itüdergisi/d
mühendislik
Cilt:5, Sayı:1, Kısım:1, 3-14
Şubat 2006
Anaerobik arıtmada pH ve amonyak inhibisyonu
Nursen ÖZ ELDEM*, İzzet ÖZTÜRK
İTÜ İnşaat Fakültesi, Çevre Mühendisliği Bölümü, 34469, Ayazağa, İstanbul
Özet
Amonyağın inhibe edici konsantrasyonlarına alıştırılmamış floküler ve granüler aşılarla karakterize edilen
farklı anaerobik mikroorganizma gruplarının mezofilik şartlarda pH ve amonyak inhibisyonu karşısındaki
davranışları toplam biyogaz üretiminin izlendiği metanojenik aktivite testi kullanılarak belirlenmiştir. Deneyler,
dört farklı pH değerinde (6.8, 7.4, 7.8, 8.4) ve 6 farklı Toplam Amonyak Azotu (TAN) konsantrasyonunda
(262 mg/l (kontrol), 1000, 1500, 2000, 2500, 3000) yürütülmüştür. Zamana karşı çizilen biyogaz üretim
eğrileri kullanılarak eklenik metan üretim eğrileri elde edilmiştir. Eklenik metan üretim eğrilerinin modellenmesinde
modifiye edilmiş Gompertz eşitliği kullanılmıştır. Değerlendirmeler sonucunda Gompertz modelinin,
deneysel verilerin çok büyük bir kısmına iyi uyum gösterdiği bulunmuştur.
Anahtar Kelimeler: Amonyak inhibisyonu, anaerobik arıtma, mezofilik şartlar, metan üretim fazı.
Ammonia and pH inhibition in anaerobic treatment
Abstract
The influences of pH and ammonia on methane production in the anaerobic treatment were investigated using
two different sludge seeds. One of the seeds had a granular character whereas the other one had a flocular
character. The sludge seeds used in the methanogenic activity tests were not exposed to high levels of
ammonia at any stage before the tests. Four different pH values (6.8, 7.4, 7.8, 8.4) and six different TAN (Total
Ammonia Nitrogen) values (262 mg/L (control), 1000, 1500, 2000, 2500, 3000) were used in the study.
Cumulative methane production curves for both of the sludge seeds were obtained using the biogas production
curves at four different pH values and six different TAN values. The modified Gompertz equation employed
as a model for cumulative methane productions. It was concluded that this equation fits a large fraction
of the data very well. At certain combinations of high pH and high TAN values, however, the cumulative
methane production data manifested an initial “hump” that cannot be predicted using the Gompertz equation.
With flocular sludge seed, this happened at pH ≥ 7.8 and with TAN ≥ 1500-2000 mg/L. With granular
sludge seed, this phenomenon was observed only at pH = 8.4 and with TAN ≥ 1000 mg/L. With both sludges,
free ammonia was found to be much more inhibitory than the ammonium ion.
Keywords: Ammonia inhibition, anaerobic treatment, mesophilic conditions, methanogenesis.
mühendislik
Cilt:5, Sayı:1, Kısım:1, 3-14
Şubat 2006
Anaerobik arıtmada pH ve amonyak inhibisyonu
Nursen ÖZ ELDEM*, İzzet ÖZTÜRK
İTÜ İnşaat Fakültesi, Çevre Mühendisliği Bölümü, 34469, Ayazağa, İstanbul
Özet
Amonyağın inhibe edici konsantrasyonlarına alıştırılmamış floküler ve granüler aşılarla karakterize edilen
farklı anaerobik mikroorganizma gruplarının mezofilik şartlarda pH ve amonyak inhibisyonu karşısındaki
davranışları toplam biyogaz üretiminin izlendiği metanojenik aktivite testi kullanılarak belirlenmiştir. Deneyler,
dört farklı pH değerinde (6.8, 7.4, 7.8, 8.4) ve 6 farklı Toplam Amonyak Azotu (TAN) konsantrasyonunda
(262 mg/l (kontrol), 1000, 1500, 2000, 2500, 3000) yürütülmüştür. Zamana karşı çizilen biyogaz üretim
eğrileri kullanılarak eklenik metan üretim eğrileri elde edilmiştir. Eklenik metan üretim eğrilerinin modellenmesinde
modifiye edilmiş Gompertz eşitliği kullanılmıştır. Değerlendirmeler sonucunda Gompertz modelinin,
deneysel verilerin çok büyük bir kısmına iyi uyum gösterdiği bulunmuştur.
Anahtar Kelimeler: Amonyak inhibisyonu, anaerobik arıtma, mezofilik şartlar, metan üretim fazı.
Ammonia and pH inhibition in anaerobic treatment
Abstract
The influences of pH and ammonia on methane production in the anaerobic treatment were investigated using
two different sludge seeds. One of the seeds had a granular character whereas the other one had a flocular
character. The sludge seeds used in the methanogenic activity tests were not exposed to high levels of
ammonia at any stage before the tests. Four different pH values (6.8, 7.4, 7.8, 8.4) and six different TAN (Total
Ammonia Nitrogen) values (262 mg/L (control), 1000, 1500, 2000, 2500, 3000) were used in the study.
Cumulative methane production curves for both of the sludge seeds were obtained using the biogas production
curves at four different pH values and six different TAN values. The modified Gompertz equation employed
as a model for cumulative methane productions. It was concluded that this equation fits a large fraction
of the data very well. At certain combinations of high pH and high TAN values, however, the cumulative
methane production data manifested an initial “hump” that cannot be predicted using the Gompertz equation.
With flocular sludge seed, this happened at pH ≥ 7.8 and with TAN ≥ 1500-2000 mg/L. With granular
sludge seed, this phenomenon was observed only at pH = 8.4 and with TAN ≥ 1000 mg/L. With both sludges,
free ammonia was found to be much more inhibitory than the ammonium ion.
Keywords: Ammonia inhibition, anaerobic treatment, mesophilic conditions, methanogenesis.