Membran biyoreaktörde MLSS konsantrasyonu, atıksu özellikleri ve diğer tasarım parametrelerine uygun konsantrasyona kadar artırılabilir. Daha yüksek çamur biyokütlesi, organik yüklemelerdeki dalgalanmalardan bağımsız olarak atıksu arıtımının stabil olmasına imkan verir ve tesis boyutunda bir azalma mümkün olabilir. Biyokütleyi çıkış suyundan ayırmak için membranların kullanılması, aynı zamanda biyokütleyi çöktürmek için büyük çöktürme tanklarına olan ihtiyacı da elimine eder ve böylece sistem daha az yer kaplamış olur. Bir başka deyişle, membran biyoreaktörler çamur yaşı ve hidrolik alıkonma süresi (HRT) üzerinde daha büyük bir kontrole sahiptir. Çünkü biyokütleyi ayırmak için graviteli çökelme yerine membran filtrasyon kullanılır. Bu da, daha az çamur üretimine neden olan daha yüksek çamur yaşı ve daha yüksek yükleme hızında işletime imkan tanır ve gerekli hidrolik alıkonma süresini kısaltır. Aerobik sistemlerde, çamur verimini azaltmanın yollarından biri çamur yaşını artırmaktır. Mikroorganizmalar, organik substratı iki amaçla kullanırlar: Daha fazla biyokütle sentezi ve hücre bakımı. Mikroorganizmalar, enerjilerinin bir kısmını yaşamsal faaliyetlerini devam ettirmek için kullanırlar. Çamur üretimi, bu metabolizmanın aktivitesi ile ters orantılıdır. Bu metabolizma ne kadar çok çalışırsa o kadar az çamur üretilmiş olacaktır. Yaşamsal faaliyetleri devam ettiren bu metabolizmada substrat, yeni hücresel kütlelere dönüşmez. Substrat aerobik parçalanmanın son ürünleri olan karbondioksit ve suya dönüşmektedir. Hücre bakımı için gereken bu enerji, içsel metabolizma ile sağlanabilmektedir. İçsel metabolizmanın en büyük avantajı daha az biyokütle üretmesidir. İçsel metabolizmada, hücre bileşenlerinin bir kısmı yaşamsal fonksiyonlara enerji üretmek için okside edilir. İçsel metabolizma, çamur yaşının kontrolünü sağlayarak çamur üretiminin miniınizasyonunu gerçekleştiren bir metottur. Gözlenen verim, içsel solunuma bağlı olarak gerçek verimden düşüktür. Bu işletim şeklinde, gelen tüm substratın büyüme yerine hücre bakımı için kullanılması ve böylece hiç veya çok az çamurun üretilmesi söz konusudur ve bu işletim, reaktör içinde düşük F/M oranına neden olan yüksek çamur yaşının meydana getirdiği substrat sınırlamasının olduğu şartları gerektirir. Çamur yaşını artırma yoluyla çamur üretimini azaltmayı sağlamak için ınembran biyoreaktörler, alternatif bir yaklaşımdır. Membran biyoreaktörlerde, yüksek çamur yaşı ve düşük F/M oranına neden olan yüksek MLSS konsantrasyonunun sağlanması mümhin olmaktadır. Membran biyoreaktörlercle yüksek çamur yaşı, besin zincirindeki bakteriyel hücreleri yiyerek aşırı biyokütle üretimini azaltan daha yüksek seviyedeki mikroorganizmaların çoğalmasına müsaade eder. Yüksek çamur yaşı ile işletilen membran biyoreaktörlerde düşük F/M oranı ile yüksek MLSS,hücre lizizini ve kriptik büyümeyi destekleyerek, sonuç olarak az çamur üretimini sağlar. Çamur üretiminin azaltılması amacına yönelik kriptik büyümenin uygulanabilir bir yaklaşım olduğu zaten bilinmektedir. Hücre lizizi ortama hücre içeriklerini salar, böylece organik yüklemeye katkısı olan bir substrat üretilmiş olur. Bu organik substrat mikrobiyal metabolizmada tekrar kullanılır ve karbonun bir kısmı solunumun ürünü olarak serbest bırakılır ve indirgenmiş biyokütle üretilir. Bu substrat üzerinde oluşan biyokütle büyümesi orijinal organik substrattaki büyümeden ayrılamaz ve ., bu yüzden kriptik (gizli) büyüme olarak tanımlanır. Liziz-kriptik büyümede iki kademe vardır: liziz ve biyodegredasyon. Liziz-kriptik büyümenin hız sınırlayıcı basamağı liziz basamağıdır ve liziz veriminin artması, çamur üretiminin azalmasına yol açar. Son zamanlarda membran biyoreaktörler, yüksek biyokütle konsantrasyonunu sağlamak, çamur üretimini azaltmak ve reaktör hacmini minimize etmek için yüksek çamur yaşlarında (SRT) (25-3500 gün) işletilmektedir. Kısacası, membran biyoreaktörlerde, çamur katı maddeleri ve çıkış suyunun ayrılması için çökeltim tanklarının yerine membranlann kullanılması, çamur yaşının hidrolik alıkonma süresinden bağımsız olarak kontrol edilmesini sağlamaktadır. Uzun alıkonma süresi, membran biyoreaktörlerin daha yüksek çamur konsantrasyonlarında işletimine imkan tanır. Daha yüksek çamur konsantrasyonu, daha az çamur yükleme hızı elemektir. Mikroorganizmalar besini, yaşamsal fonksiyonları için kullanırlar, sonuçta büyümek için daha az besin kalır. Çamur yükleme hızı yeterince düşük hale geldiği zaman az çamur üretilir veya hiç çamur üretilmez. Membran biyoreaktörlerle ilgili literatürdeki birçok çalışma, işletim sırasında hiç çamur çekilmediğini göstermektedir. Birçok araştırmacı, çamur alıkonmasının tam olarak sağlandığını onaylamıştır. Bu işletim modeli, sınırlı çamur üretimi veya sıfır net büyüme ile karakterize edilir. Sınırlı çam ur üretimi işletim maliyetinin azaltılması yönüyle caziptir. • Su ve ÇevreTeknolojileri• Ekim 2012 53 I
RkJQdWJsaXNoZXIy MTcyMTY=