column reactor as a function of ferrous iron concentration (2000-8000 mg/L), water flowrate (139,8-900,6 mL/h) and pH (<2.0). In the immobilized bioreactor system, polyurethane foam and modified polymeric material were tested with respect to the cell's immobilizing performance which determines the oxidation efficiency of ferrous iron. The immobilized bioreactor system using modified polymeric material showed good oxidation efficiency of ferrous iron up to the liquid flow rate of 900,6 mL/h, while the immobilized bioreactor system using polyurethane foam showed good oxidation efficiency only the liquid flow rate of 139,8 mL/h. In this study, the fastest kinetic performance achieved was about 7,58 gFe+2/Lh at a true dilution rate of 4,94 h"1 corresponding to a hydraulic retention time of 12,16 min. in the bioreactor using modified polymer, 4,52 gFe+2/Lh at a true dilution rate of 0,56 h"1 corresponding to a hydraulic retention time of 106 min. in the bioreactor using polyurethane foam. Increasing the flowrate of the inlet wastewater caused a reduction in conversion rate. The oxidation rate reduced along the reactor height as the wastewater moved towards the exit at the top but conversion showed the opposite trend.