Zeytinyağı Endüstrisi Atıksularının Arıtımında Fungal Defenolizasyonun
Önemi
Ece Ümmü DEVECİ1 Özer ÇINAR2
1Niğde Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Çevre Mühendisliği Bölümü, NİĞDE
2Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi, Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi, Çevre Mühendisliği Bölümü, KAHRAMANMARAŞ
*Sorumlu Yazar Geliş Tarihi : 24 Haziran 2011
[email protected] Kabul Tarihi : 20 Ağustos 2011
Özet
Zeytinyağı üretimi sonrasında oluşan karasuyun deşarj edilmesinde ana problem, çevreye dost, ekonomik deşarj metodunun olmayışıdır. Karasuyun biyokimyasal arıtımı yüksek organik yükü ve KOI/BOİ oranının yüksek olması nedeniyle sınırlı ölçüde sağlamaktadır. Bu nedenle kurulan sistemler, yatırım ve işletim maliyeti çok yüksek olan sistemlerdir. Zeytinyağı üretimi sırasında zeytin çekirdekleri kırılmakta ve toksik organikler içermektedirler. Bundan dolayı bu atıklar direk olarak biyolojik sistemlerle arıtılamamaktadır. Proses veya sulama suyu olarak olarak yeniden kullanılması için arıtılması ve karasuyun kabul edilebilir deşarj kriterine indirgenmesi gerekmektedir. Pek çok Akdeniz ülkesi tarafından zeytin üreticilerine karasuyun arıtılarak deşarj edilmesi ile ilgli kota koymaktadır. Türkiye’de de bununla ilgili çalışmalara Çevre ve Orman Bakanlığı tarafından yakından izlenmektedir.
Bu çalışmada zeytinkarasuyunun arıtımı için ön işlem olarak öngörülen fungal defenolizasyon üzerine durulmuştur. Fungal defenolizasyon için kullanılabilecek fungal türler incelenmiştir. Özellikle fenolü parçalayan çürükçül funguslarda, enzim aktivitesinin yüksek olduğu koşullarda biyokütle üretiminin minimum seviyede olması beklenmektedir. Böylece defenolizasyon sonrası karasuyun anaerobik arıtım verimliliğinin artacağı düşünülmektedir. İncelenen türlerin fenol parçalama yetenekleri ile ilgili çalışmalar derlenerek en uygun fungal tür belirlenmeye çalışılmıştır. Defenolizasyon için kullanacağımız fungal arıtım sonrasında oluşacak atık çamur, biyokütle olduğu için karakteristik özellikleri nedeniyle gübre, hayvan yemi gibi birçok çevreye dost kullanım alanı olacaktır.
Anahtar Kelimeler: Zeytin Karasuyu, Fungal Defenolizasyon, Biyokütle, Biyolojik Parçalanma, Çürükçül fungus
Importance of Fungal Defenolization at Olive Mill Wastewater
Abstract
The main problem at discharging black water after oil production is lack of environmentally and economic discharge method. Biochemical treatment of olive-mill wastewater is limited due to high organic load and COD/BOD ratio. For this reason the constituted systems are highly expensive during investment and operating. During olive oil production olives are smashed and they are containing toxic organics. That’s why these wastes can not be directly treated with biological systems. For reusing as a irrigation or utilization water it should be treated and reduce to acceptable discharge criteria. Most of the countries putting a quota to olive oil producers for discharging black water after treatment. These studies are purse by Environment and Forest Ministry in Turkey.
In this study we focused on fungal dephenolization which is predict as a pre operation for treatment. Fungal types were analyzed for dephenolization. At higher enzyme activity conditions its expected a low biomass production level at specially at white-rot fungi. Thus, after dephenolization anaerobic biodegradability yield of black water thoughtfully increase. With searching fungal dephenolization capability, most proper fungi for this study was selected. Waste sludge which will be produced during dephenolization process because of its characteristic can be used as a fertilizer and animal feed and also other area of environmental usage.
Key Words: Olive mill wastewater, fungal dephenolization, biomass, biological degredation, white-rot fungi
GİRİŞ
Zeytincilik ve zeytinyağı üretiminin % 95’i Yunanistan, İtalya, İspanya, Suriye, Tunus ve Türkiye gibi Akdeniz ülkelerince karşılamaktadır [1]. Son yıllarda dünya çapında zeytinyağına olan ihtiyacın artması, arıtılmadan deşarj edildiğinde çevresel tehlikelere neden olan zeytin karasuyu miktarının artmasına neden olmaktadır. Zeytin karasuyu, fenolik bileşikler gibi kolay parçalanamayan kompleks organik madde içeren, kirlilik yükü yüksek atıksulardan biridir. Ayrıca karasu (OMW) kokulu ve koyu renkli bir atıksudur. Karasu arıtılmadan deşarj edildiğinde alıcı ortamlarda renklendirme, güneş ışığının
sudan geçişinin engellenmesi ve çözünmüş oksijen ihtiyacının artmasına neden olur. Bu problemin en iyi şekilde çözebilmek için çevreye dost ve ekonomik uygun arıtma teknolojilerin bulunması gereklidir.
Üretim sırasında sıvı yan ürün olarak açığa çıkan karasu, zeytin özsuyu, ekstraksiyon sırasında ilave edilen proses suyu, yıkama suyu ve kalıntı yağdan oluşmaktadır [2]. Karasuyun bileşimi oldukça farklılık göstermektedir. Bunun sebebi, zeytinin olgunluk derecesi, yağ ayırma teknolojisi, işletim koşulları gibi pek çok faktöre bağlıdır. Karasuyun biyokimyasal oksijen ihtiyacı (BOI5) ve kimyasal oksijen ihtiyacı (KOI) sırasıyla 100 ve 200 g/l gibi oldukça yüksek değerlerdedir.
Yapısındaki organik bileşikler incelendiğinde, şeker, tanin, polifenol, polialkol, pektin ve lipit gibi fenolik bileşikleri içerdiği görülmektedir. Karasuyun rengi ise, yapısındaki fenolik bileşikler, zeytinin olgunluk derecesi ve üretim prosesine bağlı olarak koyu kırmızıdan siyaha kadar değişiklik göstermektedir [3].
Türkiye’de zeytinyağı üretimi yapan işletmelerinin çoğunluğu küçük işletmeler olup, oldukça dağınık bir biçimde yerleşildiği görülür. Bu da arıtım için sunulacak çözüm önerilerinin küçük işletmelerde kolaylıkla ve az maliyetle uygulanabilmesini gerektirmektedir [4]. Santirfüjleme, çökeltim, filtrasyon, adsorpsiyon, buharlaştırma, distilasyon, havalandırma bu su için uygulanabilecek fiziksel ve fizikokimyasal arıtım yöntemleridir. Al-Malah ve arkadaşları (2000) yaptıkları çalışmada karasuya önce santirfüjleme ve filtrasyon gibi fiziksel işlemler uygulamışlardır. Daha sonra aktif hale getirilmiş kilden geçirerek adsorpsiyona tabi tutmuşlardır [5]. Bu işlem sonrasında elde edilen sonuçlara göre fenol için giderme verimin % 81, organik madde için giderim verimi % 71 olarak bulunmuştur. Zeytin karasuyunun yüksek organik yüke sahip olması nedeniyle elde edilen giderim verimliliği yetersiz kalmış ve ilave arıtım gerektirdiği bildirilmiştir.
Bununla birlikte üretim prosesleri sonucunda doğal çevre şartlarında bozunmayan, işlenmesi güç, yüksek polifenolik ve toksik organik kirlilikler içeren atık sular oluşmaktadır. Ülkemizde önemli bir yeri olan zeytin yağı üretimi beraberinde büyük miktarlarda arıtılması zor atıksular oluşturmaktadır. Oluşan atıksuların özellikleri zeytinyağı üretimi için seçilen proseslere, hasat zamanına, zeytin çeşidine ve olgunluk derecesine bağlı olarak değişiklik göstermektedir. Zeytin yağı üretiminde genellikle kesikli sistemler (presleme prosesi) ile 2 ve 3 fazlı metotların uygulandığı sürekli sistemler kullanılmaktadır. Kesikli sistemlerde zeytinler, yıkama suyu ilavesi ile kabuk kırma, öğütme gibi işlemlerden geçirildikten sonra elde edilen hamur, preslenerek katı atık (pirina) ve sıvı atık (karasu) meydana gelir. Son olarak karasu dekantasyon işlemi ile yağ ve atık suya ayrıştırılır. Sürekli sistemlerde ise presin yerini santrifüj almaktadır. 2 fazlı üretim sistemlerinde proses suyu gereksinimi olmadığından düşük atıksu hacmi, düşük kirlilik yükü sebebiyle avantajlıdır. Tablo 1’de seçilen proseslerde açığa çıkan atıklar özetlenmiştir. Oluşan atıksu miktarları, 2 fazlı sistemlerde 50-700 L /ton zeytin 3 fazlı sistemlerde ise 900–1500 L/ton zeytin aralıklarında değişiklik göstermektedir [6].
Zeytinyağı üretimi sonrasında oluşan karasuyun deşarj edilmesinde ana problem, çevreye dost, ekonomik deşarj metodunun olmayışıdır. Karasuyun biyokimyasal arıtımı yüksek organik yükü ve KOI/BOİ oranının yüksek olması nedeniyle sınırlı ölçüde sağlamaktadır. Bu nedenle kurulan bu sistemler, yatırım ve işletim maliyeti çok yüksek olan sistemler olarak düşünülebilr. Zeytinyağı üretimi sırasında zeytin çekirdeklerinin Tablo 1. Zeytin Yağı Üretiminde Uygulanan Sistemlerde Atık Profili [6]
Proses Sisteme Girenler Sistemden Çıkanlar
Kesikli Sistemler
(presleme prosesi) Zeytin ve yıkama suyuEnerji
Yağ
Katı atık (%25 su, % 6 yağ) Atıksu (%88 su, %12 katı madde ve yağ) 2 fazlı sürekli sistemler Zeytin ve yıkama suyuEnerji Katı atık (%50 su, % 4 yağ)Yağ
Atıksu (%94 su, % 1 yağ) 3 fazlı sürekli sistemler Zeytin ve yıkama suyuEnerji Katı atık ve atıksu ( %60 su, %3 yağ)Yağ
kırılmasıyla oluşan toksik organikleri içermesi nedeniyle bu atılklar toksik etkilidir ve biyolojik artıma sistemlerinde direk arıtılması mümkün değildir. Küçük işletmelerin finansal güçleri sınırlı oldukları için arıtım için yeterli ekonomiye de sahip değillerdir. Karasuyun merkezi arıtma sistemlerinde arıtılması da sistemin işletimi üzerinde olumsuz etkiye neden olur. Zeytin karasuyunun ekonomik kullanımları ile ilgili birçok çalışma bulunmaktadır. Bunlara örnek olarak; biyo yakıt üretimi, kompostlama, toprak iyileştirilmesinde, antioksidant veya enzimler gibi değerli ürünlerin üretilmesinde, biyogaz üretimi sayılabilir. Proses veya sulama suyu olarak olarak yeniden kullanılması için arıtım gereklidir. Bunun için karasuyun kabul edilebilir deşarj kriterine indirgenmesi gerekmektedir. Pahalı arıtım metotları zeytin üretiminde ekonomik bir krize neden olmaktadır. Ancak pek çok Akdeniz ülkesi tarafından zeytin üreticilerine karasuyun arıtılarak deşarj edilmesi ile ilgli kota koymakatdır. Türkiye’de de bununla ilgili çalışmalar, T.C. Çevre ve Orman Bakanlığı tarafından yakından izlenmektedir. Şu anda Akdeniz ülkelerinde ve Türkiye’de de en yaygın olarak kullanılan yöntem havalandırmalı lagünlerdir. Son yıllarda pratik olması ve ekonomik olması nedeniyle fiziko kimyasal oksidasyon metodları havalandırmalı lagünlerden sonra en çok kullanılan metotlar arasına girmiştir. Ancak fiziko kimyasal arıtım sonrasında oluşan kimyasal arıtma çamuru içeriği nedeniyle yeni bir sorun olarak karşımıza çıkmaktadır.
Zeytinyağı üretimi sırasında açığa çıkan karasuyun miktarı ve özellikleri, zeytinyağı üretim prosesine, işlenecek olan zeytinin türüne, zeytin yetiştiriciliği sırasında kullanılan ilaç ve gübre cinsine, yetiştiricilik yapılan bölgenin iklimine bağlı olarak değişiklikler göstermektedir [7]. Zeytinyağı üretimi sırasında herhangi bir kimyasal madde ilave edilmemektedir. Bu nedenle, oluşan karasu, esas olarak zeytin içindeki kirletici maddeleri içermektedir. Bu tür atıksuların genel kirletici özellikleri: KOİ 45000-180000 mg/l, BOİ5 35000-100000 mg/l, toplam katılar 24000-120000 mg/l, toplam fenoller 2000-5000 mg/l, yağ 500-10000 mg/l, toplam azot 579 mg/l, toplam fosfor 55.6 mg/l, klorür 1200-1800 mg/l ve pH 4.5-5.2 olarak tespit edilmiştir [8,9]. Karasu, bu yüksek kirlilik içeriği nedeniyle, acilen çözülmesi gereken çevresel problemler arasında yer almaktadır. Karasuyun arıtımı için pek çok yöntem geliştirilmiştir. Lagünde buharlaştırma ya da sulama amaçlı kullanma, yakma, buharlaştırarak konsantre hale getirme, membran prosesler, ters osmoz, anaerobik ve aerobik biyolojik arıtma, kimyasal ve elektrokimyasal arıtma, sulama amaçlı kullanma, hayvan yemi olarak kullanma uygulanan yöntemler arasında yer almaktadır [10].
Yüksek organik madde içeriğinin olması bu atıksu için anaerobik sistemlerin kullanılmasını daha çekici hale getirmektedir. Anaerobik proseslerde hem atıksudan kirlilik yükünün uzaklaştırılması mümkün olabilmekte hem de yenilenebilir enerji kaynağı olarak değerli olan metan gazı
üretilebilmektedir. Karasuyun anaerobik parçalanmasında en önemli sınırlama, polifenoller ve basit fenolik bileşiklerin metanojenik bakterileri inhibe etmesidir. Karasuyu yüksek toksisiteden dolayı, düşük derişimlerde olsa bile, anaerobik arıtım öncesi birçok ön arıtım tekniklerinin kullanılmasını gerektirmektedir. Kullanılan ön arıtım tekniklerine fizikokimyasal arıtım (H2O2, UV-H2O2 and Fenton prosesi), çöktürme veya membran filtrasyonlar örnek olarak verilebilir. Ancak bu önarıtım tekniklerinin, teknik ve ekonomik uygulama zorluklarından dolayı kullanım alanları sınırlanmaktadır. Bu duruma alternatif olarak yüksek fenolik bileşikleri parçalama yeteneğinde olan fungusların kullanılması karasuyun önartımı için yeni bir perspektif getirmektedir. Zeytin karasuyunda gelişebilen mikroorganizmaların bu fenolik zor ayrışabilen bileşikleri metabolize etmeleri ya da metabolize edebilecekleri bileşiklere dönüştürmeleri gerekir. Fenolik bileşiklerin metabolize edilebilir hale dönüştürülmesinde mikroorganizmaların lakkaz ve benzeri polifenoloksidazların üretimi rol oynamaktadır.
Fungal defenolizasyonla, kimyasal metotlarla yapılan ön işlem sonucunda oluşan kimyasal çamurun önüne geçilebilmektedir. Çevre açısından karasuyun defenolizasyonu sonucunda oluşan biyokütlenin değerlendirilmesi, kimyasal arıtımla oluşan çamurun değerlendirilmesinden daha duyarlı bir yöntemdir.
Defenolizasyon amacıyla fungal türlerin kullanıldığı çalışmalarda oluşan atık çamur biyokütle olduğu için karakteristik özellikleri nedeniyle gübre, hayvan yemi gibi birçok çevreye dost kullanım alanı olacaktır. Özellikle fenolü parçalayan çürükçül funguslarda enzim aktivitesinin yüksek olduğu koşullarda biyokütle üretiminin minimum seviyede olması beklenmektedir. Defenolizasyon sonrası uygulanacak olan UASB anaerobik sistem ise arıtım tekniği gereği arıtma çamur miktarı diğer biyolojik sistemlere göre daha azdır. Ayrıca anaerobik arıtım sonra biyogaz oluşumu sistem için gerekli enerjinin karşılanmasını sağlayacaktır.
Zeytinyağı Endüstrisi Atıksularının Genel Özellikleri ve Arıtma Yöntemleri:
Zeytinyağı endüstrisi atıksuları bünyesinde; polifenoller, karbonhidratlar, polisakkaritler, polialkoller, çözünmüş mineral tuzları, azot bileşikleri, şeker, gres ve yağ asitleri gibi kirletici özelliği yüksek organik maddeleri bulundururlar.
Bu atıksuların genel özellikleri: − Miktar olarak fazla olmaları,
− Koyu kahve siyaha yakın bir renk içermesi,
− Yüksek organik madde içeriği (45-180 g KOİ /L) [11] ve düşük biyolojik arıtılabilirliği (KOİ/BOİ5 : 2.5-5),
− Asidik olmaları (pH : 4.5- 5.2),
− Yüksek konsantrasyonlarda fenol içeriği, − Yüksek katı madde içeriğidir (24-120 g/L) [1] Zeytinyağı endüstrisi, yüksek oranda organik madde içeren, biyolojik oksijen ihtiyacı (BOİ) ve kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ) konsantrasyonları yüksek, kuvvetli karakterde atıksular üretmektedir. Zeytinyağı endüstrisi atıksuları, özellikle 10 g/L’yi aşan fenolik madde içerikleri nedeniyle biyolojik olarak ayrıştırılması zor atıksular sınıfına girmektedir. Yüksek kirlilik potansiyeline sahip bu özellikteki atıksular, arıtılmadan alıcı ortama deşarj edildiğinde ise büyük bir çevre riski oluşturmaktadır. Bu açıdan zeytin endüstrisi atıksuları (karasu) alıcı ortam deşarj standartlarına uygun bir çıkış suyu kalitesi sağlayacak şekilde arıtılmalıdır. Su Kirliliği Kontrol
Yönetmeliği’nde zeytinyağı üretiminin 2 saatlik /24 saatlik kompozit bir numune için deşarj kriterleri, 250/ 230 mg KOİ /L, 60/ 40 mg/L gres-yağ ve 6-9 pH olarak belirlenmiştir. Fenol için herhangi bir kriter belirlenmemiş olmasına rağmen, toksik etkisi dolayısı ile fenolün de giderilmesi önemlidir.
Ekonomik imkânları çok daha yüksek olan Amerika Birleşik Devletleri gibi bazı ülkelerde yüksek ilk yatırım ve işletme maliyetine sahip arıtma proseslerinin (ters osmoz v.b) kullanıldığı görülmektedir.Bununla birlikte mevcut Türk Su Kirliliği Kontrol Yönetmeliğinde öngörülen alıcı ortam KOİ deşarj standardı olan 250 mg/L değerine inebilmek için % 99.8 mertebesinde bir arıtma yapmanın teknik ve ekonomik olarak mümkün olmadığı söylenebilir [12].
Zeytinyağı atıksularının arıtılabilirlik çalışmaları, çeşitli fiziko-kimyasal ve biyolojik arıtma yöntemleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Yapılan çalışmaların çoğunluğunda kimyasal bir önişlem sonrasında aerobik veya anaerobik arıtılabilirlik çalışması [13,14,15,16] ya da direk aerobik veya anaerobik arıtım çalışmaları yapılmıştır [17, 18, 19]. Ancak direk aerobik veya anaerobik arıtım deşarj kriterlerine uygun çıkış suyu sağlayamamış kombine sistemlerin kullanılması gereklilği ortaya çıkmıştır [18, 21]. Biyogaz açısından zenginleştirme çalışmalarında ise peyniraltı suyu, tavuk gübresi gibi ikinci bir atık ile birlikte kullanılması oldukça yaygındır [22, 23]. Kimyasal arıtım sonrası anaerobik sistemlerin arıtım verimlilğikleri yüksek görünmesinin yanında kimyasal arıtım sonrasında oluşan kimyasal çamur sorun olarak ortaya çıkmaktadır. Karasuyun arıtılması, ülkemizin Avrupa Birliği‘ne adaylık süreciyle oldukça önem kazanmış ve bu alanda yüksek maliyetli çevre yatırımlarının yapılmasının gereği ortaya çıkmıştır. Ancak zeytinyağı üreticileri açısından ekonomik ve işletimi kolay bir sistemin geliştirilmesi hem Avrupa Birliği adaylık süresi içerisinde önemli bir gelişme olacaktır.
Fungal Defenolizasyon Çalışmaları
Zeytin karasuyunun biyolojik yollar ile arıtılmasında çeşitli küf ve mayalar hali hazırda kullanılmaktadır. Zeytin karasuyunun yapısında yer alan fenolik bileşiler nedeniyle bu ortamda mikroorganizmaların gelişmesi sınırlı olmaktadır. Zeytin karasuyunda gelişebilen mikroorganzimların bu fenollü bileşikleri metabolize etmeleri yada metabolize edilebilecek bileşiklere dönüştürülmeleri gerekmektedir. Karasu içerisinde bulunan fenolik bileşiklerin metabolize edilebilir hale dönüştürülmesinde mikroorganzimaların lakkaz ve benzeri polifenoloksidazları üretimi ol oynamaktadır. Bu nedenle zeytin karasuyu ve pirinada gelişebilen mikroorganizmalara potansiyel lakkaz üretcisi olarak bakılabilir. Fungal defenolizasyon son yıllarda çok dikkat çekmektedir. Özelikle fenol içerikli atıksuların arıtılmasında lakkaz aktivitesi yüksek olan fungal türlerin kullanılması oldukça yaygındır.
Yeşilada ve ark. yaptıkları çalışmada, zeytinyağı fabrikası atıksuyu analiz edilmiş ve daha sonra funguslar ile aerobik olarak muamele edilmiştir. Çalışmamız sonucunda, yüksek kimyasal oksijen istemi (KOI),fenol ve renk giderimi elde edilmiştir. Yüksek biyokütle verimi ve lakkaz enzimi aktiviteleri de ayrıca saptanmıştır. Elde elden sonuçlara göre fungal inkübasyon sonun % 60 COD giderimi, % 81 fenol uzaklaştırma verimi ve % 60 renk uzaklaştırma verimi bulunmuştur [18]. Phanerochaete
chrysosporium’un kullanıldığı bir başka çalışmada fenol
uzaklaşatırma verimliliği %93 olarak belirlenmiştir [24]. Ergül ve ark. (2009) yaptıkları çalışmada karasuyun aerobik ve anaerobik sistemlerde arıtılmasında inhibe özelliği
olan fenolik bileşiklerin beyaz çürükçül fungus Trametes
versicolor FPRL 28A INI ile giderilmeye çalışılmıştır [25].
Arıtma tesislerinde fenolik bileşiklerin toksik etkisini azaltmak için seyreltme yapılmaktadır. Bu çalışmada fenolik içeriğin azaltılması için atıksuyu seyreltmeden atıksuya nutrient ilavesi yapılarak ve ilave yapılmadan etkisi çalışılmıştır. Çalışma sonucunda ortama adapte olmuş funguslarda çalkalamalı fermentasyonda % 78, statik kültür ortamında ise % 39 fenol uzaklaştırması tespit edilmiştir. Sürekli karıştırmalı tank reaktörde (CSTR)’de % 70 fenol uzaklaştırılması başarılmıştır. GC- MS analizleri ile 0.25 vvm havalandırma hızı ile 8 gün sonra tüm basit yapılı fenoliklerin tümünün giderildiği belirlenmiştir. Bu koşullarda fenol parçalanmasından sorumlu lakkaz ve manganperoksidaz aktivitesinin sırasıyla 762.14 ± 42.11 and 97.80 ±8.11 U l-1 olduğu saptanmıştır.
D’Annibale ve ark (2006) tarafından yapılan çalışmada karasuyun kirlilik yükünü azaltmak için beyaz çürükçül fungus Panus tigrinus CBS 577.79 iki tip fermentörde inkübe edilmiştir. Kullanılan fermentörler; mekanik olarak (stirred tank, STR) and pnömatik olarak (bubble column, BCB) havalandırmalı biyoreaktörlerdir. Her iki havalandırma tipinde de arıtım verimliliğinin yüksek olduğu tespit edilmiştir. En iyi biyolojik parçalanma performansı bubble kolon biyoreaktörde gözlenmiştir. Bu reaktörde KOI giderimi, defenolizasyon ve dekolorizasyon sırasıyla %60.9, %97.2 and %75 olarak belirlenmiştir. Bu biyoreaktörde havalandırma oranı ise 0,3 vvm’dir [26].
Alaoui ve ark (2008) tarafından yapılan çalışmada,
Phanerochaete chrysosporium, Trametes versicolor,
Coriolopsis polyzona, Pycnoporus coccineus olmak üzere 4
adet beyaz çürükçül fungus karasuyun arıtımında kullanılmıştır. Çalışmada kültivasyon modu olarak serbest miselli, alginat yapısına tutuklanmış immobilze miselli ve petrilerde katı faz fermentasyon seçilmiştir. Coriolopsis polyzona ve Pycnoporus
coccineus biyolojik parçalanma performansını en iyi olarak
serbest kültivasyonda göstermiştir. Buna karşın Phanerochaete
chrysosporium ve Trametes versicolor İmmobilize formda ve
katı faz fermentasyonda en iyi giderim performansı göstermiştir. Tüm ortamlarda mono ve polifenollerin gideriminde belirgin bir azalma gözlenmiştir [27].
Jaouani ve arkadaşları [28] tarafından yapılan çalışmada Pycnoporus coccineus fungusu tarafından üretilen lakkazın karasu içerisinde bulunan aromatik bileşikleri parçalamasını incelemişlerdir. Elde edilen verilere göre; en yüksek lakkaz düzeyi Cu+2-etanol içeren ortamda (45 günlük inkübasyon sonunda 100,000 U/l olarak) belirlenmiştir. Tek izoenzim %79 verimlilikle saflaştırıldı. Bu lakkaz bir glikoproteindi(%8N-karbonhidrata bağlı). Karasuyun lakkazla parçalanabilirliği Pycnoporus coccineus beyaz çürükçül fungusla inkübasyonla elde edilen parçalanabilirlik ile çok yakın sonuçlar elde edilmiştir. Bu durum ise parçalanabilirlik prosesinde lakkazın önemli bir rolü olduğunu göstermektedir.
Yapılan çalışmalar göz önüne alındığında beyaz çürükçül funguslar karasudan hem lakkaz üretimi ve saflaştırılmasında hem de karasudan fenol giderimin de verimli bir şekilde kullanılmaktadır. Ancak defenolizasyon sonucunda organik yük yeteri kadar azalmamaktadır. Bu nedenle fungal defenolizasyon sonrasında anaerobik arıtım gibi arıtım metodların uygulanması gereklidir.
Yeşilada ve arkadaşları[18] tarafından yapılan çalışmada C. versicolor, F trogii ve P. sajor-caju’un diğer beyaz çürükçül fuunguslara göre fenolü parçalamak konusunda daha verimli
olduğu bulunmuştur. Fenol bu fungus türleri tarafından birincil karbon kaynağı olarak olarak kullanılması fungusun büyümesini ve ürettiği enzimleri etkilemektedir. Bu yapılan çalışmada ise karbon kaynağı, enerji kaynağı ve diğer kaynakların ilavesi yapılmaksızın zeytin karasuyu kullanılmıştır. Bu durum ise biyoteknolojik açıdan oldukça önemlidir. Bu funguslar zeytin karasuyu içerisinde gelişimlerinde yüksek lakkaz aktivitesi göstermiştir. Bu durum ise zeytin karasuyu gibi fenolik içeriği yüksek atıksudan ticari öneme sahip lakkaz enzimin üretilebileceğini gösterebilmektedir. Kullanılan beyaz çürükçül funguslarla karasu içerisinden fenolün %93 oranında uzaklaştırıldığı bu çalışma ile belirlenmiştir. Sanjust ve diğerleri[29], Martirani ve diğerleri [30] and Yesilada and Sam [31] yapılan çalışmalarında fenolü beyaz çürükçül fungusların verimli bir şekilde uzaklaştırdığını ve önemli derecede toksisitenin azaltıldığı belirlenmiştir.
SONUÇ VE ÖNERİLER
Bu çalışmada; zeytinyağı üretimi sırasında açığa çıkan karasuyun fenolik içeriğinin giderilmesi amacıyla beyaz çürükçül fungusların kullanılabilirliği incelenmiştir. Fenolik içerik biyolojik artım metodların uygulanmasında probleme neden olmakta ve arıtımın verimsizleşmesine neden olmaktadır. Kimyasal uygulamalar ise verimli sonuçlar verse de gerek ekonomi açısından gerekse açığa çıkan yüksek orandaki kimyasal çamurla yeni sorunlara yol açmaktadır. Bu nedenle fenolik içeriği parçalamak amacıyla lakkaz aktivitesi yüksek beyaz çürükçül fungusların kullanılması önerilmektedir.
TÜBİTAK tarafından desteklenen bir proje ile çalışmalarımız Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Çevre mühendisliği bölümünde devam etmektedir. Elde edeceğimiz verileri anaerobik sistemlere uygulayarak hem gaz üretim verimi hem de arıtım verimini yükseltmek amaçlanmaktadır. Bu proje kapsamında doğal ortamından izole edilen beyaz çürükçül funguslarla saf olarak temin ettiğimiz türler çalışmada kullanılacaktır. Elde edilen sonuçlarla en verimli tür/türler belirlenerek verimli arıtım metodu geliştirilecektir.
Bu proje ile Kahramanmaraş gibi zeytin üretimi yüksek olan bölgelerimizde oluşan mevsimsel karasuyun verimli arıtımı sağlanarak teknolojiye uygulaması sağlanacaktır.
KAYNAKLAR
[1] Oktav E., Özer A. (2003): “Zeytinyağı Üretimi Atıksularının Fiziksel ve Kimyasal Yöntemlerle Arıtılabilirliği”, ODTÜ 2. Ulusal Çevre Kirliliği Kontrolü Sempozyumu Bildiriler Kitabı, Ankara, s.349-352. [2] Sassi B., Boularbah A., Jaouad A., Walker G., Boussaid
A. (2006): “A Comparison of Olive Oil Mill Wastewaters (OMWW) from Three Different Processes in Morocco”, Process Biochemistry, 41, 74-81.
[3] Jaouani A., Sayadi S., Vanthournhout M., Penninckx M. (2003): “Potent Fungi for Decolourisation of Olive Oil Mill Wastewaters”, Enzyme and Microbial Technology, 33, 802-809.
[4] İnan H., Dimoglo A., Şimşek A., Karpuzcu M. (2004): “Olive Oil Mill Wastewater Treatment by Means of Electro-coagulation”, Seperation and Purification Technology, 36, 23-31.
[5] Al-Malah, K., Azam, O.J., Abu-Lail, N.I., (2000) “Olive mills effluent (OME) wastewater post-treatment Using activated clay.” Sepation and purification technology, 20, 225-234
[6] Azbar, N., Bayram, A., Filibeli, A., Müezzinoğlu, A., Şengül, F. and Özer, A. (2004)“A Review of Waste Management Options in Olive Oil Production”, Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 34: 3, 209-247.
[7] Andreozzi R., Longo G., Majone M., Modesti G., (1998), Integrated treatment of olive oil mill effluents (OME): study of ozonation coupled with anaerobic digestion, Water Research, 32 (8), 2357-2364.
[8] Ubay, G. ve Öztürk, İ. (1997). Anaerobic treatment of olive mill effluents. Wat. Sci. Tech.35, 287-294.
[9] Samsunlu A, Tünay O, Öztürk Z, Alp K (1998), “Zeytinyağı Üretimi Atıksularının Karakterizasyonu ve Arıtılabilirliği.” In: 6. ÝTÜ Endüstriyel Kirlenme Sempozyumu Bildiriler Kitabı, Haziran 1998, İstanbul, 93-99
[10] Oktav, E., Şengül, F., Özer, A. (2001). Zeytinyağı endüstrisi atıksularının fizikokimyasal ve kimyasal yöntemlerle arıtımı, Ulusal Sanayi ve Çevre Sempozyumu, Bildirler Kitabı, s. 19, 25-27 Nisan 2001, Mersin.
[11] Aktas, E., Imre, S. ve Ersoy, L. (2001). Characterization and lime treatment of olive mill wastewater. Wat. Res., 9, 2336-2340.
[12] Azbar, N., Cevilan I., Turan I. (2002). OOMWW on central treatment plant and evaluation of the pretreatment requirements. Pages 1–6 in N. Azbar, N. Vardar, M. Akın, and I. Cevilan (eds.), Proceedings of the 1st International Workshop on Environmental Problems in Olive Production and Solutions, 7–9 June. Edremit-Balikesir, Turkey.
[13] Azbar N., Keskin T., Yuruyen A., (2008) “Enhancement of biogas production from olive mill effluent (OME) by co-digestion”, Biomass and Bioenergy, 32,1195–1201. [14] Azbar N., Keskin T, Çatalkaya, E., (2008), “Improvement
in Anaerobic Degradation of Olive Mill Effluent (Ome) By Pre-Treatment Using H2O2, UV-H2O2 and Fenton’s Process”, International Journal of Green Energy, 5: 189– 198.
[15] Gohary F.A., Badawy M.I., Khateeb M.A., El-Kalliny A.S., (2009), “Integrated treatment of olive mill wastewater (OMW) by the combination of Fenton’s reaction and anaerobic treatment”, Journal of Hazardous Materials 162: 1536–1541,
[16] Eroğlu E., Eroğlu I., Gündüz U., Yücel M. (2009)“Treatment of olive mill wastewater by different physicochemical methods and utilization of their liquid effluents for biological hydrogen Production” Biomass and bioenergy 33: 701–705.
[17] Khoufi S., Aloui F., Sayadi S. (2006)“Treatment of olive oil millwastewater by combined process electro-Fenton reaction and anaerobic digestion”, Water Research 40: 2007–2016.
[18] Yesılada Ö., Sık S., Sam M., (1999), “Treatment of Olive Oil Mill Wastewater With Fungi”, Turkish Journal of Biology, 23:231-240.
[19] Lanciotti R., Gianotti A., Baldi D., Angrisani R., Suzzi G., Mastrocola D., Guerzoni M.E, (2005) “Use of
Yarrowia lipolytica strains for the treatment of olive mill wastewater” Bioresource Technology 96: 317–322. [20] El Hajjouji H., Fakharedine N., Ait Baddi G., Winterton
P., Bailly J.R., Revel J.C., HaWdi M., (2007), “Treatment of olive mill waste-water by aerobic biodegradation: An analytical study using gel permeation chromatography, ultraviolet–visible and Fourier transform infrared spectroscopy”, Bioresource Technology, 98:3513–3520. [21] Asses N., Ayed L., Bouallagui H., Ben Rejeb I., Gargouri
M., Hamdi M. (2009), “Use of Geotrichum candidum for olive mill wastewater treatment in submerged and static culture”, Bioresource Technology 100:2182–2188. [22] Martinez-Garcia G., Johnson A.C., Bachmann R.T.,
Williams C.J., Burgoyne A., Edyvean R.G.J., (2007), “Two-stage biological treatment of olive mill wastewater with whey as co-substrate”, International Biodeterioration & Biodegradation 59, 273–282.
[23] Keskin T. (2007) “Karasuyun Biyolojik Parçalanabilirliğinin Ortak Besi Maddesi Etkisi İle İyileştirilmesi”, (Yüksek Lisans Tezi), Ege Üniversitesi, Biyomühendislik Anabilim Dalı, İzmir.
[24] Garcia Garcia I., Jimenez Pefia P.R., Bonilla Venceslada J.L., Martin Martin A., Martin Santos M.A., Ramos Gomez E., (2000) Removal of phenol compounds from olive mill wastewater using Phanerochaete chrysosporium, Aspergillus niger, Aspergillus terreus and Geotrichum candidum, Process Biochem., 35, 751–758.
[25] Ergül F. E., Sargın S., Öngen G., Sukan F.V., (2009), “Dephenolisation of olive mill wastewater using adapted Trametes versicolor”,International Biodeterioration & Biodegradation 63:1–6.
[26] D’Annibale A., Quaratino D., Federici F., Fenice M., (2006) “Effect of agitation and aeration on the reduction of pollutant load of olive mill wastewater by the white-rot fungus Panus tigrinus” Biochemical Engineering Journal 29: 243–249.
[27] Alaoui S.M., Merzouki M., Penninckx M. J., (2008), “Relationship between cultivation mode of white rot fungi and their efficiency for olive oil mill wastewaters treatment” Electronic Journal of Biotechnology, ISSN: 0717-3458 11:4.
[28] Jaouani A., Guill´en F., Penninckx M.J., Mart´ınez A. T., Mart´ınez M.J., (2005), “Role of Pycnoporus coccineus laccase in the degradation of aromatic compounds in olive oil mill wastewater” Enzyme and Microbial Technology 36, 478–486
[29] Sanjust, E., Pompei, R., Resciggno, A., Augusto, R., Ballero, M., (1991) “Olive milling wastewater as a medium for growth of four Pleurotus species”, Appl. Biochem. Biotechnol. 31, 223-235.
[30] Martirani, L., Giardina, P., Marzullo, L. and Sannia, G., (1996) “Reduction of phenol content and toxicity in olive oil mill waste wasters with the ligninolytic fungus Pleurotus ostreatus”, Wat. Res., 30, 8, 1914-1918. [31] Yesilada, Ö., Sam, M., (1998). “Toxic effects of
biodegraded and detoxified olive oil mill wastewater on the growth of Pseudomonas aeruginosa”, Toxicological and Environmental Chemistry, 65, 87-94.
