Publication:
Complete Ammonium oxidation (Comammox) in nitrification and partial nitritation – Anammox (deammonification) systems

Date
2021
Authors
Buğra, Abdullah Şenol
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Research Projects
Organizational Units
Journal Issue
Abstract
Günümüzde, evsel atıksulardaki azotun gideriminde klasik iki basamaklı nitrifikasyon, nitritasyon ve nitratasyon prosesi ve bunu takiben denitrifikasyon prosesi kullanılmaktadır. Klasik nitrifikasyon prosesinin yüksek miktarda çözünmüş oksijen konsantrasyonuna gereksinim duyması tesislerde işletim masraflarını arttırmaktadır. Bu sebeple, son yıllarda nitrifikasyon prosesinin enerji ihtiyacını azaltmaya odaklanmış araştırmalar oldukça önem kazanmıştır. 2015 yılında bulunan Comammox prosesi düşük çözünmüş oksijen konsantrasyonunda tam amonyum oksidasyonu yapabiliyor olması nedeniyle bu araştırmalara cazip bir adaydır.Bu çalışmanın ilk amacı Comammox bakterilerinin farklı karasal lokasyonlardan (sediman, çeltik tarlası, gibi), aktif çamur, içmesuyu arıtma tesisi hızlı kum filtresi kumu gibi aşı çamurların eşit miktarda karışımı ile aşılanmış laboratuvar ölçekli ardışık kesikli reaktör (SBR) sisteminde zenginleştirilmesidir.Çalışmanın bir diğer hedefi, kanonik nitrifikasyon ve Comammox prosesinin proses verimliliği, kinetik ve moleküler çeşitlilik açısından karşılaştırılmasıdır. Bu amaçla laboratuvar ölçekli SBR sistemi ve pilot ölçekli entegre sabit film aktif çamur (IFAS) tipi SBR reaktör limitli çözünmüş oksijen şartlarrında (< 0.5 mg/l) sırası ile 513 ve 614 gün işletilmiştir. Maksimum spesifik oksijen tüketim hızı, oksijen yarı doygunluk sabiti, maksimum spesifik amonyum tüketim hızı ve amonyum yarı doygunluk sabiti gibi kinetik sabitler kanonik nitrifikasyon ve Comammox türleri için belirlenmiştir. Comammox türlerinin kanonik nitrifikasyon, Comammox nitrifikasyon ve deamonifikasyon (kısmi nitritasyon ve Anammox prosesi) sistemlerindeki zenginliği 16S rRNA moleküler analizleri ile değerlendirilmiştir.
Recently, nitrogen removal from domestic wastewater is accomplished by two-step canonical nitrification, nitritation and nitratation, followed by denitrification processes. High oxygen requirement of canonical nitrification process is one of the major factors increasing operational cost of treatment plants. Therefore, in recent years, the studies focusing on the minimization of nitrification energy consumption has received great attention. Commamox process, which was discovered in 2015 can be a good candidate for these researches as being achieving full nitrification under very low dissolved oxygen concentrations. The first aim of this study is to evaluate enrichment of Comammox species in a lab – scale Comammox sequencing batch reactor system with a mixture of initial seed materials from various environments, such as terrestrial environment (e.g., sediment, paddy field), activated sludge, sand filter of drinking water plant.Another aim of the study is to evaluate canonical nitrification and Comammox processes comparatively in terms of process efficiency, kinetics and molecular diversity. For this purpose, lab – scale SBR reactors and a pilot scale integrated fixed film activated sludge (IFAS) type SBR reactor were operated under limited DO conditions (< 0.5 mg/l) for a time period of 513 days and 614 days respectively. The kinetic constants of maximum specific oxygen uptake rate, oxygen half saturation concentration, maximum specific ammonium utilization rate, and ammonium half saturation concentration were all identified for both canonical and Comammox species. Abundance of Comammox species were evaluated in canonical nitrification, Comammox nitrification, and deammonification (partial nitritation followed by Anammox process) systems by performing 16S rRNA molecular analyses.
Description
Keywords
Environmental engineering, Çevre mühendisliği
Citation
Collections