PROF. DR. MUSTAFA ÖZTÜRK
Müsteşar / Çevre ve Şehircilik Bakanlığı

3. HAVASIZ ARITMANIN ESASLARI
3.1. Havasız Arıtmadaki Mikrobiyolojik Faaliyetler
Havasız şartlarda arıtma, çeşitli mikroorganizma gruplarının üstlendiği kompleks bir biyokimyasal prosestir. Bununla birlikte bu görevi 2 ana grubun üstlendiği bilinmektedir. Bunlar, asit bakterileri ve metan bakterileridir ve her biri 2 alt gruba ayrılır.

Biyolojik olarak bozunabilir organik maddelerin havasız şartlarda ayrışması, genel olarak aşağıdaki safhalardan meydana gelmektedir.
1. Yüksek molekül ağırlıklı katı ve çözünmüş organik maddelerin hidrolize edilmesi,
2. Hidrolize edilerek daha düşük moleküllü parçalara ve yapı taşlarına ayrılan organik maddelerin asit bakterilerince uçucu yağ asitlerine ve müteakiben asetik aside dönüştürülmesi,
3. Asetik asit, H2 ve CO2’ten metan üretimi.
Havasız reaktörlerdeki mikroorganizmalarca kullanılan biyobozunur organik maddeler hücre sentezi için karbon ve enerji kaynağıdır. Havasız süreçte bir üst kademe ürünleri müteakip safha için besi maddesi durumundadır ve sistemin başarısı olayda rol alan mikroorganizma topluluklarının organize ve kolektif çalışmalarına bağlıdır. Asit üretimi safhasında gerekli hızla asetik asit üretilememesi, metan safhasına hemen yansır ve asetat kullanan metan bakterilerinin CHâ‚„ üretimi engellenmiş olur.

3.1.1. Hidroliz
Hidroliz, hücre enzimlerince gerçekleştirilen oldukça yavaş bir süreç olup, bu safhanın hızını etkileyen en önemli faktörler pH ve sıcaklıktır. Karbonhidratların hidrolizi kolay ve hızlı yağların, selüloz, lignin ve bunun gibi kompleks yapılı kimyasal bağları kuvvetli organik maddelerin hidrolizi zor ve oldukça yavaş olup, bu tür organik maddelerin çoğunluğunu içeren atıksuların havasız şartlarda arıtımında hidroliz safhası hız kısıtlayıcı safha olarak bilinmektedir.

3.1.2. Asit Üretimi
Asit üretimi safhasında hidroliz ürünleri asetik asit veya reaktördeki işletme şartlarının kararlı olmaması halinde ise propiyonik, bütirik, izobütirik, valerik ve izovalarik asit gibi ikiden fazla karbonlu yağ asitlerine dönüştürülür. Kararlı havasız süreçlerde yağ asitleri konsantrasyonu düşük seviyelerde bulunur (100-300 mgHAc/lt). İşletmeye alma safhasında ise uçucu asit konsantrasyonunun 1000-1500 mg HAc/lt’yi geçmemesi istenir. Bu safhada iki farklı asit grubunun görev yaptığını daha evvel ifade etmiştik. Bu bakteri grupları farklı olmalarına karşın termodinamik şartlardan dolayı birbirlerine bağlı ve süreci birlikte tamamlamaktadırlar. İlk grup organik maddeyi belli bir seviyeye kadar oksitler, elde ettiği enerjiyi yaşamak ve çoğalmak için kullanır, ikinci grup organik maddeyi bu ara safhadan alarak asetik asit, karbondioksit ve hidrojene oksitler. Birinci grup bakteriler fermantasyon veya asidojenik bakteriler olarak adlandırılmakta olup, organik polimerlerin hidrolizinde ve müteakiben de açığa çıkan oligomer ve monomerler gibi hidroliz ürünlerinin organik asit ve solventlere dönüştürülmesinde rol alırlar. Asetik asit bakterileri de bu organik asit ve solventleri asetik asit, CO? ve H?’ye parçalayarak ihtiyaç duyduğu enerjiyi sağlar. Asetik asit bakterileri sadece H2 kullanan mikroorganizma alt grupları ile birlikte yaşarlar.

Makalenin devamını e-dergi'den okumak için lütfen tıklayınız...