Sequential (anaerobic/ aerobic) biological treatment of malt whisky wastewater

Bu çalışmada, Ankara Tekel İçki Fabrikası malt viski atıksuyunun anaerobik olarak arıtılabilirliği araştırılmıştır. Bu amaçla Biyokimyasal Metan Potansiyeli (BMP) ve sürekli reaktör deneyleri gerçekleştirilmiştir. BMP deneyleri Basal Ortam (BO) içeren ve içermeyen ortamlarda besin eklemesinin etkisini gözlemek amacıyla gerçekleştirilmiştir. Seram şişeleri eşit hacimsel oranlarda anaerobik karışık kültürle ve asetatla zenginleştirilmiş Methanosarcina kültürüyle aşılanmıştır. Besin içermeyen yalnızca NaHC03 bulunduran kesikli anaerobik reaktörlerde 29 günün sonunda 5070, 10140 ve 15210 mg/L KOİ derişimi erine karşılık net toplam gaz üretimi sırasıyla, 98,7, 220,8 ve 260,5 mL olarak gözlenmiştir. Besin eklenmiş serum şişelerinde ise 29 günün sonunda 5070, 10140 and 15210 mg/L KOİ derişimlerine karşılık net toplam gaz üretimi sırasıyla, 98, 214,1 ve 332,6 mL olarak gözlenmiştir. Besinsiz ortamda 5070 ve 10140 mg/L KOİ derişimleri için 10 günlük bir alışmaevresi gözlenmiştir. Ancak 15210 mg/L'lik KOİ derişimi için gereken alışma süresi 15 gündü. Alışma döneminden sonra gaz üretimi önemli ölçüde artmıştır. Besinsiz ortamdaki gaz üretiminde gözlenen gecikme besin eklenen ortamda gözlenmemiştir. Sürekli reaktör deneyleri tek aşamalı Anaerobik Filtre (AF) celite destek ortamlı, iki aşamalı AF ponza destek ortamlı ve Yukarı Akışlı Çamur Yataklı Anaerobik (YAÇYA) reaktörlerde gerçekleştirilmiştir. AF reaktör deneylerinde, mikroorganizmaların celite veya ponza maddelerine tutunması için devreye alma süreci uygulanmamıştır. AF (celite) reaktör deneylerinde giriş KOİ derişimleri 1 1087 mg/L'ye kadar arıtılmıştır. 11087 mg/L giriş KOİ derişimi reaktöre uygulandığında yüksek yükleme ve gaz üretim hızlarına bağlı olarak reaktörde biyokütle yıkanması gözlenmiştir. AF (ponza) reaktör deneylerinde, giriş KOİ derişimleri 1 1087 mg/L'ye kadar etkili biçimde arıtılmıştır. Bu derişimlerin üstünde biyokütle yıkanması da yine AF (celite) reaktörde olduğu gibi AF (ponza) reaktörde de gözlenmiştir. İki aşamalı YAÇYA reaktör deneyleri, iki aşamalı YAÇYA reaktör tipinin malt viski atıksuyu arıtımında iyi çalışan bir sistem olduğunu göstermiştir. 33866 mg/L giriş KOİ derişimine kadar iki aşamalı YAÇYA reaktörde verimli olarak arıtılmıştır. Giriş KOİ derişimi olarak 20920 mg/L uygulandığında, YAÇYA reaktörün birinci aşamasındaki granüler kültürün renginde siyahtan kahverengiye bir değişim olmuştur. Birinci aşamada granüler kültür bozulmaya uğramıştır. Bu birinci aşamada asidojenik kültürün methanojenik kültüre karşı baskın olmasına bağlı olabilir. Ama YAÇYA sisteminin ikinci aşamasında hiçbir işletim problemi gözlenmemiştir. YAÇYA reaktör deneylerinin ardından kesikli aerobik deneyler gerçekleştirilmiştir ve bu kısımda KOİ ve BOİ derişimleri sırasıyla %55 ve % 70 olarak bulunmuştur. Anahtar Kelimeler: Anaerobik arıtım, Viski Atıksuyu, BMP deneyleri, AF, YAÇYA In this study, anaerobic treatability of Ankara Tekel Alcohol Factory malt whisky wastewater was investigated. To this purpose, both Biochemical Methane Potential (BMP) experiments and continuous reactor experiments were conducted. BMP experiments were conducted both with and without Basal Medium (BM) to observe the effect of nutrient supplementation. The serum bottles were seeded both with anaerobic mixed cultures and acetate enriched Methanosarcina cultures at a volumetric ratio of 1:1. For the batch anaerobic reactors (serum bottles) containing no nutrients but only NaHC03, net total gas productions at the end of 29 days were observed as 98.7, 220.8 and 260.5 mL for the COD concentrations of 5070, 10140 and 15210 mg/L, respectively. For the nutrient supplemented set of serum bottles the net total gas production for the COD concentrations of 5070, 10140 and 152 10 mg/L were observed as 98, 214.1 and 332.6 mL, respectively. For the COD concentrations inof 5070 and 10140 mg/L acclimation period of 10 days was observed for the serum bottles with no nutrient supplementation. However, the acclimation period needed was about 15 days for the initial COD concentration of 15210 mg/L. After the acclimation period, the gas production rates increased significantly. The delay in gas production observed for the no-nutrient supplemented set of serum bottles was not observed for the nutrient supplemented set. The continuous reactor experiments were carried out in single stage anaerobic filter (AF) with celite support material, two stage AF with pumice support material reactors and two stage upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactors. In AF reactor experiments startup periods for the attachment of microorganisms on pumice or celite were not applied. In AF (celite) reactor experiments, influent COD concentrations up to 11087 mg/L were treated effectively. When 11087 mg/L influent COD concentration was applied to the reactor, biomass washout was observed because of high loading and gas production rates. In AF (pumice) reactor experiments, influent COD concentrations up to 11087 mg/L were treated effectively. Above this concentration biomass washout also observed in the two stage AF (pumice) reactors as in the case of the single stage AF (celite) reactor. Two stage UASB reactor experiments indicated that two stage UASB reactor configuration is an efficient system for malt whisky wastewater treatment. Up to 33866 mg/L influent COD concentration was treated efficiently. When an influent COD concentration of 33866 mg/L was applied, the color of the granular culture of the first stage UASB reactor changed from black to brownish. The granular culture was also deteriorated in the first stage. This was probably due to the dominance of acidogenic culture in the first stage against methanogenic culture. However in the second stage of the UASB system, no operational problem was observed. After UASB reactor experiments batch aerobic experiments were conducted and COD and BOD removal efficiencies were 55% and 70%, respectively in this part. Key Words: Anaerobic treatment, Whisky wastewater, BMP experiments, AF, UASB 85