Organik Maddenin Bakteriyel Uzaklaştırılması Prensibi

Heterotrofik bakteriler, atık sudaki COD/BOD organik kirleticilerini karbon ve enerji kaynağı olarak kullanır ve bunları aerobik/anaerobik koşullar altında ayrıştırır. Süreç, büyük moleküller → küçük moleküller → CO₂, su, metan ve bakteri çamurunu içerir ve böylece sudaki kirleticiler ortadan kaldırılır.

1. Hücre Dışı Hidroliz (Makromolekül Ön Arıtımı)

Atık sudaki nişasta, yağlar, proteinler ve selüloz gibi büyük moleküller hücre zarından geçemez. Bakteriler hücre dışı enzimler (amilaz, proteaz, lipaz) salgılar:

• Proteinler → Amino asitler

• Polisakkaritler → Glikoz

• Yağlar → Gliserol + Yağ asitleri Yalnızca büyük moleküller çözünebilir küçük organik moleküllere dönüştürüldüğünde bakteriler tarafından emilebilirler.

2. Transmembran Aktif Taşıma (Hücreye Giriş)

Küçük organik moleküller taşıyıcı proteinlere dayanır ve hücre zarını geçip sitoplazmaya girmek için aktif olarak enerji tüketir.

3. Hücre içi biyokimyasal metabolizma (çekirdek parçalanması, aerobik/anaerobik olarak ikiye ayrılır)

(1) Aerobik bakteriler (aktif çamur, aerobik tank, MBR)

Aerobik solunum: O₂ elektron alıcısı görevi görür

1. Glikoliz: Organik madde → piruvat, az miktarda ATP

2. Trikarboksilik asit döngüsü (TCA): tam oksidatif ayrışma

3. Elektron taşıma zinciri: O₂, H ile birleşerek H₂O oluşturur
Nihai ürün: CO₂ + H₂O + yeni bakteriler (çoğalma, fazla çamur oluşumu)
Çoğu belediye atık suyu BOİ'yi gidermek için aerobik bakterilere dayanır.

(2) Anaerobik bakteriler (anaerobik tank, hidroliz asitleştirme, UASB)

Moleküler oksijen yok; CO₃²⁻/organik madde elektron alıcısıdır ve süreç üç aşamada ilerler:

1. Hidrolitik asit-üreten bakteriler: Küçük moleküller → Uçucu yağ asitleri (VFA) (asetik asit, propiyonik asit)

2. Hidrojen-asetik asit üreten-bakteriler: Uzun-zincirli VFA → Asetik asit + H₂/CO₂

3. Metanojenik bakteriler: Asetik asit/H₂ + CO₂ → CH₄ + CO₂ Nihai ürünler: Metan + Karbon dioksit + az miktarda bakteri hücresi. Yüksek-konsantrasyonlu atık su ve çamur çürütülmesi, anaerobik bozunmaya dayanır.

(3) Anaerobik Nitrifikasyon Bakterileri (A/O Anoksik Bölüm)

Elektron alıcısı olarak O₂ yerine NO3- kullanarak organik maddeyi bozarlar ve aynı anda nitrat nitrojen → N₂'yi giderirler:
Organik madde + NO3- → CO2 + N2↑ + H2O
Uygulama: Atık su denitrifikasyon prosesi

1. Mineralizasyon (yaklaşık %70): Tamamen CO₂, H₂O ve CH₄'ye ayrışarak su kütlesini terk eden gazlar haline gelir;

2. Asimilasyon ve Sentez (%20~%30): Organik madde yeni bakteri hücrelerini sentezler, aktif çamur/fazla çamur haline gelir ve bu, ikincil çökeltme tankındaki çamur-su ayrımı yoluyla sudan uzaklaştırılır;

3. Küçük Tutar: Artık ara ürünler.

• Aerobik: DO=2~3 mg/L, pH 6,5~8,5, uygun sıcaklık 20~35 derece;

• Anaerobik: Tamamen anaerobik, pH 6,8~7,5, metanojenler 30~38 derecede gelişir;

• Besin oranı: BOD:N:P ≈ 100:5:1, nitrojen ve fosfor eksikliği olan bakteriler büyüyemez ve bozunma bozulur.