AZOT DÖNÜŞÜMLERİ

     

      BİYOLOJİK ARITIMDA AZOT DÖNÜŞÜMLERİ

       Atıksudan azot giderimi için kullanılan en yaygın iki metot fiziksel ve biyolojik metottur. Izgaradan geçirme ve çökelme askıda katılara bağlı olan organik azotu giderecek fiziksel yöntemdir. Katı madde giderimleri bazı nutrientleri giderebilirken çözülebilir azotun büyük fraksiyonunu içeren nutrientlerin çoğu giderilemez.  Atıksu arıtımında biyolojik azot giderimini doğrudan içeren üç temel biyolojik proses amonifikasyon, nitrifikasyon ve denitrifikasyondur (Whichard, 2001). Biyolojik arıtımda biyolojik azot dönüşümleri Şekil 2.1’de verilmiştir.

Şekil 2.1. Biyolojik arıtmada azotun dönüşümleri (Metcalf ve Eddy, 2003)

        Azot Asimilasyonu:

  Heterotrofik ve ototrofik organizmalar NH₄⁺ ve NO₃^-‘ı alarak assimilasyon (hücre sentezi) için kullanır. Mikroorganizmalar her ne kadar NO₃^-‘ı asimilasyon için kullansa da, nitratı önce amonyuma dönüştürür ve daha sonra hücre sentezi (protein sentezi) için kullanır.  Atıksu arıtım tesislerinde hücre sentezi için azotun giderilmesi nedeniyle bir miktar azot giderimi mümkün olur. Bitki ve alg hücreleri azotu amonyum şeklinde tercih eder. Bu nedenle NH₄⁺ bazlı gübreler NO₃^- bazlı gübrelere tercih edilir (Bitton, 1994; URL1).

Azotun bu asimilasyonu çözülebilir fazdan azotun net bir kaybını meydana getirmesine rağmen giderim sağlayan azotun temel dönüşümlerinden biri değildir. Azotun giderimini ihtiva eden çoğu evsel ve yüksek kuvvetli tarımsal atıksularda, bakteriler büyüme için ihtiyaç duyduğu azotu kullandıktan sonra geriye kalan miktar hala yeterince yüksektir (Whichard, 2001). 

   Amonifikasyon:
protein    →  amino asit  → amonyum

Amonifikasyon, organik azotlu bileşiklerin inorganik azota (amonyum, amonyak) dönüşümüdür. Bu işlem birçok mikroorganizma tarafından gerçekleştirilir (bakteri, aktinomiset, mantar).Proteinler, aşağıdaki gibi amonyuma dönüştürülürler. Dönüşümden ürease enzimi sorumludur

Proteinler hücredışı proteolitik enzimler ile peptit ve amino asitlere dönüştürülür. Amino asitlerden deaminasyon adımıyla amonyum uretilir. Deaminasyon oksidatif ya da redüktif olabilir.

NH₄⁺ asidik ve nötral ortamlarda bulunur. Yüksek pH’larda (pH>9) ise amonyum, amonyağa dönüşür ve amonyak uçucu olup atmosfere karışır (Bitton, 1994; URL 1).

NH₄⁺ → NH₃ + H⁺

^{Not: Çevre Mühendisliği Bölümü Lisans Bitirme tezinden bir bölüm. Devamını isteyen arkadaşlar ile paylaşabilirim.}