Nitrifikasyon ve Bakterileri

 

 

Bu gruptaki bakteriler, enerji kaynağı olarak indirgenmiş inorganik azot kaynaklarını kullanırlar. Bunlar da amonyak (NH3) ve nitrittir (NO2). Bu grubun üyeleri amonyağı nitrite ya da nitriti nitrata (NO3) yükseltgerler (okside ederler). Her iki kaynağı da okside edebilen bir tür yoktur. Bu canlılara kemolitotrof da denir.Nitrifikasyon bakterileri amonyağı nitrite, nitritide nitrata çevirir ve enerji kazanır.

Nitrobacter spp. Birçok nitrifikasyon bakterisinin hücre zarında, NH3 oksidasyonu için gereken amonyak monooksijenaz enzimi bulunur. Bu bakteriler toprakta ve suda bulunurlar. Amonyağın bolca bulunduğu lağımın döküldüğü bölgeler onlar için ideal yaşam alanlarıdır.

Grubun önemli cinsleri: Nitromonas, Nitrobacter'dir.

Atık suyun arıtımı için gerekli oksijenin belirli bir kısmı, amonyağın nitrata yükseltgenmesinde kullanılır. Ototrofik bakteriler olan Nitrosomonas ve Nitrobacter bu iki kademeli oksidasyondan sorumludur. Nitrifikasyon bakterileri, hücre büyümesi için, atıksudaki karbon dioksit ve onunla ilgili iyon türleri gibi oksitlenmiş karbon bileşiklerini kullanırlar. Bu nedenle, büyümeleri ve gelişmeleri için karbonlu maddelerin giderimi tamamlanmış olmalıdır. Nitrifikasyon bakterileri gerekli olan enerjilerini amonyağın önce nitrite ve nitritin de nitrata yükseltgenmesi sonucunda elde ederler. Bu reaksiyonlar sırasında açığa çıkan enerji miktarı oldukça az olduğundan ve ayrıca bu enerjinin karbon dioksitin hücresel karbona dönüştürülmesinde kullanılmasından dolayı, aktif çamur süreçlerindeki nitrifikasyon bakterisi sayısı oldukça azdır.

Nitrifikasyon bakterilerinin büyüme hızlarını, iz elementlerin varlığı da etkiler. Kalsiyum, bakır, demir, magnezyum, mangan, fosfor, sodyum ve çinko gibi elementler büyüme için gereklidir. Bakır, amonyağın nitrite yükseltgenmesi kademesinde enzimleri aktive eden bir "ko-faktör"dür. Molibden Nitrobacterin büyümesini hızlandırır. Nitrifikasyon bakterileri evsel atıksularda bulunur. Bununla beraber, aktif çamur süreçlerinde birçok atıksu, sistem karbonlu maddelerin giderimini sağlayan organizmaların hızlı büyümesine göre tasarımlandığından dolayı nitrifiye edilemez. Katı alıkonma süresinin (KAS) arttırılması ile nitrifikasyon gerçekleşir. Yüksek KAS nitrifikasyon bakterilerinin belirli bir sayıda bulunmasını sağlar. Tam nitrifikasyon için gerekli olan oksijen miktarı oldukça fazladır. Evsel atıksuyun 20 ila 30 mg/L mertebesinde amonyak azotu içermesi ve 1 mg amonyak azotunun 4.3 ila 4.6 mg O2 / mg NO3-'lik oksijen gereksinimi, aktif çamur süreci için gerekli olan toplam oksijen gereksinimini ve dolayısı ile sistemin kurulu gücünü arttırır.

Nitrifikasyonun gerçekleşmesi için % 90'ın üzerinde bir amonyak azotu giderimi sözkonusudur. Daha önce de değinildiği gibi, nitrifikasyon KAS'ne bağlıdır ve en azından 10 gün'lük bir KAS gerektirir. Sabit bir sıcaklıkta, nitrifikasyon eldesi için gerekli havalandırma süresi, genellikle, giren BOI 5 konsantrasyonunun artması ile artar. Bunun nedeni, yüksek karbonlu madde nedeni ile artan karbonlu madde gideren organizma sayısı karşısında nispi nitrifikasyon bakterisi sayısının azalmasıdır. Nitrifikasyon için yüksek KAS gerektiğinden, azot oksidasyonu için iki kademeli aktif çamur sürecinin yapılması önerilmektedir. İlk kademede teşkil edilen yüksek hızlı aktif çamur sürecinde karbonlu madde giderimi gerçekleştirilir. İkinci kademede ise nitrifikasyon gerçekleştirilir. Her kademe ayrı bir çökeltme havuzuna ve geri çevrim oranına sahiptir.

Oksijen konsantrasyonunun 1 mg/L'den daha az olması nitrifikasyon bakterilerini inhibe eder. Yüksek KAS'nde ve düşük oksijen alım hızlarında, nitrifikasyon bakterileri için sistemde daha fazla oksijen bulunacaktır. Nitrifikasyon bakterilerinin büyümesi için gerekli olan optimum pH aralığı 8-9'dur. Nitrifikasyon için çok geniş bir sıcaklık aralığının verilmesine rağmen, sıcaklığın azalması ile nitrifikasyon hızı azalır. KAS'nin arttırılması ile düşük sıcaklığın etkisi karşılanabilir. Amonyağın nitrata yükseltgenmesi sırasında mineral asidite üretilir. Yeterli alkalinite yoksa, sistemin pH'ı düşer. Sonuçta nitrifikasyon inhibe edilebilir. Atıksuyun tamponlama kapasitesine bağlı olarak, oksitlenen 1 mg amonyak azotu başına 7.1 mg CaCO3 alkalinitesi tüketilir. pH'ı sabit tutmak için, oksitlenen 1 kg amonyak azotu başına 5.4 kg sulu kireç ilave edilmelidir. Nitrifikasyon süresince 50 mg/L'lik bir kalıntı alkalinitenin korunması gerekir.

 

Biyolojik filtrasyon hakkındaki bilgiler (Ntrifikasyon ve denitrifikasyon) sitemizin ana sayfasında bulunan makalelerde detaylı anlatımlar mevcuttur.

 

Biyolojik Filtrasyon I

 

 

Biyolojik Filtrasyon II

 

http://www.akvaryum.com/makale.asp?id=21&alt_kat=399 

 

Saygılar

 

Kaynaklar:

 

biltek.tubitak.gov.tr
web.deu.edu.tr

osshazirlik.org

artuz.com

 

 

Furkan CAN