Atık su arıtma
55 theses under this subject heading
Atıksu arıtma tesislerinde mikroplastik gideriminin araştırılması
Son yıllarda hızla artan plastik üretimi ve bu malzemelerin her alanda kullanımına ek olarak plastik atıkların yetersiz yönetimi de plastik kirliliğinin dünyanın her yerinde yoğun şekilde görülmesine neden olmuştur. Makroplastiklerin fiziksel, biyolojik ve kimyasal parçalanması sonucunda oluşan ve temizlik ürünleri, kozmetik ürünleri, kişisel bakım ürünlerinden de kaynaklanan mikroplastik (MP) adı verilen parçacıklar deniz, göl, nehir, atmosfer, toprak gibi farklı çevresel ortamlarda tespit edilmiştir. Atıksu Arıtma Tesislerinin (AAT) sucul ve karasal ortamlar için önemli noktasal MP kaynağı olduğu bilinmektedir. AAT'de MP giderim verimleri yüksek olmasına karşın alıcı ortamlara deşarj edilen günlük çıkış atıksu miktarı göz önüne alındığında önemli miktarlarda MP salınımı söz konusudur. Bu çalışmada, Bursa'nın Gemlik ilçesi evsel atıksularının arıtıldığı AAT'nin farklı ünitelerinden 12 ay boyunca alınan atıksu ve çamur numunelerinde MP'lerin özellikleri incelenmiştir. Tesisin 7 farklı noktasından toplanan atıksu ve çamur numuneleri, organik ve inorganik giderme metotları ile farklı işlemlere tabi tutularak MP'ler numunelerden ayrılmıştır. MP'ler önce stereo mikroskop kullanılarak boyut, şekil, renk olarak sınıflandırılmış ve sayımı yapılmıştır. Ardından ATR-FTIR spektroskopi kullanılarak plastik türleri belirlenmiştir. AAT'nin giriş ve çıkış atıksuyundaki MP konsatrasyonu sırasıyla; 107.1±40.2 MP/L ve 4.1±1.1 MP/L'dir. Tesisin MP giderim verimi %96.17 olmasına rağmen Marmara Denizi'ne her gün yaklaşık olarak 74 825 000 MP deşarj edilmektedir. Çıkış atık çamurunda MP miktarı 14.3±7.1 MP/g'dır. AAT'de oluşan günlük çamur miktarı 22 ton/gün ve atık çamurda biriken MP miktarı 314 600 000 MP/gün, yıllık biriken miktar ise yaklaşık 1.15 × 10 11 MP olarak hesaplanmıştır. Atıksu ve çamur numunelerinde şekil, boyut, renk ve türde sırasıyla; lif şeklinde, 1 mm – 0.5 mm boyutunda, siyah ve şeffaf renkli ve PE, PP, PET türünde MP'ler baskın özellikte olanlar olarak belirlenmiştir.
Adsorpsiyon bio-oksidasyon prosesinin arıtılabilirlik etkinliğinin değerlendirilmesi
Bu çalışmada evsel ve endüstriyel atık suların arıtılması amacıyla, mevcut arıtma tesislerinin kapasite ve verim artışları için AB prosesinin arıtılabilirlik etkinliğinin değerlendirilmesine yönelik çalışmalar yapılmıştır. Bu amaçla AB prosesine dayalı 50 m3/gün kapasiteli saha ölçekli bir pilot tesis kurularak işletilmiştir. Pilot tesisten elde edilen sonuçlar mevcut tesis analiz sonuçları ve literatür sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Pilot tesis; A kademesi havalandırma ve çökeltme havuzu, B kademesi anoksik havuz, havalandırma havuzu ve son çökeltme havuzlarından oluşmaktadır. A kademesinde 1,72 saat, B kademesinde 10,8 saat hidrolik bekleme süreleri mevcuttur. İki kademede de % 100 geri devir, % 100 içsel geri devir debisi ile çalışılmıştır. Pilot tesiste KOİ, AKM, TN, TP giderim verimleri takip edilmiştir. Çalışma neticesinde; AB prosesi için ortalama KOİ, AKM, TN, TP parametrelerinin giderim verimleri sırasıyla % 77, % 34, % 55, % 28 olarak tespit edilmiştir. Mevcut arıtma tesisi için ortalama KOİ, AKM, TN, TP parametrelerinin verimleri sırasıyla % 90, % 85, % 76, % 73 olarak hesaplanmıştır. Her iki tesisin verimleri arasında farklılıklar ortaya çıkmıştır. Özellikle mevcut tesisin, AB prosesine dönüştürülmesi halinde, çamur yaşının oldukça azalacağından azot gideriminin zorlaşacağı ortaya çıkmıştır. 34 mg/L üzerinde gelecek olan giriş atık suyu TN konsantrasyonu olması halinde, arıtılan atık sudaki TKN konsantrasyonunun yasal limitler üzerine çıkacağı tespit edilmiştir. Mevcut tesise gelen atık suyun değişken karakteri neticesi TN parametresinin de değişkenlik göstereceğinden dolayı, mevcut tesisin AB prosesine dönüştürülmesinin kapasite ve verim artışına olanak sağlamayacağı ortaya konulmuştur.
Osmaniye ili evsel atık sularının kirlilik envanteri çalışması ve arıtma tesisi seçimi
Bu çalışmada Osmaniye İli evsel atıksularının kirlilik envanteri çıkartılmış uygun arıtma tesisi seçimi için literatür araştırması yapılmış, atıksu özelliğini ve arıtma veriminin etkisini ortaya koymak amacıyla bölgenin evsel atıksu üzerinde zamana bağlı çökelme deneyleri yapılmıştır. Osmaniye bölgesinde evsel nitelikli ham atıksuda kirletici parametreleri üzerinde yapılmış çalışmada; AKM konsantrasyonu 128 mg/L, KOİ 250 mg/L, filtre KOİ 117 mg/L, BOİ5 119 mg/L, TKN 11 mg/L ve toplam fosfor 3,3 mg/L aralıklarında bulunmuştur. Ham atıksuyun filtrasyonundan sonra AKM'den kaynaklanan ortalama %46 KOİ ölçülmüştür. Ayrıca bölgenin evsel atıksu numuneleri 15, 30, 60 ve 120 dakikalık sakin çökelmeye tabi tutulmuş ve çökelme sonucunda üst fazdan çekilen 300 mL'lik atıksudan KOİ değişimleri incelenmiştir. 120 dakikalık çökelme süresinin sonunda askıdaki katı maddelerin %75'i çökelmektedir. Çalışmaların sonucunda tüm bu özellikler değerlendirilerek hem ekonomik hem de yüksek verimde arıtma kapasitesine sahip olan stabilizasyon havuzlarının uygun olacağı düşünülmüştür.Anahtar Kelimeler : Evsel Atıksu, Atıksu Arıtımı, Stabilizasyon Havuzları
Reaktif boyar maddelerin canlı aktif çamur biyokütlesi tarafından adsorplanabilme özelliklerinin incelenmesi
Bu çalışmada canlı aktif çamurun iki reaktif boyar madde Reactive Black 5ve Cibacron Yellow HR'yi adsorplama kabiliyeti incelenmiştir. Reactive Black 5 ve Cibacron Yellow HR boyar maddelerinin aktif çamur tarafından maksimum adsorplanma kapasiteleri sırasıyla 26.04 mg/G ve 4.66 mg/g'dır. Aynı zamanda bu boyar maddelerin canlı aktif çamur biyokütlesi tarafından adsorplanma kinetiği de incelenmiştir. Her iki boyar maddenin de aktif çamurla adsorpsiyonunun yalancı ikinci dereceden hız modeline uyduğu görülmüştür. Hem RB5 boyar maddesinin hem de CBYHR boyar maddesinin (-1.2 ve -1.48 kJ/mol) aktif çamurla adsorpsiyonunun Gibbs serbest enerjileri negatif olarak bulunmuştur. Bu değerin negatif olması, adsorpsiyonun kendiliğinden gerçekleştiğini göstermektedir. Anahtar Kelimeler : Abiyotik Giderim, Reaktif Boyar Madde, Kinetik, İzoterm
Evsel atıksuların biyoelektrokoagülasyon prosesi ile arıtılması
Son Kullanılabilir nitelikte bulunan su miktarının az olması, suyun yeniden kullanımını gerekli hale getirmektedir. Bu yüzden atıksu arıtımında yenilikçi, daha etkili ve ucuz teknikleri geliştirmek zorundayız ve zorunluluk ihtiyaç haline gelmiştir. Artan nüfus ve gelişen sanayiye bağlı olarak her geçen gün farklı karakteristikte atıksularla karşı karşıya kalınmaktadır. Bu nedenle gerek maliyet açısından gerekse ortaya koyulan giderim verimi açısından ihtiyaçlara cevap verecek yeni arıtım yöntemleri için arayışlar sürmekte ve araştırmalar yapılmaktadır. Bu çalışmamızda, son yıllarda diğer arıtım yöntemlerine kıyasla maliyeti alternatif teknolojilerine göre oldukça düşük, avantajlarıyla göz önüne çıkan ileri arıtım tekniklerinden elektrokimyasal arıtım yöntemlerinden biri olan elektrokoagülasyon irdelenmiştir. Elektrokoagülasyon yöntemi ile arıtım yönteminin temel mekanizması, diğer arıtım yöntemlerine göre avantaj ve dezavantajları, önemli işletme parametreleri ve elektrokoagülasyonun tercih edilme sebepleri incelenmiştir.
Tekstil sektöründeki atık su arıtma tesisleri için mikro hidroelektrik santraller
Çevrenin korunmasına yönelik ülkemizdeki yasal mevzuatlar gereği, endüstriyel tesislerin üretim süreçlerinde farklı amaçlar için kullandıktan sonra ortaya çıkan atık sular, atık su kanallarına deşarj edilirken belirli standartları sağladıktan sonra deşarj edilmelidir. Bu nedenle endüstri tesislerine atık su arıtma tesisleri kurulmaktadır. Bunun yanı sıra gün geçtikçe tüketim alışkanlıklarındaki değişiklikler ve endüstrileşme, su ihtiyacının artmasına; iklim değişikliği ve su kirliliği; kullanılabilir suyun azalmasına neden olmaktadır. Karşımıza çıkan su sorununu çözebilmek için yeni su kaynaklarını arayıp bulmak veya farklı su kaynaklarını farklı konumlara taşımak gibi geleneksel stratejiler tek başına yeterli olmadığı gibi sürdürülebilir de değildir. Sektör bazında inceleme yapıldığında ise tekstil endüstrisinin, nicelik kadar nitelik açısından da çevre kirliliğinin en önemli kaynaklarından biri olduğu görülmüştür. Tekstil sektöründe diğer sektörlere göre daha büyük miktarlarda su tüketilmektedir ve tüketilen suyun büyük bir kısmı atık su olarak ortaya çıkmaktadır. Tekstil atık suları, sudan uzaklaştırılması zor olan ve aynı zamanda atık suya yoğun renk veren başlıca kirletici olarak boyarmaddeler içermektedir. Tekstil atık suyunun arıtılmadan doğrudan deniz, nehir veya herhangi bir su kaynağına deşarjı ciddi çevre sorunlarına yol açmaktadır. Oluşan çevre sorununun önüne geçebilmek için Atık su Arıtma Tesisleri (AAT) faaliyete geçmeye başlamıştır. Atık su arıtma tesislerinde kullanılan yöntemler; kimyasal, fiziksel ve biyolojik metot olarak alt kollara ayrılmaktadır. Arıtma esnasında kullanılan bu yöntemler yağ, gres, askıda katı madde, renk gibi parametrelere etki ederek atık suyun arıtılmasını sağlamaktadır. Atık su arıtma tesislerine enerji verimliliği yönünden bakıldığında su kaynakları verimliliği artarken tesisin bu işlem için harcamış olduğu elektrik enerjisi artmaktadır. Bu yüksek enerji tüketiminin önüne geçebilmek amacıyla farklı yenilenebilir enerji kaynakları devreye girmektedir. Bunlardan biri olan mikro hidroelektrik güç sistemleri kurulum maliyetinin düşük olması, çevre dostu olması, hava koşullarından bağımsız olarak çalışması, bakımının kolay ve az olması, kurulum için büyük alanlara ihtiyaç duyulmaması gibi olumlu sebeplerden dolayı tercih edilmektedir. Bu çalışmada tekstil sektöründeki atık su arıtma tesislerinde kullanılabilecek mikro HES (Hidroelektrik Santraller) ile enerji üretimi hedeflenmiştir. Bu amaçla Matlab/Simulink kullanılarak benzetimler gerçekleştirilmiştir Elde edilen sonuçlara göre modellemelerin başarılı olduğu görülmüştür.
Suları kirleten yağların temizlenmesindelignoselülozik atıklardan üretilmiş selüloz bazlımodifiye süngerlerin kullanılması
Artan endüstriyel faaliyetler ve petrol sızıntıları, su ekosistemleri için ciddi bir tehdit oluşturan yağ kirliliğini önemli bir çevre sorunu haline getirmiştir. Bu çalışmanın amacı, sürdürülebilir ve düşük maliyetli bir çözüm olarak lignoselülozik atıklardan selüloz bazlı, modifiye edilmiş süngerler üretmek ve bu süngerlerin sudan yağ temizleme performansını değerlendirmektir. Bu kapsamda, tarımsal ve orman endüstrisi atıkları gibi yenilenebilir kaynaklardan elde edilen selüloz lifler, kriyojenik dondurma ve liyofilizasyon yöntemleri kullanılarak üç boyutlu gözenekli bir sünger yapısına dönüştürülmüştür. Üretilen süngerlerin yüzey özelliklerini iyileştirmek ve hidrofilik karakterlerini hidrofobik hale getirmek amacıyla steoril klorit ile esterifikasyon reaksiyonu gerçekleştirilmiştir. Bu kimyasal modifikasyon ile süngerlerin suyu itme yeteneği artırılmış, yalnızca yağları seçici biçimde adsorplama özelliği kazandırılmıştır. Malzemelerin yapısal, morfolojik ve kimyasal özellikleri Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR), Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), temas açısı ölçümleri ve yüzey enerjisi analizleri ile detaylı olarak karakterize edilmiştir. FTIR analizleri, modifikasyon sonucunda sünger yüzeyinde yeni fonksiyonel grupların oluştuğunu doğrulamış; SEM görüntüleri ise malzemenin gözenekli yapısını ve liflerin düzgün dağılımını ortaya koymuştur. Temas açısı testleri, modifiye süngerlerin su ile temas açısının 140°'nin üzerine çıktığını, yani süngerin süperhidrofobik özellik kazandığını göstermiştir. Modifiye selüloz süngerler, motor yağı, bitkisel yağ, dizel, toluen gibi farklı yağ ve kimyasallarla yapılan adsorpsiyon deneylerinde test edilmiştir. Süngerlerin kendi ağırlıklarının 12 ila 17 katı arasında değişen oranlarda yağ emebildiği ve bu kapasitenin tekrarlanan kullanımda da büyük ölçüde korunduğu gözlemlenmiştir. Ayrıca, süngerler mekanik sıkma ve düşük devirli santrifüj işlemleri ile on döngüye kadar rejenerasyona uğratılmış ve adsorpsiyon performanslarında %85'in üzerinde verimlilik korunmuştur. Bu sonuçlar, lignoselülozik atıklardan üretilen selüloz süngerlerin yalnızca çevre dostu ve ekonomik değil, aynı zamanda yüksek performanslı bir yağ tutucu malzeme olduğunu göstermektedir. Elde edilen bulgular, bu tür malzemelerin petrol sızıntılarının temizlenmesinde ve endüstriyel atık suların arıtılmasında geleneksel yöntemlere kıyasla etkili ve sürdürülebilir bir alternatif oluşturabileceğini ortaya koymaktadır.
Krom (VI) indirgeme yapan arıtma tesislerinde nanotanecik yüklü aktif karbon kullanılarak krom (VI) giderim performansının arttırılması
Bu çalışmada Cr+6 giderimini kimyasal reaksiyonlar sonucu indirgeme yoluyla sağlayan atık su arıtma tesislerinde çıkış suyunu en son nanotanecik yüklü aktif karbon filtrelerinden geçirerek krom giderim performansının arttırılması amaçlanmıştır. Gümüş nanopartikülle kaplanan aktif karbon filtreler arıtma tesisinin son aşaması olan nötralizasyon tankının çıkışına yerleştirilmiş ve burada çıkış sularının standart aktif karbon filtrelerden geçirilmesiyle elde edilen krom giderim verimi ile nanapartiküllü filtrelerin giderim verimi kıyaslanmıştır. Çalışmada pH etkisi, temas süresi ve adsorban miktarı gibi parametrelerin incelenmesi ile gerekli optimizasyon şartlarının belirlenmesi için farklı pH'larda (pH = 6-8-10), farklı temas süreleri (30.dk., 60. dk., 90. dk.) içerisinde ve farklı adsorban miktarlarıyla (9 kg, 12 kg, 15 kg) atık su numuneleri alınmıştır. pH ayarlamaları yapılırken arıtma tesisinin bağlı olduğu organize sanayi bölgesinin deşarj limitleri (pH= 6-10) göz önüne alırken adsorban miktarı belirlenirken de standart 15 kg'lık aktif karbon filtreler referans alınarak maksimum 15 kg minimum 9 kg olacak şekilde değişken adsorban miktarları kullanılmıştır. Temas süresi olarak 30 dakikalık periyotlar seçilmiştir. Yapılan atık su analiz sonuçlarında gümüş nanopartikül kaplı aktif karbon filtrelerin en iyi giderim verimini 90. dakikada 15 kg'lık filtrelerde ve pH=6'da sağladığı gözlemlenmiştir. Buda bize giderim veriminin temas süresi ve adsorban miktarı ile doğru orantılı, pH ile ters orantılı olarak değişim gösterdiğini kanıtlamaktadır. Bütün bu analiz sonuçları değerlendirildiğinde gümüş nanopartiküllü filtrelerin standart aktif karbon filtrelere kıyasla ortalama %50'lik bir oranla daha iyi krom giderimi sağladığı gözlemlenmiştir. Ayrıca periyodik (3 hafta arayla) olarak alınan atık su analizleri ile filtrelerin kullanım ömürleride karşılaştırılmıştır. Buradan elde edilen verilerle nanopartikül kaplı filtrelerin standart aktif karbon filtrelere nazaran 2 kat daha uzun süre kullanılabileceği ortaya çıkmaktadır. Bu karşılaştırmalar sonucu düşük bir yatırım maliyeti ile krom gideriminde büyük avantajlar sağlanabileceği gözlemlenmiştir. Kimyasal arıtım yapan bir atık su arıtma tesisinin çıkışında denenmiş olan bu gümüş nanopartiküllü filtrelerin göstermiş olduğu performans ile endüstriyel kullanıma da uygun olduğu tespit edilmiştir.
Tekstil endüstrisi atıksularının inert elektrotlar kullanılarak elektrokatalik oksidasyon yöntemi ile arıtımı
Küresel iklim değişikliği ve hızlı sanayileşme suya olan ihtiyacın her geçen gün daha da artmasına sebep olmaktadır. Sanayi kökenli atıksuların büyük bir kısmı, tekstil endüstrisinde kullanılan ve atık su olarak deşarj edilen sular teşkil etmektedir. Bu suların arıtımında çevre dostu fiziksel ve kimyasal arıtma yöntemleri öne çıkmaktadır. Bu çalışmada elektrokimyasal arıtma yöntemleri (EKM) incelenmiş ve tekstil atık suyundaki yüksek konsantrasyonlu boyayı uzaklaştırmak için Ru/Ir/Ti, RuO2/IrO2/TiO2 ve yüksek yoğunluklu grafitten yapılmış elektrotlara dayanan bir elektrokatalitik oksidasyon yöntemi irdelenmiştir. Bu çalışmada incelenen tekstil atık suyu, güçlü renk, yüksek organik içerik, yüksek pH, yüksek kalıcılık, toksisite ve düşük biyolojik bozunabilirlik ile karakterize edilmektedir. Boya oksidasyon süreci; anot malzemesi, pH, sıcaklık ve bunlara ek olarak çözeltideki klor iyonlarının konsantrasyonu ile elektrolit konsantrasyonuna (NaCl) bağımlıdır. Bu parametrelere göre tekstil atıksuyu incelendiğinde, %87'lik maksimum çıkış değerine, 150 mA/cm2 akım yoğunluğunda ve 5 g/L NaCl konsantrasyonunda ulaşıldığı görülmüştür. Akım yoğunluğuna bağlı olarak atık sudan rengin giderilmesi RuO2/IrO2/TiO2 için %92 ve Ru/Ir/Ti anotlar için %98'dir. Grafit elektrot için maksimum %90'lık bir boya giderimi elde edilebilmiştir. KOİ parametresi (grafit elektrot) için, 100 mA/cm2 akım yoğunluğunda ve 10 dakikalık çözelti işleme süresinde %77'lik maksimum giderim elde edilebilirken aynı akım yoğunluğunda Ru/Ir/Ti ve RuO2/IrO2/TiO2 elektrotları için KOİ giderme yüzdesi %83'tür. Sonuç olarak, elektrokatalitik oksidasyon yönteminde; renk giderimi, KOİ ve TOC'nin akım yoğunluğu ve su arıtma süresi gibi parametrelere bağımlılığı dikkate alındığında, atık su arıtma prosesinin verimliliğinin Ru/Ir/Ti> RuO2/IrO2/TiO2 > grafit sırasıyla arttığı görülmüştür. Düşük işletme maliyeti ve düşük kimyasal kullanımı ile karakterize edilebilecek elektrokatalitik oksidasyon yöntemi, arıtma yöntemleri arasında önemli bir yere sahiptir.
Hümik asit esaslı adsorban maddelerle ağır metal giderimi
Özellikle son yıllarda kömür madenciliğinin gelişimine bakıldığında, dışa bağımlı alternatif yakıtların ülkemize girmesi (ithal kömür, doğalgaz gibi), ulusal çevre mevzuatının yerli kömürlerimizin yakılmasıyla ilgili getirdiği kısıtlamalar ve kömür kullanımının yarattığı çevresel sorunlar kömür kullanımının yaygınlaştırılmasında darboğazlar oluşturmaya başlamıştır. Bu nedenle, kömürden alternatif ürünler elde edilmesi amacıyla çeşitli çalışmalar yapılmaya başlanmıştır. Bu kapsamda; bu tez çalışmasında, düşük kalorili Türk linyitlerinden biyoteknolojik yöntemle üretilen hümik asitten, ağır metal giderimi için kullanılabilecek adsorban madde elde edilmesi amaçlanmış ve bu adsorban maddenin ağır metal giderim kapasitesi belirlenmeye çalışılmıştır. Kesikli (Batch) adsorpsiyon tekniği ile gerçekleştirilen deneylerde, Bursa kömüründen elde edilen hümik asit esaslı adsorban maddenin sulu çözeltilerdeki ağır metalleri adsorplama etkinliği incelenmiştir. Adsorpsiyon deneyleri için laboratuvar ortamında ağır metal içeren sentetik atıksular hazırlanmış ve hümik asit esaslı adsorban madde ile Cu+2 ve Zn+2 ağır metallerinin giderim veriminin belirlenmesi amacıyla değişik bekleme sürelerinde, stok çözeltideki değişik ağır metal konsantrasyonlarında, farklı adsorban madde dozlarında ve farklı pH değerlerinde çalışmalar yapılmıştır. Cu+2 ve Zn+2 adsorpsiyonu deneysel sonuçlara Langmuir ve Freundlich izotermleri uygulanarak değerlendirilmiştir. Sonuç olarak, hümik asit esaslı adsorban maddenin ağır metallerin giderilmesinde etkin bir şekilde kullanılabileceği tespit edilmiştir.
Çevre eğitimi uygulamaları kapsamında su analizleri için yöntem geliştirme
Bu çalışmanın amacı, atık su ve içme suyu kimyasal analizleri için, uygulaması kolay ve ekonomik olacağı düşünülen, çevre eğitimi ve endüstriyel alanlardaki uygulamalı çalışmaları da destekleyebilecek bir yöntem geliştirmektir. Bu amaç kapsamda, Farklı derişimlere sahip standart çözeltilerden hareketle çözelti renk şiddetine bağlı olarak "Derişim Kontrol Kartları"nın geliştirilmesi ve bu kartların KOİ, Amonyum ve Nitrat parametrelerinin analizinde kullanılması hedeflenmiştir. Geliştirilen yöntemin uygulanabilirliği test edilmiş ve güvenirlik-geçerlilik çalışmaları, ayrıca yapılmıştır. Bu amaçla, araştırmacı tarafından çeşitli içme suyu ve atık su numuneleri üzerinde, kontrol kartları ile tespit edilen derişim aralıkları, spektrofotometre cihazları ile uygun sayıda yapılan ölçümlerden sonra elde edilen derişim değerleri ile karşılaştırılmıştır. Bu çalışmalardan sonra, yöntemin ekonomik ve uygulanabilir olduğu, eğitim-öğretim faaliyetlerinde ve endüstriyel uygulamalarda kullanılabilecek bir yöntem olduğu sonucuna varılmıştır.
Tarımsal esaslı biyokütle karışımı ve bundan hazırlanan aktif karbonla sulu çözeltilerden Cr(VI) giderimi
Uygulama kolaylığı ve çevre dostu olarak kabul edilen adsorpsiyon prosesi atıksuların ileri arıtımında en sık uygulanan arıtma yöntemlerinden biridir. Adsorpsiyon prosesi ucuz ve bol bulunan tarımsal atıklar ve bunlardan üretilen etkin adsorbentlerin kullanımıyla tercih edilen bir proses olmuştur. Bu çalışmada; Ülkemizde tarımsal faaliyetlerinin yaygınlığı nedeniyle önemli miktarlarda üretilen ve agro-endüstrilerde işlenen kayısı, badem ve şeftali çekirdeklerinin kabukları karışımından ve bu karışımın KOH ile kimyasal aktivasyon ve piroliziyle elde edilen aktif karbon (AC) olmak üzere iki adsorbent hazırlanmıştır. Her bir adsorbent; kül tayini, elementel analiz, BET yüzey alanı, gözenek hacmi, pHzpc, FT-IR, Boehm titrasyonu ve SEM analizleriyle karakterize edilmiştir. Hazırlanan her bir adsorbentin adsorplama etkinliğini ortaya koymak ve ticari AC ile kıyaslamak amacıyla, her bir adsorbentle ayrı ayrı Cr(VI) adsorpsiyon deneyleri yapılmıştır. Adsorpsiyon deneylerinde Cr(VI)'nın giderilmesi üzerine; başlangıç pH'sı, adsorbent dozu, temas süresi, sıcaklık, başlangıç Cr(VI) konsantrasyonu ve yabancı iyon varlığının etkileri incelenmiş, elde edilen sonuçlar adsorpsiyon izotermlerine, kinetik modellere uygulanmış ve elde edilen aktif karbonun Cr(VI) adsorpsiyon kapasitesi ve bazı termodinamik parametreler hesaplanmıştır. Üçlü karışımdan doğrudan hazırlanan adsorbentin 5.32276 m2/g yüzey alanı ve 0.0048 cm3/g gözenek hacmine sahip olduğu, en iyi özelliklere sahip aktif karbonun (AC) ise üçlü karışımın KOH/üçlü karışım oranı 6/40 olacak şekilde KOH ile kimyasal aktivasyonu ve takiben piroliziyle elde edilmiştir. Elde edilen yeni AC'nin 1413 m2/g yüzey alanı ve 0.5937 cm3/g gözenek hacmine sahip olduğu belirlenmiştir. Ham karışımdan hazırlanan adsorbent, yeni AC ve ticari AC'nin sulardan 50 mg/L Cr(VI)'yı giderimi için en uygun pH, adsorbent dozu ve dengelenme süresinin; yeni AC için; pH 2, 4 g/L adsorbent dozu ve 30 dk, ticari AC için; pH 2, 5 g/L adsorbent dozu ve 90 dk, üçlü karışım için; pH 2, 20 g/L adsorbent dozu ve 60 dk olduğu belirlenmiştir. Kinetik verilerin üçlü karışımda birinci, yeni AC ve ticari AC'de ise 2. derece kinetik eşitliklere uyduğu tespit edilmiştir. Her bir adsorbent için aktivasyon enerjilerinin sırasıyla 19.499, 37.956 ve 69.24 kJ/mol olduğu hesaplanmıştır. Veriler Cr(VI) hadsorpsiyonunun Langmuir izotermine uyduğunu, termodinamik parametreler ise adsorpsiyonun eksotermik davranış gösterdiği ve kendiliğinden bir mekanizmayla meydana geldiğini göstermiştir.
Boksit kullanılarak sulardan fosfat giderilmesi
ÖZET Doktora Tezi Boksit Kullanılarak Sulardan Fosfat Giderilmesi H. Soner ALTUNDOĞAN Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı 1998, Sayfa: 302 Fosfatlar yüzey suları için önemli kirlilik potansiyeline sahip maddelerdir. Fosfor, tabii sularda meydana gelen ötrofikasyon olayının anahtar elementi olarak bilinir. Bu sebepten özellikle evsel atık sularda ve bazı endüstriyel atıklarda bulunabilen fosfatların giderilme zorunluluğu vardır. Fosfatlar, atık sularda inorganik (orto ve kondense) ve organik fosfat yapılarında bulunabilirler. Sulardan genellikle, biyolojik işlemler, kimyasal çöktürme ve bu ikisinin kombinasyonu olan yöntemlerle uzaklaştırılırlar. Ancak bu yöntemlerin bazı dezavantajları sebebiyle, son yıllarda adsorpsiyon teknikleriyle sulardan uzaklaştırılmaları da yoğun olarak araştırılmaktadır. Bu çalışmada alüminyum üretiminin ham maddesi olan boksit kullanılarak sulu ortamdan fosfatların uzaklaştırılması araştırılmıştır. Bu amaçla orijinal ve 600 °C'de 2 saat ısıtılarak aktifleştirilmiş boksit ile, orto, kondense (tripoli fosfat) ve organik (glisero fosfat) fosfatların adsorpsiyonuna çeşitli faktörlerin etkileri araştırılmıştır. İki veya üç fosfat türünü içeren çözeltilerden fosfatların giderilmesine pH'nın etkisi incelenmiştir. Ayrıca her iki adsorbentle orto, tripoli ve glisero fosfatları adsorbe etmiş örneklerden fosfatların desorpsiyonuna pH'nın etkisi incelenmiştir. Adsorpsiyon deneylerinden elde edilen sonuçlar adsorpsiyon izotermlerine uygulanmış ve bazı kinetik, termodinamik ve kütle transferi hesapları yapılmıştır. Son olarak fosfatların sürekli bir kolon sisteminde giderilmesini incelemek amacıyla -50+100 mesh fraksiyonundaki boksit örneği ilefarklı pH'lardaki orto, tripoli ve glisero fosfat çözeltilerinden fosfatın giderilmesi incelenmiştir. Boksit ile fosfat adsorpsiyonu önemli ölçüde pH'ya bağlıdır. Orto, tripoli ve glisero fosfatın orijinal boksit ile adsorpsiyonu için en uygun pH değerleri sırasıyla 4.45, 5.40 ve 3.20 olarak belirlenirken, bu değerler aktif boksit durumunda 4.32, 5.81 ve 4.72 olarak belirlenmiştir. Bu pH'larda 100 mi 10 mg-P/1 konsantrasyonuna ve 0.01 M NaCl içeriğine sahip orto, tripoli ve glisero fosfat çözeltilerinin 1 g orijinal boksit örnekleriyle 2 saat boyunca 25 °C'de temas ettirilmesiyle elde edilen giderme verimleri sırasıyla % 67.3, % 58.0 ve % 40 olarak gerçekleşmiştir. Aktif boksit durumunda optimum pH'larda elde edilen giderme verimleri sırasıyla % 73.8, % 76.7 ve % 71.1 olurken, bu giderme verimlerinin sağlanması için ihtiyaç duyulan doz orto fosfat için 2.5 g/l, tripoli ve glisero fosfat için ise 5 g/l olarak belirlenmiştir. Orijinal ve aktif boksit ile üç fosfat türünün de adsorpsiyonu adsorbent yüzeyindeki adsorplanan maddenin konsantrasyon değişimini esas alan birinci derece kinetik ifadeler olan Lagergren, Modifıye Freundlich ve Elovich eşitliklerine uyum göstermektedir. Orijinal boksit ile orto, tripoli ve glisero fosfat için 25°C'deki Lagergren hız sabitleri 0.028, 0.009 ve 0.055 dk"1; aktif boksit için ise 0.024, 0.014 ve 0.026 dk"1 olarak hesaplanmıştır. Ayrıca artan sıcaklık ile hesaplanan adsorpsiyon hız sabitlerinin genel olarak arttığı belirlenmiştir. Aktifleştirme sonrası boksitin adsorpsiyon kapasitesi önemli ölçüde artmaktadır. Orijinal boksit ile orto, tripoli ve glisero fosfatın adsorpsiyonu için belirlenen Langmuir adsorpsiyon kapasiteleri 25 °C'de 1.045, 0.787 ve 0.606 mg-P/g iken aktif boksit için bu değerler sırasıyla 4.129, 2.251 ve 2.227 mg-P/g'dır. Ayrıca artan sıcaklık ile bu adsorpsiyon kapasitelerinin arttığı ve adsorpsiyon entalpi değişimlerinin endotermik olduğu belirlenmiştir. Orijinal boksit ile orto, tripoli ve glisero fosfatın adsorpsiyonu için entalpi değişimleri sırasıyla 14.68, 15.06 ve 8.17 kJ/gmol-P olurken, aktif boksit için bu değerler 25.36, 31.89 ve 34.89 kJ/gmol-P'dir. İki veya üç fosfat türünü içeren karışımlarla yapılan deneyler, gerek orijinal gerekse aktif boksit durumunda farklı fosfat türlerinin adsorpsiyonunun pH'ya bağlı olarak seçimlilik arz ettiğini ve fosfat türlerinin birbirlerinin adsorpsiyon etkinliğini azalttığını göstermiştir.Ill Fosfatların desorpsiyonu önemli ölçüde pH'ya bağlı olup, kuvvetli asidik ve bazik ortamlarda desorpsiyon verimleri yüksektir. Her iki adsorbentle üç fosfat türü için de minimum desorpsiyon etkinlikleri, adsorpsiyonun maksimum olduğu pH'lar civarında gerçekleşmektedir. Orijinal boksit ile başlangıç pH'sı 2.5 olan çözeltilerle yapılan kolon çalışmalarında orto, tripoli ve glisero fosfat için elde edile adsorpsiyon yoğunlukları 0.270, 0.163 ve 0.145 mg-P/g'dır. Elde edilen bu değerler kesikli çalışmalarda aynı boksit fraksiyonu için elde edilen değerlerden oldukça yüksektir. Orijinal ve aktif boksit ile orto, tripoli ve glisero fosfat adsorpsiyonunun bir ligand değişim mekanizmasıyla meydana geldiğine inanılmaktadır. Ligand değişiminde önemli rol oynayan boksitin yüzey hidroksil gruplarının miktarının aktifleştirmeyle arttığı belirlenmiştir. Orijinal ve aktif boksitin yüzey hidroksil gruplarının miktarının potansiyometrik titrasyon yöntemi kullanılarak sırasıyla 3.5 1x1 0"4 and 7. 19x1 0"4 mol OH/g olduğu belirlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Orto, kondense ve organik fosfat adsorpsiyonu, boksit, adsorpsiyon kinetiği, adsorpsiyon izotermleri, desorpsiyon
Bitkisel yağ sanayii atıksularının karakterizasyonu ve arıtılabilirliği
ÖZET DOKTORA TEZİ BİTKİSEL YAĞ SANAYİİ ATIKSULARININ KARAKTERİZASYONU VE ARITILABİLÎRLİĞI Yusuf SAATÇİ Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Çevre Mühendisliği Anabilim Dalı 1999, Sayfa : 84 Bitkisel yağ sanayi, en önemli sanayi sektörlerinden biridir. Tarımsal endüstrinin bir parçası olarak bitkisel yağ üretimi, çevre kirliliğine önemli düzeyde katkıda bulunmaktadır. Türkiye'de bitkisel yağ sanayi atık sularının arıtımı ve karakterizasyonu üzerinde birçok çalışma yapılmıştır. Fakat bu endüstri tarafından üretilen atık suların yapısı, miktarı ve atık yükleri ile arıtım alternatifleri yetence incelenmemiştir. Bu çalışmada, Elazığ'da bulunan Karadeniz Birlik Doğan Erdil Yağ Fabrikası, bu sektörün bir örneği olarak seçilmiştir. Fabrikanın üretim metodu değerlendirilmiş ve fabrika atık sularının karakterizasyonu incelenmiştir. Çalışmanın ilk aşamasında ayrı ve birleşik ham çıkış sularının kalitesi araştırılmıştır. Pilot ve laboratuar ölçekli modeller kullanılarak fiziksel, kimyasal ve biyolojik arıtma alternatifleri denenmiştir. Bu çalışmalar esas alınarak arıtma işlemleri ve proseslerin en verimli kombinasyonu belirlenmiştir. Sonuçlar ÇHF sisteminde KOİ'nin %17.65-69.12, yağ-gres gideriminin ise % 28.50-76.32 düzeyinde olduğunu göstermiştir. Sonuçlar ayrıca asit ile emülsiyon kırma ve kireç ile koagülasyon prosesinde KOİ ve yağ-gres gideriminin sırası ile % 63.19-80.66 ve % 76.95-83.38 arasında değiştiğini gösterdi. Alum ile koagülasyonda % 88.14-92.99 oranında KOİ ve % 69.89-92.11 oranında yağ-gres giderildiği haldeII demir (IH) klorür kullanımı ile %. 94.66-96.25 oranında KOİ ve % 93.81-96.16 yağ- gres giderilmiştir. Alum ile koagülasyonda elde edilen arıtma verimi alum-kil kullanımı ile % 94.66-95.37 KOİ ve % 96.88-97.78 yağ-gres değerlerine yükseltildi. Yağ kapanı çıkışından alman atıksuların ÇHF-YAHÇY'nda arıtılması ile KOİ ve yağ-gres sırası ile %85-91 ve % 82-88 oranında uzaklaştırıldı. Sonuç olarak Elazığ'da bulunan Karadeniz Birlik Doğan Erdil Yağ Fabrikası atıksuları yağ kapanı-ÇHF-YAHÇY-AÇ arıtım zinciri ile arıtıldığında çıkış suyu kalitesi, Türkiye'deki Su Kirliliği Kontrol Yönetmeliği'nin bitkisel yağ sanayii atıksuları için belirlediği standartlara ulaşabilmektedir. Anahtar Kelimeler: Bitkisel yağ sanayi, Atıksu, Arıtım, Yağ kapanı, Çözünmüş hava flotasyonu, Koagülasyon, Aktif çamur, Yukarı akışlı havasız çamur yatağı.
Yüksek organik madde içeren atık suların havasız çamur yataklı reaktörlerde arıtılması
ÖZET YÜKSEK LİSANS TEZİ YÜKSEK ORGANİK MADDE İÇEREN ATIKSULARIN HAVASIZ ÇAMUR YATAKLI REAKTÖRLERDE ARITILMASI Sibel ASLAN Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Çevre Mühendisliği Anabilim Dalı 2002, Sayfa 77 Havasız çamur yataklı reaktörler, gıda/meşrubat, içki ve ziraat gibi çeşitli endüstrilerden gelen yüksek güçteki atıksuların arıtımı için giderek artan şekilde uygulanmaktadır. Havasız çamur yataklı reaktörler, mekanik bir karıştırma ve reaktör dışında bir çökeltme birimine ihtiyaç göstermeyen, ilk yatırım maliyeti nispeten düşük ve yapısı oldukça basit bir havasız arıtma prosesidir. Verimliliği, yatırım ve işletme maliyetlerinin düşük ve işletilmesinin kolay olması gibi sebeplerle, özellikle gelişmekte olan ülkeler için uygun bir atıksu arıtma alternatifi olarak görünmektedir. Bu çalışmada aynı cins ve çapta iki reaktör kullanılmıştır. Alıştırma devresi boyunca sentetik atıksu geri devrettirilmiştir. Reaktörlerin giriş ve çıkışından alınan numunelerde pH, KOİ, TKN, TP, TKM, AKM, UKM ve alkalinite analizleri, numune alma musluklarından alman numunelerde ise T AKM ve UAKM analizleri yapılmıştır. Çeşitli organik yük, hidrolik yük ve hidrolik bekleme zamanlarında elde edilen arıtma verimi ve oluşan metan gazı miktarı incelenmiştir. Aynı zamanda bu parametrelerin gaz-katı-sıvı ayırımına olan etkisi incelenerek, en iyi ayırımın gerçekleşmesi için gerekli olan optimum şartlar araştırılmıştır. Anahtar Kelimeler : Havasız Çamur Yataklı Reaktörler, Granülasyon, Yüksek Organik Madde İçeren Atıksular, Gaz-Katı-Sıvı Ayırımı
Evaluation of industrial sludge produced from textile and leather industrial wastewater in energy and environmental applications
In this study, catalytic (y-zeolite and activated alumina) and non-catalytic pyrolysis properties of sludge obtained from the biological treatment of leather and textile industrial wastewater plants were investigated by different methods. Iso-conversional model-free methods, such as Kissinger-Akahira-Sunose (KAS), Flynn-Wall-Ozawa (FWO), and Friedman were utilized to evaluate the kinetic and thermodynamic parameters. The calculated average E_a (activation energy) values of catalytic and non-catalytic pyrolysis with y-zeolite and activated alumina (Al2O3) were determined to be in the range of 170.63-182.77, 117.78-123.1 and 129.32-135.92 kJ/mol, respectively. GC/MS analyses showed that the oil obtained from the non-catalytic procedure was rich in fatty acids, steroidal compounds, and N-compounds. Activated alumina was very effective in removing nitrogen containing compounds from the oil. On the contrary, y-zeolite promoted de-oxygenation and de-acidification reactions and, as a result, the oil became rich in alkanes and alkenes which improved its quality as a fuel. As a result, y-zeolite can be used as an effective catalyst to improve the decomposition rate of sludge, and to upgrade the pyrolytic oil. of the experimental studies, activated carbon was produced at different carbonization temperatures and saturation rate to evaluate the solid product obtained by the pyrolysis of the sludge. For this purpose, a two-factor experimental design method, 4-level carbonization temperature and 2-level saturation ratio, was carried out. In the second stage, to evaluate the solid residue of sludge an activated carbon were produced at different carbonization temperature and different impregnation rate, for this reason a full factorial experiment was designed with two factors which are carbonization temperature with 4 levels and impregnation ratio with 2 levels. As a result, Carbonization temperature (℃) was the most effected factors on surface area by 69.07 % contribution. Therefore, surface area increased with the increase of the temperature until achieved the maximum at 550 ˚C then decreased with the increasing of the temperature.
Tekstil endüstrisi atıksularından fenton prosesi ve biyosorpsiyon yöntemi ile renk giderimi ve örnek tesis modeli
Sentetik tekstil boyarmaddesi olan reaktif grubu remazol red ve remazol yellow boyarmaddelerinin biyosorpsiyon ve fenton prosesi yöntemi ile giderimi bu çalışma kapsamında araştırılmıştır. Biyosorpsiyon deneyleri için ayçiçeği küspesi biyosorbent olarak kullanılmıştır. Deneylerde boyarmadde biyosorpsiyonu için; pH, başlangıç konsantrasyonu, biyosorbent miktarı etkisi, elektrolit etkisi, temas süresi ve sıcaklık etkisi gibi parametreler incelenmiştir. Deneysel verilere yalancı birinci ve ikinci derece adsorpsiyon kinetiği, Langmuir ve Freundlich adsorpsiyon izotermleri uygulanmıştır. Ayçiçeği küspesine ön ve elementel analizi uygulanıp, FTIR spektrum alınmıştır. Fenton ve foto-fenton prosesleri için yapılan deneylerde; demir sülfat miktarı, hidrojen peroksit miktarı ve pH etkisi incelenmiş, kinetik çalışmaları yapılmıştır.
Endüstriyel atıksuların membran biyoreaktör (MBR) sisteminde arıtım çalışmaları ve verim değerlendirmeleri
Yapılan deneysel arıtım çalışmalarında; hem Membran Biyoreaktör (MBR) Sisteminin hem de Aspergillus Versicolor ve Rhizopus Arrhizuss karışık kültürünün tekstil endüstrisi ve metal kaplama endüstrisi atıksuları üzerindeki arıtım kapasitesi incelenmiştir. Deneysel sonuçlara göre renk giderimi % 54,8 - %70,7 ve KOİ giderim verimi % 72,5 - % 89,6 değerleri arasında bulunmuştur. Bilecik I. Organize Sanayi Bölgesinde faaliyet gösteren bir metal kaplama tesisinden alınan ham atıksuyun membran biyoreaktör sisteminde yapılan arıtım çalışmasında; Cr+6 'nın Cr+3 'e %61,32 oranında indirgendiği gözlemlenmiştir. MBR sisteminin pH değerinin 2-3 aralığında olmasından dolayı Cr+6 'nın indirgendiği, karışık kültürün etkisinin olmadığı tespit edilmiştir. Çalışmanın ikinci aşamasında; Bilecik I. Organize Sanayi Bölgesinde faaliyet gösteren fabrikaların üretim süreçleri sonucunda ortaya çıkan endüstri atıksularının Bilecik I. Organize Sanayi Bölgesi Biyolojik Aktif Çamur Sistemi'nde gerçekleşen 6 aylık arıtım verimleri incelenmiştir. İrdelenen sonuçlara göre; biyolojik arıtma öncesi fiziksel ve kimyasal arıtım sistemlerinden geçen atıksuyun arıtıldığı biyolojik arıtım sisteminin MBR sistemine dönüştürülebileceği ön görülmüştür. Anahtar Kelimeler: Membran biyoreaktör; endüstriyel atıksu arıtımı; biyolojik arıtım; rhizopus arrhizuss; aspergillus versicolor.
Laboratuvar ölçekli yapay sulak alanda atıksu arıtımı
Bu çalışmada laboratuvar ölçekli yapay sulak alanda sentetik evsel atıksuyun farklı debilerde ve farklı yapay sulak alan türlerinde arıtma verimliliği araştırılmıştır. Yatay Yüzeyaltı Akışlı Yapay Sulak Alan ve Serbest Yüzey Akışlı Yapay Sulak Alan olmak üzere iki yapay sulak alan için 0,9 L/sa, 3,36 L/sa ve 9,12 L/sa debide reaktörler laboratuvar ölçeğinde kurulmuş olup, 24 saatte bir alınan örneklerin KOİ analizi, ham atıksu ve arıtılmış atıksuların azot ve fosfor analizleri yapılarak giderim verimleri karşılaştırılmıştır. Bitki seçiminde absorban olarak yüksek arıtma verimine, çok yıllık ve yapay sulak alanlarda yaygın kullanıma sahip olma özelliklerine bakılarak Typha Domingensis (Hasır, Saz Otu) kullanılmıştır. %90'ın üzerinde çıkan KOİ arıtma verimine sahip arıtılmış atıksuların Toplam Kjeldahl Azotu ve Toplam Fosfat Fosforu analizleri yapılmış olup, pH ve iletkenlikleri de ölçülmüştür. Toplam Kjeldahl Azotu analizinde %65-95 arasında verim gerçekleşirken, Toplam Fosfat Fosforu analizinde %14-54 arasında giderim sağlandığı gözlemlenmiştir.
Treatability of antibiotics in sequential buoyant filter/aerobic and multichamber/aerobic systems
In the context of this thesis, the treatability of oxytetracycline (OTC), amoxicillin (AMX), tylosin (TYL) and erythromycin (ERY), which are toxic and non-degradable antibiotic compounds were investigated in an sequential Anaerobic Multichamber Bed Reactor (AMCBR)/aerobic Continuously Stirred Tank Reactor (CSTR) and sequential Anaerobic Buoyant Filter Reactor (ABFR)/aerobic Continuously Stirred Tank Reactor (CSTR) reactor systems at increasing OTC, AMX, TYL and ERY loading rates and decreasing HRTs. COD, OTC, AMX, TYL and ERY removal efficiencies, total and methane gas productions, methane contents, TVFA, Bic.Alk., TVFA/Bic.Alk. ratios were investigated separately in AMCBR and ABFR at increasing OTC, AMX, TYL and ERY loading rates and decreasing HRTs. High COD, OTC, AMX, TYL and ERY removals were obtained in the AMCBR reactor compared to the ABFR reactor. High methane productions and methane yields were obtained in the AMCBR versus ABFR reactor.High COD, OTC, AMX, TYL, ERY removal efficiencies and methane gas contents were obtained at high HRTs in the AMCBR and ABFR reactors. TVFA, Bic.Alk., TVFA/Bic.Alk. ratios were found between optimum values in the AMCBR and ABFR reactors through continuous operation. The toxic OTC and AMX were transformed to less toxic intermediate products namely alfa-Apo, beta-Apo OTC and to diketopiperazine, respectively in the AMCBR and ABFR reactors. High acute toxicity yields were obtained with the bioassays performed by Vibrio fischeri and Daphnia magna in the sequential AMCBR/CSTR reactor systems. The substrate removal in the AMCBR was performed according to Grau-second order, Stover-Kincannon kinetic model. At high OTC concentration the inhibition was explained with Haldane kinetic model. The methane obtained from the AMCBR reactor can be used to recovery a partial part of the expenses utilized in the sequential anaerobic/aerobic reactor with simultaneous OTC, AMX; TYL and ERY removals.Keywords: anaerobic multichamber bed reactor (AMCBR), anaerobic buoyant filter reactor (ABFR), oxytetracycline (OTC), amoxicillin (AMX), tylosin (TYL), erythromycin (ERY), anaerobic treatment, anaerobic/aerobic treatment, toxicity, kinetic, inhibition, Daphnia magna, Vibrio fischeri
Effects of anaerobic and aerobic sequentials in the treatment of Polyaromatic Hydrocarbons(PAHs)from a petrochemical industry wastewater
The aerobic and sequential anaerobic/aerobic treatment of fifteen PAHs [acenaphthene (ACT), fluorene (FLN), phenanthrene (PHE), anthracene (ANT), carbazole (CRB), fluoranthene (FL), pyrene (PY), benz[a]anthracene (BaA), chrysene (CHR), benz[b]fluoranthene (BbF), benz[k]fluoranthene (BkF), benzo[a]pyrene (BaP), indeno[1,2,3-cd]pyrene (IcdP), dibenz[a,h]anthracene (DahA), benzo[g,h,i]perylene (BghiP)] were studied in the aerobic continuous stirred tank reactor (CSTR) and sequential anaerobic inverse turbulent bed reactor (ITBR)/aerobic CSTR system from the real petrochemical industry wastewater. Among the biosurfactants [(Rhamnolipid (RD, Emulsan (EM) and Surfactin (SR)] used it was found that the maximum PAH yields were obtained with RD biosurfactant at optimum sludge retention times (SRTs) and hydraulic retention times (HRTs). RD decreased significantly the inert chemical oxygen demand (COD) and the slowly degradable COD concentrations in the effluent of CSTR at optimum SRT and HRT. The main removal mechanism of the total PAHs was biodegradation. The maximum total PAH yields were observed with RD biosurfactant in the anaerobic ITBR system at optimum HRTs. The contribution of aerobic reactor to the removal of PAH in the sequential system was the biodegradation of the PAHs, of the PAH metabolites and of the dissolved COD remaining from the anaerobic reactor. The PAHs were mainly biodegraded according to the Monod and to the Modified Stover Kincannon in aerobic and anaerobic reactors, respectively. The PAHs exhibited inhibitions according to the competitive kinetic at high biosurfactant concentrations. High acute toxicity removals were observed in sequential reactor at optimum HRT and RD concentration using the Daphnia magna and Vibrio fischeri. The electric energy obtained from the methane in the anaerobic reactor can be used to recover partly the total electricity expenses for the sequential reactor.Keywords: anaerobic inverse turbulent bed reactor, aerobic continuous stirred tank reactor, biosurfactant, polycyclic aromatic hydrocarbons, petrochemical industry wastewater, toxicity
Biological treatment and toxicity removal from wastewaters containing chlorinated aromatic compounds in rotating perforated tubes and brush biofilm reactors
Rotating perforated tubes and rotating brush biofilm reactors were used for 4-chlorophenol (4-CP), 2,4-dichlorophenol (2,4-DCP), 2,4,6-trichlorophenol (2,4,6-TCP), COD and toxicity removals from synthetic wastewater. Box-Wilson and Box-Behnken statistical experiment design methods were used to evaluate the experimental results and determine the optimum operating conditions maximizing chlorophenol, COD and toxicity removals. Toxicity of wastewater was analyzed by dehydrogenase enzyme activity known as resazurin assay method.Both reactors were found to be very effective in removing chlorophenols over a large range of operating conditions. Chlorophenols and their degradation intermediates were the major toxic compounds causing low COD and chlorophenol removals. Nearly complete removal of chlorophenols required high biofilm surface area (high A/Q ratio) and high feed COD contents yielding high biomass densities. Percent chlorophenol and toxicity removals increased with increasing feed COD and A/Q ratio and with decreasing chlorophenol concentrations for both reactors. Percent COD removal increased with increasing feed COD up to a certain concentration and decreased with further increases in the feed COD. High A/Q ratio and low feed chlorophenol concentrations yielded high COD removals. To avoid inhibition of high chlorophenol concentrations on the biofilm microorganisms and to obtain high COD, chlorophenol and toxicity removals, the system should be operated at high A/Q ratio and feed COD.RTBR seemed to be more effective for removal of COD and chlorophenols when operated under the same A/Q ratio due to formation of thicker and denser biofilms on the tube surfaces. Similar trends were observed for percent toxicity removals.RTBR performed better than RBBR at high chlorophenol concentrations yielding high COD, chlorophenol and toxicity removals.
Ağır metallerin sulu çözeltilerden polimer membranlar ve polimer adsorplayıcılar kullanılarak ayrılması
Bu çalışmada, Fe(III), Cu(II), Zn(II) iyonlarının sulu çözeltilerden filtrasyon tekniği ile ayrılması araştırıldı. Ayrırma polivinil alkol / selüloz kompozit membranları ile yapıldı. Aljinik asit ve polivinil alkol polimerleri tutulmayı arttırma amacıyla kompleksleştirici polimerler olarak kullanıldı. Ek olarak PMMA co EA' ın Fe(III) çözeltisi boyunca adsorplanma davranışı çalışıldı. Fe(III) çözeltilerinin filtrasyonunda; basıncın, membranın PVA içeriğinin, karıştırma hızının ve pH' ın tutulma ve akıya etkisi incelendi. Fe(III) çözeltisi için optimum tutulma 1,5 karıştırma hızında, 60 Psi basınçta, pH 3' te kompleksleştirici ajan olarak AA varlığında, % 0,25 PVA (m/v) / selüloz kompozit membranlar kullanılarak % 82 olarak bulundu. Cu(II) çözeltilerinin filtrasyonunda; pH' ın ve basıncın tutulma ve akıya etkileri çalışıldı. Cu(II) çözeltisi için optimum tutulma 1,5 karıştırma hızında, 60 Psi basınçta, pH 7' de, PVA varlığında % 0,25 PVA (m/v) / selüloz kompozit membranlar kullanılarak % 44 olarak bulundu. Zn(II)' nin sulu çözeltileri değişik pH ve değişik membran içerikleri ile filtre edildi. Zn(II) için optimum tutulma % 0,25 PVA (m/v) / selüloz kompozit membranlar kullanılarak AA varlığında pH 7' de, 60 Psi basınçta ve 1,5 karıştırma hızında % 52 olarak bulundu. PMMA co EA' nın Fe(III) çözeltilerindeki maksimum tutulması pH 5' te, karıştırma hızı 2' de ve 60 dakika temas zamanında % 60 olarak bulundu.
Enhanced biological phosphorus removal in wastewater
in ABSTRACT Enhanced biological phosphorus removal involves design and operational modifications of the conventional biological treatment plants, incorporating an anaerobic operating phase somewhere in the process. Enhanced biological phosphorus removal systems support the growth of a biological population that has a much higher cellular phosphorus content. Discharge of phosphorus-rich waste solids from the system results in lower effluent phosphorus concentrations and higher waste sludge overall phosphorus content of 3-6 percent Phosphorus removal capacity in an enhanced biological phosphorus removal system is mainly related to the organic matter content of the wastewater, and generally expressed as BOD/P or COD/P ratio. Li this study, of Bio-P removal processes, A/O process has been modified by adding an anoxic stage at the beginning of the system to remove the nitrate-nitrogen completely before entering the anaerobic zone. This modified process protects anaerobic stage from nitrates and hence maximizes the phosphorus removal at low sludge loading rates as well, where nitrification is unavoidable. In the study, effect of hydraulic loading rate, organic loading rate, sludge loading rate and sludge age on enhanced biological phosphorus removal have been observed, on a piot-plant scale system fed and operated continuously with synthetically prepared wastewater. High organic matter concentrations applied to achieve high organic loading rates also resulted in the simulation of some industrial wastewaters and their treatability which are rich in phosphorus content Completely-mixed anoxic reactor in this system has been replaced with fixed-bed anoxic reactor in order to compare the sludge settling characteristic, which is a common problem in nutrient removal plants.