839
Archived Theses
0
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Discipline
An inventory study for municipal sludge production in Agean Region-Turkey
Recently, more disciplined studies are carried out in domestic waste water treatment in Turkey. To date, the chosen method that is applied to several projects was leading to problems during implementation because of the factors such as costs, climate conditions, operating problems. The modern plants built in parallel with developing technology and science, the applied projects have showed more successful results.The vast amounts of sewage sludge have been produced at municipal wastewater treatment plants (WWTPs). The management of the sludges is a great challenge because produced sludge amounts to only a few percent by volume of the processed wastewater, but its handling accounts for up to fifty percent of total operating costs.Although, many countries estimate their sludge production based on some criteria like wastewater characterization, wastewater collection systems, applied wastewater treatment technologies, etc., it is very limited to find a full inventory for the production, sludge processing and disposal during the municipal/domestic wastewater treatment. These kinds of inventory studies are required to be providing a sustainable sludge management.In this thesis, the major municipal/domestic wastewater treatment plants were examined in the Aegean Region selected as pilot area, and the questionnaire in the Appendices of the thesis have been filled out by technical personnel, who are responsible for the plant operations, and the status of existing plants have been discussed according to the results of the inventory.The wastewater treatment plants in Aegean region, which are located in the province of Muğla, have been mainly studied since the plants have changing flow-density depending on the touristic activities. The examined plants have been visited and compared with the other plants. The periodic observations of the municipal wastewater treatment plants have been done including summer and winter sessions.In this thesis, the major municipal/domestic wastewater treatment plants in Aegean Region of Turkey, were examined based on an inventory study. The survey results have showed that although many practical applications are in progress for the sludge processing as well as the wastewater treatment, the information on the sludge production is very limited.
Bilgisayar simülasyonu ile membran biyoreaktör sisteminde enerji optimizasyonu için örnek çalışma: Konacık belediyesi
In this thesis, designing and operating conditions of existing treatment plant units compared to the results with ATV-DVWK-A 131 E standards for Konacık Municipality in Bodrum Domestic Wastewater Treatment. After then decreasing of energy consumption of the treatment plant was aimed and a computer simulation program (BioWin) was used for this purpose. In order to minimize the operational costs depending on energy consumption, two alternative operating strategies were generated by using BioWin program. At the end of the study, existing treatment plant operating data, results of calculations made considering ATV-DVWK-A 131 E standards, and results of the simulation program were compared. Existing design and operational conditions were confirmed according to ATV-DVWK-A 131 E standards and the most cost effective and appropriate operational condition considering effluent quality was determined.
Hydrogen gas production by electrohydrolysis of cheese whey using photovoltaic cells (PVC)
Cheese manufacturing industry generates large amounts of high strength wastewater characterized by high chemical oxygen demand (COD) concentration and its disposal constitutes a serious environmental problem with total sugar being mainly responsible for its high COD contents. In this respect the production of hydrogen gas from cheese whey using electrohydrolysis method with simultaneous COD removal presents a promising and novel approach.In this study, hydrogen gas production with simultaneous COD removal was observed by application of different DC voltages to cheese whey wastewater with DC power suppliers connected to power grid and also with electrical power generated by a photovoltaic cell (PVC). Hydrogen production yields, hydrogen production rates, energy conversion efficiencies, COD removals were considered as criteria for performance comparison.
Temperature effects on the performance of an anaerobic membrane biorector
Temperature is the one of the most significant parameter which affects the efficiency of the biological reactors. Treatment efficiency is usually higher in anaerobic biological systems operated at high temperatures. Especially, removal of organic matters under mesophilic conditions is much more than according to the psychrophilic conditions. However, heating the anaerobic reactors requires energy and it causes high operating costs.In membrane systems, increasing temperature decreases the viscosity and increase of the flux becomes at high temperatures. Thermophilic systems could be accepted more advantageous because increase of the flux is a preferred situation in membrane operating. However, increase of the temperature can change the anaerobic biological reactor as qualification and quantity.Operating a laboratory scale anaerobic membrane bioreactor at different temperatures and determining how operating temperature affect the system efficiency are the main purpose of this study. A laboratory scale side-stream anaerobic membrane bioreactor was operated under mesophilic and thermophilic conditions for this aim. The model reactor was consisted of an anaerobic bioreactor (UASB) connected to a membrane module (UF). Synthetic wastewater consisted of diluted molasses was used in this study. The anaerobic reactor was operated in two influent COD concentrations as 5,000 and 10,000 milligram per liter at both mesophilic and thermophilic conditions. Efficiency in the system was examined that considering the COD removal and methane formation parameters. Also, the effects of temperature alterations were determined on flux.
Energy based approaches to integrated waste management
The fast and unrestrained growth of population and the changes in the life style of people have brought problems. Economic progress causes intensification of energy demand, and increase of population provokes boost of waste amount. As a result, complications in energy supply, waste management sector are commenced.Waste is a significant source of energy. Here we should take into account that composition of waste plays a significant role in energy recovery potential. Recapture of energy from waste creates important advantages as electricity, heat or power by using various techniques. It is necessary to mentioned that for all of these activities accurate planning, financing, collection and transportation are asset.Current waste management practices in Turkey mainly consider environmentally acceptable disposal of solid waste as a priority issue. Solid waste is generally disposed of by landfilling after a partial recycling. Energy recovery from solid waste is not applied widely. Hence, there is a great potential for waste-to-energy recovery projects in Turkey.With considering the potential and the needs in waste-to-energy recovery sector in Turkey, this study aims to define the principals of waste-to-energy recovery methods (i.e. gasification, incineration, pyrolysis and landfill), to evaluate and compare these methods in terms of technical applicability and financial feasibility and to conduct a baseline study for the assessment of waste-to-energy recovery method applicable in Turkey?s conditions. It also aims to develop waste management approach to integrated waste management systems.It was determined that difference in electric energy generation during waste-to-energy recovery processes (pyrolysis, incineration, gasification and landfilling) is not substantial; and characteristic such as economical and ecological constrains, land availability, political and cultural views may influence energy recovery option. The significant uncertainty in results for landfill gas recovery potential was found. The results for waste-to-electricity projects for Canakkale and Kusadasi sites are significantly fluctuated as compared to LFG potential results based on literature information and models approaches. Waste- to-electricity projects for Canakkale and Kusadasi sites can be reliable as electricity generated within them is enough to cover user?s needs for Canakkale or Aydin provinces. Moreover, Canakkale and Kusadasi projects are comparable with renewable energy assignments within country.
Application of an anaerobic biomembrane system on the treatment of high strength industrial wastewaters
In the scope of this thesis, performance of a laboratory scale side-stream anaerobic biomembrane system was evaluated. System was composed of an upflow sludge blanket reactor (UASB) and Ultrafiltration (UF) membrane. Diameter and volume of the anaerobic reactor was 20 centimeter and 10 liter, respectively. Water jacket was used to get access to mesophilic conditions in the reactor. Pall Microza SLP-1053 hollow fiber UF membrane module was used after the anaerobic reactor. Molecular weight cut-off (MWCO) and surface area of the membrane was 10 kilo Dalton and 0.1 square meters, respectively.Synthetic wastewater consisted of diluted molasses was used. Before membrane commissioning, low organic loading rates (OLR) were applied in order to get steady-state conditions in the anaerobic reactor. After that, OLR was increased up to 15 kilogram COD per cubic meter per day step by step. As a result of the experimental studies, minimum COD removal efficiencies were obtained at lowest HRT applications. A maximum efficiency of 95 percent at OLR of 7.5 kilogram COD per cubic meter per day and HRT of 2 day was achieved. The efficiency of the system decreased with increasing organic loading rate.At the end of the study, kinetic parameters of the system were determined by applying some biokinetic models.
Biohydrogen gas production from wastewater treatment sludge by dark fermentation
The decrease in fossil fuel resources revealed an urgent need for new and clean energy sources. Hydrogen is a clean and high energy fuel and considered as potential substitute for fossil fuels. Chemical, physical and biological methods are used for the production but, biological methods have certain advantages over the others. Dark fermentation is one of the biological hydrogen gas production processes. It is simple and practical with high rate and yield of formation. Sustainable biohydrogen production requires available and low cost, carbon containing raw material. Wastewater treatment sludge, which is an important environmental problem, could be a suitable raw material for biohydrogen production due to its high organic substance content. Utilization of waste sludge for hydrogen generation may help sludge management and sustainable energy production.In the light of these facts, the study aimed to determine the significant factors that affect hydrogen production from waste sludge by dark fermentation. For this purpose, sludge hydrolysis method and conditions were determined in the first stage of the study. Three hydrolysis methods as single stage acid, single stage heat treatment and two stage sequential acid-heat treatment were applied to sludge. Two-stage hydrolysis provided 4 times and 0.5 times higher total sugar concentrations compared to acid and heat treatment,respectively, under optimized conditions as t=60 min, pH=2 and T=135 degrees celcius. In the second stage of the study, the effects of media composition and fermentation conditions on hydrogen gas production from filtrate and hydrolyzed sludge were investigated. The most important factors were initial biomass concentration and fermentation pH. The yield of production reached to 3.3 mol/glucose at 5g/L biomass concentration and at pH=5. External addition of nitrogen and protein did not affect the production substantially. The yields and rates of production form filtrate were slightly higher than the rates and yields from sludge.
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
Implementation of occupational health and safety management system in transformer manufacturing
The aim of the studies on the business health and the business security is to protect employees from industrial accidents and job illnesses, and provide them with an healthier work environment. In our country, shows significant improvements in the industrial field. Increased production and profitability of enterprises, the necessary measures are not taken as a result of holding workers' health and lifethreatening increase in the number of accidents at work and occupational diseases seen. Besides the legislation brought into force by government, international standarts such as OHSAS 18001 play an important role in improving work safety and health data in a country. OHSAS/TS 18001 Occupational Health and Safety Management Systems is a management system in which the precautions against hazards and risks are taken systematically in order to avoid possible accidents and impacts in the workplaces and provide a better working climate. In this study, OHSAS 18001 Occupational Health and Safety Management System, work accidents, occupational diseases and the risk assessment were explained in detail. Transformer manufacturing factory was selected as a case study and all necessary information regarding to the implementation of OHSAS 18001 Occupational Health and Safety Management System was introduced. In this context, inputs and outputs of both oil and dry type transformer production processes were investigated. Occupational Health and Safety Field Teams responsibilities were determined. Hazard identification, risk assessment and risk control methods were described by the risk assessment procedure, and risk assesment tables were prepared. According to the risk tables, the highest score was obtained for syntaxing of upper yoke, pressing processes and transformer connections. Preventive v studies were resulted app.17% reduction in accidents and 13% reduction in wasted days. Keywords: Occupational health and safety, OHSAS 18001, risk analysis, work accident, occupational diseas, transfomer.
Mesophilic anaerobic digestibility of pre-trated sludges
Anaerobic digestion has an important role in sludge management as stabilization method. Disintegration methods have taken important role before stabilization to disrupt the sludge flocs and microbial cell walls and improve the stabilization quality. So, these methods improve sludge biodegradability in terms of more biogas production and sludge minimization.In this thesis, among the pretreatment methods microwave pre-treatment, alkaline pre-treatment and the combination of these methods were investigated with experimental studies to see the effectiveness of biodegradation and biogas production on anaerobic digestion. Sludge sample was taken from the return line of secondary sedimentation tank of the municipal wastewater treatment plant in Izmir.At the beginning of the studies, disintegration applications have taken part for deciding the most appropriate method. According to the results, application of microwave pre-treatment improved anaerobic digestion performance as more stabilization and biogas production.At the continuation of the experiments, lab-scale anaerobic reactors were used. Reactors were operated as batch and semi batch system under mesophilic conditions for thirty days. Results showed that volatile solids reductions and biogas productions were higher for the digesters fed with disintegrated sludge than non-disintegrated digesters. All applied method showed a positive effect on anaerobic sludge biodegradability. When comparing the applied methods in terms of sludge digestion performance, batch reactor that include 75 percent microwave pretreated sludge gave higher volatile solids reductions and higher biogas in comparison with 50 percent microwave feeded reactor. But, anaerobic semi-continuous reactors were operated with the 75 percent feeding ratio gave the best results with respect to methane production and volatile solids reduction. 50 percent microwave feeded batch reactor gave lower efficiencies then the other two reactors in terms of methane production. At the same time, disintegration processes did not affect sludge dewatering properties positively.
Application of aerobic sludge stabilization supported with different pretreatment techniques
In this lab-scale study, alkali and microwave pretreatment methods were used as pretreatment techniques to modify sludge stabilization. The study consists of three main parts. In the first optimization part, optimum operational conditions of microwave pretreatment alone and combined alkaline and microwave pretreatment applications were determined to obtain the most effective sludge stabilization. Central composite design (CCD) was used as a statistical method and disintegration degree (DD) was used as a criteria of solubilization.In the second part of the study, effect of previously determined optimum pretreatment method on performance of organic matter degradation and dewaterability characteristics of mesophilic aerobic digestion as a stabilization process was investigated by operating a lab-scale semi ? batch aerobic digester during 30 d. Results were compared with the results of a parallel unpretreated sludge fed aerobic digester. Inoculum sludge which was provided from aerobic digester of municipal wastewater treatment plant (WWTP) in Manisa, and feed sludge which was provided from return line of secondary sedimentation of domestic WWTP in Izmir were mixed to prepare content of aerobic digester.In the third part of the study, thermophilic aerobic digestion was operated for 30 d, and the effect of thermophilic temperature range on performance of organic matter degradation were evaluated. Analysis were carried out periodically and feeding were carried out daily. Organic matter degradation efficiency of reactors were evaluated according to vector attraction requirements of US Environmental Protection Agency (EPA). As different from other parameters, oxygen uptake rate (OUR) and observed yields (Yobs.) were carried out to demonstrate the accuracy of findings of this study.
Determination of landfill gas by using methematical models
In the year of 2012, the landfilling is the most common solid waste disposal method both in the world and in Turkey. Developed and improved waste processing techniques such as composting, gasification, and incineration has started to be used after 1980s, especially in developed countries, but still not widespread. Because landfilling is the simplest and the most economically available method among the others with its low initial investment and operational costs.In the content of the thesis, as initial steps; the properties of MSW are introduced followed by the presentation of landfilling techniques, reactions occur in the waste body, and leachate production. Then, LFG generation and kinetics are given followed by LFG mathematical modeling. Four different LFG generation models are introduced in this part of the study.A case study is included to the thesis; the determination of LFG capacity of the Harmandali landfill site in Izmir-Turkey. This landfill has 90 ha of area and has been operated since 1992. The site will be closed by the end of 2014. For this purpose, the composition and characteristics of Izmir MSW is obtained, and used for the calculation of the model variables of k and L0. The studied LFG models were operated with obtained variables and the results are compared and discussed.
Preparation of solids balances for municipal wastewater treatment facilities
Mass balance is a well-known method in many engineering applications including reactor design, process evaluation, and benchmarking. This method assumes and calculates the remaining stable the outputs and inputs of substances in a mass flow system. In environmental engineering field, preparation of mass balances is considered as a very important tool to compute the fluxes of substances compare operational conditions and check the general validity in wastewater treatment facilities (WWTFs). It is a very current way to compute the influent and effluent flows and their characteristics at wastewater treatment plants. However, application of mass balances on WWTP data is mainly difficult since the treatment processes are dynamic systems and the variability of the influent loading is unknown (Puig et al., 2008).Although mass balance calculations have been preferred to improve the quality of WWTF information (Meijer et al. 2002), getting reliable information from raw WWTF data is mainly not possible. For example, to establish a mass balance in the biological WWTFs having activated sludge units for process integrity, all in- and outgoing flows including the activated sludge composition and sludge production should be known (Puig et al., 2008). For process design including mass balances, the use of mathematical modeling of wastewater treatment processes has taken great attention based on engineering scale applications since 1990s and early 2000s. To evaluate and refine process configurations not only in the design of a particular unit process, but also in terms of plant-wide effects, some companies have developed simulation software programs such as BioWin (EnviroSim Associates Ltd., Flam borough, Ontario, Canada); GPS-X (Hydromantis Inc., Hamilton, Ontario, Canada); ATV-131 E (DWA, Germany) (WERF, 2010). The models are very useful to develop the steady-state mass balances of the integrated plant processes regarding the influent and effluent characteristics, kinetic and stoichiometric parameters, and the effects of sidestream loads.In this MSc. Thesis, a spread-sheet was developed by using Microsoft Excel to calculate the mass balance in biological WWTFs. It is capable to present how different wastewater treatment processes and their recycled flows affect the mass balance results. This research has been studied with three kinds of biological wastewater treatment processes -conventional activated sludge process, extended aeration activated sludge process, and A2/O process (BNR)- and flows. It has been computed with three iterations for each processes since there is no need for further iteration. The flows are 1000 cubic meter, 10,000 cubic meter, and 100,000 cubic meter. The constants and coefficients were chosen the same for all processes so it was suitable to comparison. It computed flow, BOD, TSS loads and recycle streams for conventional and extended aeration active sludge systems while flow, BOD, TSS, Org-N, NH4+-N, NO3--N, TN and TP loads were taken into account for biological nutrient removal system (BNR). In the calculations, medium strength domestic/municipal wastewater characteristics were used. The results showed that the conventional active sludge system is less stable than the other processes since its iteration differences exceeding 5 percent are higher than those in the other processes. The computing steps and the results are given in details and compared them for the treatment processes and flows examined in the thesis.
Implementation of a GIS based system for water facilities ic Cesme
This study was conducted in Cesme (Izmir) district which is one of the most important tourism center in Turkey. Applications are proposed in order to improve the efficiency and serving quality of water operator company which is active in Cesme and its surroundings. For this purpose, Geographical Information Systems is implemented for supporting water operator company much demanded transactions.While implementing the GIS system, satellite view was ordered, plot ? parcel and street ? avenue informations were obtained, a proper database and a CAD softwares were selected, field studies were carried out in order to detect the locations of the existing water subscribers. The obtained informations were integrated to the GIS system and questioning is improved which goes slowly on the project layouts such as monitoring plot ? parcel information. Each subscriber supply mainline was determined, thereby affected subscriber information maps during the mainline breakdowns were created. Reliable leak ? leakage calculations were made with the support of location based water meter reading values of subscribers.In conclusion the necessary applications such as monitoring network equipments, monitoring regional water usage, estimating new settlements plot ? parcel water demand, detecting affected subscriber during the water shortage, subscriber supply mainline detection, subscriber location control, plot ? parcel location control, street ? avenue location control and regional leak ? leakage calculation were provided to the water operator company by using the GIS system.
Aydın Çine'de eğitimin çevresel farkındalık üzerine etkisinin değerlendirilmesi
In spite of the fact that environmental and water education activities have in recent years accelerated in Turkey, studies on this subject have been carried out at primary level. Whereas, it is known that it must be performed in the solution of water-based problems by identifying with for all common wealth of environmental education and with real life. In this study "Steps from Çine for our World Water Management Project", which was conducted by Çine Municipality, was taken a poll to participants about before and after training in order to determine the contribution of education on environmental awareness, consciousness and water saving for elementary school students, housewives, village headmen and municipal employees, who live in Çine a county of Aydın. The polls were analyzed with McNemar's test by using SPPS 13 package of 0.05 significance levels. When we compare each group's environmental awareness and consciousness levels before and after education, it has been seen a meaningful diversity at their environmental diversity and consciousness levels on farmers, housewives and students, whereas on municipal employees haven't been seen statistically a meaningful diversity. As for when we compare water saving levels of groups before and after training, on housewives have been seen a meaningful diversity at water saving, whereas on municipal employees, students and farmers haven't been seen statistically a meaningful diversity. Keywords: Environmental awareness, environmental consciousness, water saving
Greenhouse gas inventory for an industrial wastewater treatment plant
Industrial wastewater treatment plant from a food factory is taken as case study for preparing greenhouse gas inventory in Kemalpasa, Izmir. The scope of the inventory is limited to identifying sources and calculating of the gases emissions. At the conclusion part, activities beneficial that reduce emissions are explained for this wastewater treatment plant. Community-level/ industrial inventory is prepared that includes emissions from activities in the plant of the company such as energy consumption and transportation. As a first step of this study, boundaries and activity categories of the organization are determined and activity data are collected according to "top-down" approach. In the calculation part of the study, a methodology is chosen for calculation of emissions which is called "greenhouse gas data is multiplied by the factors of greenhouse gas emissions." According to this method, greenhouse gas emissions are calculated by collected data entering into a calculation program. The programs are defined "stationary combustion tool", "purchased electricity tool" and "transportation tool" by Greenhouse Gas Protocol. Stationary combustion tool is used for calculating direct emissions from fossil fuel consumption. Purchased electricity tool is related to indirect emissions as electricity consumption of the equipment and transportation tool is related to other indirect emissions related to the transfer of wastewater chemical needs. In this study, direct and indirect greenhouse gas emissions is calculated as of 2178.35 tons/year (due to the fossil fuels) and 903.37 tons/year (due to the electrical consumptions) respectively. After carbon dioxide emissions are determined for the wastewater treatment system, carbon management methods are discussed for reducing the carbon dioxide emissions. Finally tree planting method is preferred to carbon offsetting as it is the cheapest and easiest method that can be applied for the company. As a result, the company can be neutral by planting 5173 number of tree with 25865 TL cost in each year. In addition, reducing the sludge quantities that is processing in the rendering unit will be resulted in drastic decrease in fossil fuel consumption, and thus in extreme decrease in direct greenhouse gas emissions. Theoretic studies shown that transporting of the sludge to the landfill site results with 931.27 tons carbon dioxide emissions to atmosphere; the company can plant only 1552 tree and pay 7760 TL to become carbon neutral in each year. Keywords: Greenhouse gas inventory, GHG Protocol, carbon offsetting, calculation
Determination of quality changes in treated wastewater during percolation through the soil media
A laboratory-scale soil aquifer system (SAT) was investigated in this thesis to determine the quality changes that occur in secondary treated wastewaters during percolation through soil media. The experimental setup consisted of soil-packed vertical columns, which were equipped with multiple ports at different depths for effluent sample collection. The system was operated with two different operational cycles that consisted of three-wetting/four-drying days and seven-wetting/seven-drying days. All experimental studies were carried out in columns that contained an effective soil depth of seventy-five centimeters using silt loam soil collected from an agricultural field in Menemen (Izmir). The experiments were conducted with synthetically prepared wastewater and with the secondary treated effluents of Cigli (Izmir) municipal wastewater treatment plant. In the first part of the thesis, the removal of dissolved solids, organic matter and nutrients were investigated from synthetic secondary treated wastewater (SSTWW) and real secondary treated wastewater (RSTWW). Temperature, pH, salinity, electrical conductivity, total dissolved solids, oxidation-reduction potential, dissolved oxygen, total organic carbon, chemical oxygen demand, ammonium-nitrogen, nitrate-nitrogen, nitrite-nitrogen, total nitrogen and phosphate-phosphorus were measured during the first part of the thesis and their changes during percolation through soil columns were assessed based on fundamental removal mechanisms. First stage experimental studies were carried out for fifty-five and twenty-five week periods using SSTWW and RSTWW, respectively. In the second part of the thesis, fate of heavy metals was investigated through the columns operated with synthetic single metal solutions. Copper, lead and zinc were selected for experimental studies carried out for twenty-one weeks. Overall, it could be concluded that laboratory-scale SAT system was effective in the removal of dissolved solids, organic matter, nitrogen, phosphate and heavy metals. Biodegradation, adsorption, ion exchange, precipitation and filtration were found to be the most effective mechanisms for polishing of secondary treated wastewater using SAT system. Keywords: Soil aquifer treatment (SAT), soil columns, organic matter, nutrients, heavy metals, wastewater reuse, wastewater polishing, secondary treated wastewater.
Membran biyoreaktör sistemlerin modellenmesi
As a result of the ever-increasing the world population, declining fresh water source has given rise to the need for conservation management of wastewater more efficiently. Accordingly, it has increased the need of wastewater reuse applications. Especially due to the benefits of the low space requirement and nutrient removal, the important of the membrane bioreactor (MBR) has emerged. Obtaining better quality effluent with the expansion of membrane bioreactor, wastewater can be reused and accordingly, fresh water sources can be protected more effectively. It is obvious that the increase in the efficiency of wastewater treatment with the use of membranes in the biological processes provides an important contribution to the protection of water sources. To achieve targeted results with the use of membrane bioreactor processes, system design and determination of the optimum operating parameters have a great importance. For this reason, the issues that must be considered for membrane bioreactor design are investigated and the design phases described in this study. The bioreactor design was made according to the ATV-DVWK-A 131 E design criteria for the municipal wastewater. The required bioreactor volume and oxygen demand were calculated according to the different MLSS, SRT and Recycle Ratio and the results were compared for integrated and separated MBR system. Consequently, examining the effects of the some important parameters on the operational of membrane bioreactor system were tried to determine. Keywords: Membrane bioreactor (MBR), desig, wastewater treatment, ATVDVWK-A 131 E.
Source apportionment of persistent organic pollutants in Aliaga industrial region
Ambient air samples of aromatic hydrocarbons (PAHs) and polychlorinated biphenyls (PCBs) were collected during four seasons (winter, spring, summer, and fall) at forty different sites in Aliaga that is one of major industrial areas in Izmir, Turkey including several pollutant sources such as a large petroleum refinery and a petrochemical complex, scrap processing iron?steel plants with electric arc furnaces (EAFs), scrap storage and classification sites, steel rolling mills, a natural gas?fired power plant, a very dense transportation activity of ferrous scrap trucks, heavy road and rail traffic, a ship dismantling area, and busy ports with scrap iron dockyards. Spatial and seasonal variations of PAHs and PCBs were determined by passive sampling in 2009 and 2010. Source apportionments of PAHs and PCBs in the region were determined using Positive Matrix Factorization (PMF) method. Three different factors were identified for both PAHs and PCBs. While sources of PAHs were determined as residential heating and coal usage, iron-steel production, and vehicular exhaust emissions, PCBs sources were determined as iron-steel production (consisting of steel-making and ship dismantling) emissions, residential combustion (coal and wood), and a mixed source (technical PCB mixtures + combustion). Keywords: Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), polychlorinated biphenyls (PCBs), Positive Matrix Factorization (PMF), source apportionment, Aliaga.
Bir otoyol tünelini kullanarak emisyon faktörlerinin belirlenmesi ve türetilmesi
Carbon monoxide, nitrogen oxides, particulate matter, total suspended solids and sixteen polyaromatic hydrocarbon compounds including naphthalene, acenaphthylene, acenaphthene, fluorene, phenanthrene, anthracene, fluoranthene, pyrene, benz(a)anthracene, chrysene, benzo(b)fluoranhene, benzo(k)fluoranthene, benzo(a)pyrene, indeno(1,2,3,cd)pyrene, dibenz(a,h)anthracene, benzo(g,h,i)perylene were investigated in the tunnel air of the Karşıyaka tunnels in Izmir, with the aim to calculate emission factors based on tunnel sampling data and estimations by the vehicle emission simulator MOVES. Karşıyaka tunnel air sampling was carried out at two locations in the tunnel and in two seasons (winter and summer) to study seasonal variations of carbon monoxide, nitrogen oxides and sixteen poly aromatic hydrocarbons. As a result of the tunnel measurements, emission factors are calculated as 2263.34 and 1047.1 milligrams per vehicle per kilometer for carbon monoxide and nitrogen oxides, respectively. The highest polyaromatic hydrocarbon emission factor determined for naphthalene was 110.27 micrograms per vehicle per kilometer, if the concentrations of gaseous and particulate phase polyaromatic hydrocarbons are taken as total concentration. Average emission factor of particulate matter smaller than 10 micrometer diameter are calculated as 67.11 milligrams per vehicle per kilometer. Emission factor for total suspended solids was determined as 159.99 milligrams per vehicle per kilometer. Emission factors were also estimated using the vehicle emission model MOVES. The average difference between the results of modeling with the results of the samples was 6 percent. Keywords: Carbon monoxide, emission factors, motor vehicle emission simulator (MOVES), nitrogen oxides, poly aromatic hydrocarbons.
The investigation of carbon accounting and management tools for different sludge treatment and disposal methods
The term carbon footprint, as a result of the increasing awareness of global warming, a term that has become very popular recently. Most of the greenhouse gases that cause global warming, although there are naturally in nature, a result of industrial processes increased with industrialization, human activities cause significant of these gases into the atmosphere. Wastewater treatment plants are recognized as one of the great contributors of GHG emissions. The scope of this thesis is examining the effect of wastewater treatment plants and especially sludge treatment and disposal methods on the carbon footprint. The aim of this thesis is to investigate the carbon footprint of different sludge treatment and disposal methods.
Biogenic Volatile Organic Compounds (BVOCs) emissions from the forested areas in Turkey: determination of emission factors for endemic tree species
Emission factors of biogenic volatile organic compounds (BVOCs) from seven endemic tree species (Abies nordmanniana subsp. equi-trojani: Troy Fir, Abies nordmanniana subsp. bornmuelleriana: Uludag Fir, Abies cilicica subsp. isaurica: Cilicican Fir, Liquidambar orientalis: Oriental Sweetgum, Quercus macranthera subsp. syspirensis: Ispir Oak, Quercus aucheri: Boz Pirnal Oak and Quercus vulcanica: Vulcanic Oak) grown in Turkey were determined. A dynamic enclosure system was used to sample BVOCs where a branch was enclosed in a transparent Nalofan bag, maintaining natural conditions and avoiding any source of stress. Two branches of three different trees were sampled to produce average BVOC emission factors for each species. All meteorological and environmental parameters (temperature, relative humidity, Photosynthetically Active Radiation [PAR] and carbon dioxide) inside the chamber and in air were monitored and recorded. BVOCs were collected on adsorbent tubes (Tenax) from the inlet and outlet of the chamber. Sixty five BVOCs (in five groups: isoprene, monoterpenes, sesquiterpenes, oxygenated sesquiterpenes and oxygenated compounds) were analyzed with GC/MS. All emission factors were normalized to standard conditions. Isoprene was the prominent compound for Cilicican Fir, Vulcanic Oak, Ispir Oak and Oriental Sweetgum while the others emitted mainly monoterpenes. Quantitatively, Ispir Oak, Oriental Sweetgum and Cilicican Fir were the highest BVOC emitters while Boz Pirnal Oak had the lowest emission rate. Oxygenated compounds were the third most prominent BVOC group and sesquiterpenes had slightly lower contributions. As mostly reported in the literature, coniferous and broad-leaved species emitted predominantly monoterpenes and isoprene, respectively.
Environmental management systems at ignition coil production plant
Environmental pollution continuous to increase with increasing industrialization. With new legislations, environmental management systems guide corporations to decrease pollution. Environmental management systems are the most important tool to reduce natural resource consumption and to prevent pollution in an effective and integrated way. In this study, ISO 14001 Environmental Management System standard requirements and implementation steps are described in details. Ignition coil production plant in the automotive parts industry is selected as study topic. With this scope, procedures and work instructions were established. In this framework, environmental policy was prepared, environmental aspects and impacts procedure was prepared, legal requirements, which the plant must obey, were specified, emergency situation procedure was prepared, internal audit procedure was formed. Ignition coil production processes were determined and examined. In order to apply the system, environmental aspects and impacts were defined as first in the study. Following to the evaluation, action plans were defined to realize the objectives and targets. Principally, four objectives were defined and actions were delineated. These objectives were (i) management of solid wastes (ii) management of wastewater (iii) management of waste area and chemical warehouse and finally (iv) training of employees. To realize first objective, types of waste and quantity were analyzed; as a result, plastic (fifteen percent) and domestic waste (thirty one percent) are detected as largest two waste groups. Waste separation at source was started and internal waste transfer was organized. With the start of waste separation at source, waste which could be recycled were recycled by recycling company. By this way, recycling ratio was increased from forty eight percent to sixty five percent and their environmental impacts were decreased. Waste water management was realized. To manage waste area and chemical warehouse, new waste areas have been planned, basic requirements of these waste sites defined and constructed. Finally, to increase employee's environmental consciousness, training was started.
Photocatalytic oxidation of pollutants
The major objectives of this thesis are to produce thin films (potassium lanthanum titanium oxide - KLTO) via sol-gel and spin coating method and to observe the photocatalytic degradation efficiencies of the persistent compounds in wastewater under the influence of pH and light intensity. The production of advanced nanomaterials and coatings are improving day by day. Thin film photocatalysts are generated since they are more environmentalist than the particulate catalysts which are difficult to separate from water. In order to generate thin film structure; material characterization, phase analyses, elemental analyses, microstructure and film characterization were performed to evaluate structural and morphological characterization processes of the photocatalysts (KLTO). Phenol (organic matter), methylene blue (azo dye) and cyanide (inorganic matter) photocatalytic performance experiments with different pH, initial concentration, reaction time and light intensity levels were carried out in a solar box ATLAS SUNTEST CPS+ which is simulating natural solar radiation. As a result of the studies, 13 different thin films were examined and the most effective thin film photocatalysts were determined as K2La1.5Sm0.5Ti3O10. In this respect, three main parts were composed. First, pH and light intensity are selected as variables and their effects on degradation are investigated. 75.3% of degradation of phenol was achieved at pH of 7 and 750 W/m2 of light intensity. 97% of methylene blue was degraded after three hours of radiation. And, cyanide was degraded 80.2% under alkali condition. As a second step, the kinetic of methylene blue degradation was investigated and it is fitted to a first order reaction law. Finally, ANOVA test was performed for methylene blue and according to the findings; pH and light intensity were found as the significant factors for degradation of methylene blue.
Production and application of photocatalysts for detoxification of contaminated water
The main objective of this study is to produce potassium lanthanium titanates (KLTO) photocatalysts on silicon substrates via sol-gel method by spin coating to photooxidize of cyanide and methylene-blue compounds in the water. Acute Toxicity test with Daphnia magna were performed to evaluate toxicity of methylene-blue (MB) and cyanide. Different thermal analysis - Thermogravimetry (DTA-TG), Fourier Transform Infrared (FTIR), X-Ray Diffraction (XRD) and Scanning Electron Microscope (SEM) analyses were carried out to see phase identification and surface morphology of the KLTO, respectively. Photocatalytic degredation tests were investigated in a Suntest CPS solar simulator. The measurement of an absorbance values were carried out with the help of Schmadzu UV-mini 1240 spectrometer. Batch- reactor was designed and produced for application and testing of thin films. KLTO thin films were successfully coated on silicon substrates. Photocatalytic degredation tests, SUVA toxicity tests and Acute toxicity tests were investigated. It was found that KLTO thin films exhibited less toxic effect on Daphnia magna acute toxicity test of methylene blue azo-dye and cyanide. Photocatalytic degradation tests were more successful with KLTO thin films. With the prototype reactor, KLTO thin films were collected in a designed reactor and achieved maximum efficiency.
Determination of ambient air quality by using a Gaussian dispersion model in Canakkale, Turkey
An emission inventory of primary air pollutants based on anthropogenic sources was prepared for Çanakkale within an area of 170 km to125 km, which is located in northeast part of Turkey. The city is located in Marmara Region and is included in Marmara Clean Air Center to improve air quality in the city. The emission sources were in the city broadly classified as industrial, vehicular and marine traffic and residential heating emission in systematically. The emissions and air quality levels of four primary air pollutants, namely sulfur dioxide, particulate matter, carbon monoxide and nitrogen oxides were estimated. Data on activity levels of the major industries, fuel consumptions and passing numbers in vehicles and ships, natural gas and coal consumption statistics for residential heating activities were obtained and evaluated with the related emission factor from literature according to the source for calculation of the emissions for 2013. This emission data was used to determine air quality levels by using a Gaussian dispersion model (AERMOD). Finally, for the model validation comparison of the model results with measurement data obtained from 4 different stations was carried out in this study. While industry is most polluting sector for nitrogen oxide and sulfur dioxide, most polluting sectors for carbon monoxide and particulate matter are road traffic and residential heating, respectively. Industrial plants using lignite and imported coal for energy production and some districts using lignite for residential heating are main sulfur dioxide emissions in the city. Additionally, comparisons of daily average and predicted and monitored concentrations show that overall accuracy of the predictions was relatively high. The overall accuracies of concentration predictions (d) were about the value of 61 percentages for sulfur dioxide and particulate matter and the value of 67 percentages for nitrogen dioxide.
Evaluation of RDF production from municipal solid waste: A case study for Izmir city-Turkey
Waste is an important and inevitable consequences of human activities; therefore, solid waste management becomes the most important and difficult problem for cities. As the amount of the solid wastes increases, the need to find new recovery methods increases. Therefore, these wastes can be used in the waste to energy plants or cement factories as waste fuel or refuse derived fuel (RDF). This study explains characterization, classification, production, properties and application area of Refuse Derived Fuels (RDFs) produced from solid waste of Izmir. Firstly, solid wastes are taken from three districts of each country; Karsiyaka, Bornova and Konak. After separation of recyclables, the remaining part (mostly biodegradables) of solid wastes is sieved from six different mesh sizes. The parameters performed within the project are moisture, net calorific value, organic matter, ash content, carbon content, heavy metals contents and water soluble chlorine content. The water content found 62.6 percent should be less than 35 percent with regard to the Statement about RDF of Turkey in order to provide efficient combustion process. Moreover, the chlorine content should be less than 1 percent as defined in the Statement and the average chlorine content of the samples were found as 0.86 percent. The calorific value of solid wastes in Izmir found as 2941 kcal/kg is sufficient and other parameters are appropriate with respect to the literature and Statement about RDF of Turkey If the water content is handled properly and the necessary adjustment for chlorine contents is done, efficient performance from the RDF can be obtained.
Phosphorus recovery as a struvite from sewage sludge applying Box-Behnken experimental design method
Phosphorus (P) is one of the fundamental element for all living organisms. Phosphorus recovery technologies are developing day by day because of the realizing the importance of phosphorus. While recovering the phosphorus, pipeline's clogging problem which is one of the most important problem in wastewater treatment facilities is minimized and sludge storage problem decrease. In this study, phosphorus recovery potential of sludge filtrate which obtained by electro dewatering process was investigated. In this process, recycled sludge of secondary settling tank of Bolu Municipal Wastewater Treatment Plant was used. Phosphorus were recovered as a struvite which consists of magnesium, ammonium and phosphorus. Parameters, affecting the phosphorus recovery such as temperature, mixing time and concentration of the added magnesiumhydroxide are searched for determining the optimum conditions for the phosphorus recovery. Pumice stone was used for struvite crystals. Experimental results were evaluated by using the Box Behnken Design and Minitab 17 statistical software method. At the continuation of the experiments, determined three independent variables and three values for each independent were applied to the filtrate samples of sewage sludge . Determined ranges are 24-80 0C for temperature, 30-60 minutes for mixing time and 0.1-2.0 M for magnesiumhydroxide concentration. According to the comparison results between predicted and observed phosphorus recovery values R squared was found 0.91. The maximum phosphorus recovery condition was found at 800C sample temperature, 2.0 M magnesiumhydroxide concentration and 45 minutes mixing time and the maximum value for phosphorus recovery was found as 15.8125 mg PO4-P /L. According to our experimental and statistical studies' results phosphorus recovery percent is reached 37 percent as a maximum value. Temperature of the sample and magnesiumhydroxide concentration are the most important factors which affect the phosphorus recovery. Keywords: Phosphorus recovery from sewage sludge, struvite, wastewater treatment plant problems, MAP
Arıtma çamuru işleyen gerçek ölçekli anaerobik parçalanma prosesinin ADM1 ile modellenmesi
Arıtma tesislerinde su ve atıksu arıtımı sonucu oluşan ve biyokatı olarak bilinen arıtma çamurlarının uygun arıtma işlemlerinden geçirilip gerekli çevre sağlığı kriterleri yerine getirilerek bertaraf edilmesi esastır. Evsel atıksu arıtma tesislerinde oluşan arıtma çamurlarının nihai bertarafı için tarım toprağında kullanım, düzenli depolama ve yakma yöntemleri kullanılmaktadır. Evsel atıksu arıtma tesisi çamurlarının nihai bertarafından önce arıtma çamurlarına yoğunlaştırma, stabilizasyon, şartlandırma ve susuzlaştırma akım şemasını içeren çamur işleme proseslerinin uygulanması gerekmektedir. Stabilizasyon, çamurdaki organik madde içeriğinin indirgenmesi (daha kararlı ya da inert organik ve inorganik hale dönüştürülmesi), patojen organizmaların ve toksisitenin giderilmesi ve koku potansiyelinin azaltılması amacıyla çamura uygulanan bir dizi biyolojik veya kimyasal işlemden oluşmaktadır. En yaygın kullanılan biyolojik stabilizasyon yöntemlerinden birisi anaerobik parçalanma prosesidir. Anaerobik parçalanma ile çamur stabilizasyonunun sağlanmasının yanında biyogaz üretimi yoluyla elektrik ve ısı enerjisi de üretilmektedir. Bu tez çalışmasının amacı; evsel arıtma çamurlarının gerçek ölçekli anaerobik parçalanma prosesi ile stabilize edildiği bir tesisin sistem performansının Anaerobik Parçalanma Modeli No:1 (ADM1) ile modellenmesidir. Detaylı ve yeni bir model olarak ADM1 Uluslararası Su Örgütü (IWA) tarafından geliştirilmiştir. ADM1 yapısal bir modeldir ve çok sayıda kinetik parametre ile tanımlanan dezentegrasyon ve hidroliz, asidogenesis, asetogenesis ve metanogenesis aşamalarını içermektedir. Modelde diferansiyel ve cebirsel eşitlik setleri olarak bir reaktör için 26 dinamik durum konsantrasyon değişkeni, 19 biyokimyasal kinetik proses, 3 gaz-sıvı transfer kinetik proses ve 8 adet örtülü cebirsel değişken bulunmaktadır. Modelde diferansiyel eşitlik setleri olarak bir reaktör için 32 adet dinamik durum konsantrasyon değişkeni ve ilave 6 adet asit-baz kinetik proses değişkeni bulunmaktadır. Bu tez çalışmasında yeni kurulacak anaerobik çamur stabilizasyon proseslerine temel olacak proses çalışma koşulları ve verimlerinin tahmin edilmesine katkı sağlayarak prosesin daha iyi anlaşılmasına ışık tutacak bilgilerin üretilmesi amacıyla gerçek ölçekli atıksu arıtma tesisi çamur çürütme prosesi (Hurma AAT) ADM1 ile modellenmiştir. Bu kapsamda; bir yıl süreyle Hurma AAT çamur çürütme tesisi proses verileri temin edilmiş, elde edilen proses değişkenleri proses verimliliği açısından değerlendirilmiş, Aquasim programı kullanılarak ADM1 modelinde önemli kinetik parametreler parametre tahmin yöntemi ile belirlenmiş, belirlenen kinetik parametreler kullanılarak ADM1 modeli ile gerçek ölçekli tesis proses değişkenleri tahmin edilmiş ve elde edilen sonuçlar tartışılmıştır. Hurma AAT anaerobik çamur çürütme ünitesi proses verileri bilinen proses ve durum değişkenleri (giriş çamur debisi, anaerobik tank UKM yükleme, pH, sıcaklık, UYA ve alkalite konsantrasyonları, alıkonma süresi vb.) ile proses verimleri (UKM giderim verimi, metan üretim verimi ve metan üretim hızı) açısından değerlendirilmiştir. Hurma AAT anaerobik çamur çürütme ünitesi ortalama UKM giderim verimi, metan üretim verimi ve metan üretim hızı değerleri sırasıyla %46.4, 0,49 m3CH4/kgUKMgiderilen ve 0,33 m3CH4/m3gün olarak hesaplanmıştır. ADM1 kullanılarak yapılan model çalışmalarında, model sonuçları üzerinde etkisi yüksek olan kinetik parametrelerin tahmin edilmesi ve etkisi düşük olan kinetik parametrelerin literatürde önerilen değerlerinin kullanılması genellikle uygulanan bir yaklaşımdır. Bu tez çalışmasında gerçek ölçekli çamur çürütme proses değişkenlerinin yüksek doğrulukla tahmin edilebilmesi ve yüksek model doğruluğu sağlanabilmesi için ADM1 yapısal modeli üzerinde yüksek etki düzeyine sahip dört parametrenin (kdis (gün-1): dezentegrasyon hız sabiti, khyd_ch (gün-1): karbonhidrat hidroliz hız sabiti, khyd_pr: protein hidroliz hız sabiti ve khyd_li (gün-1): lipid hidroliz hız sabiti) değerleri Aquasim programı içerisinde bulunan parametre tahmin modülü kullanılarak hesaplanmıştır. kdis, khyd_ch, khyd_pr ve khyd_li değerleri sırasıyla 0,101 (gün-1), 10 (gün-1), 10 (gün-1) ve 9,99 (gün-1) olarak bulunmuştur. ADM1 modeli üzerinde etkisinin daha düşük olduğu kabul edilen diğer kinetik parametreler literatürden seçilerek modelleme çalışmasında kullanılmıştır. Parametre tahmini sonrasında elde edilen kinetik parametreler kullanılarak ADM1 yapısal kinetik modeli ile anaerobik çamur çürütme sisteminde seçilen hedef değişkenler - üretilen biyogaz debisi (Qgaz), biyogazda mevcut % CH4 miktarı, üretilen metan debisi (QCH4), anaerobik tank pH değerleri, anaerobik tank toplam alkalite (TA) ve uçucu organik asit (UOA) derişimleri ile çıkış akımı uçucu katı madde (UKM) derişimi - modellenmiştir. ADM1 modeli tarafından tahmin edilen biyogaz akış hızları (debileri) ile ölçülen biyogaz akış hızları arasındaki korelasyon katsayısı (R) ve determinasyon katsayısı (R2) değerleri sırasıyla 0.76 ve 0,58 olarak hesaplanmıştır. Elde edilen yüksek korelasyon katsayısı ADM1 yapısal modelinin üretilen biyogaz miktarlarını yüksek doğrulukla tahmin ettiğini göstermektedir. ADM1 modeli genel olarak biyogaz üretimindeki artma ve azalma eğilimlerini yakalamıştır. Ancak, biyogaz üretiminin sistem çalışma performansı ve sistem giriş debisinden büyük oranda etkilendiği gözlenmiştir. ADM1 modeli tarafından tahmin edilen alkalite derişim değerleri ile anaerobik tankta ölçülen alkalite derişim değerleri arasındaki korelasyon katsayısı ve determinasyon katsayısı değerleri sırasıyla 0,74 ve 0,54 olarak hesaplanmıştır. ADM1 yapısal modeli anaerobik tank alkalite derişim değerlerini yüksek doğrulukla tahmin etmiştir. Tank içerisinde pH değerlerinde sistemi olumsuz etkileyecek düşüşler yaşanmamasına rağmen, ADM1 modeli pH parametresini orta düzeyde doğrulukla (R= 0,51) tahmin etmiştir. ADM1 modeli tarafından tahmin edilen UYA değerleri ile ölçülen UYA değerleri arasındaki korelasyon katsayısı 0,43 olarak bulunmuştur. Elde edilen korelasyon katsayısı ADM1 yapısal modelinin anaerobik tank UYA değerlerini düşük düzeyde doğrulukla tahmin ettiğini göstermektedir. Model tarafından tahmin edilen UYA (asetik, propiyonik, bütirik ve valerik asit) mg HAc/L olarak toplam UYA olarak ifade edilmektedir ve düşük tahmin değerlerinin modelde sınırlı sayıda UYA türünün bulunmasından kaynaklanabileceği düşünülmektedir. Anaerobik tank çıkış UKM derişim değerleri de ADM1 modeli tarafından düşük doğrulukla (R=0,29) tahmin edilmiştir. Anaerobik çamur sisteminin kararlı koşullarda işletildiği dönemlerde ADM1 model performansı artmıştır. Anaerobik çamur çürütme sisteminin kararlı işletme koşullarının dışında çalıştırıldığı dönemlerde ise ADM1 modeli gerçek ölçüm değerlerinin tahmininde kararlı işletme koşullarına göre yetersiz kalmıştır. Bu kapsamda ADM1 model yaklaşımının anaerobik parçalanma prosesinin anlaşılması, sistem performansının değerlendirilmesi ve proses optimizasyonu ile tasarımında yol gösterici bir araç olarak kullanılabileceği düşünülmektedir. Ancak, modelin kullanılacağı atık türlerine özel olarak kinetik sabitlerinin belirlenmesi, gerçek ölçekli tesislerde test edilerek hatalarının en az seviyeye düşürülecek şekilde modifikasyonlarının yapılması gereklidir. ANAHTAR KELİMELER: Anaerobik arıtım, Arıtma çamuru, Anaerobik arıtma prosesinin modellenmesi, ADM1 JURİ: Doç.Dr. N.Altınay PERENDECİ (Danışman) Prof. Dr. Ayşe FİLİBELİ Prof. Dr. Ayşe MUHAMMETOĞLU
Motorine alternatif olarak kullanılan 10 numara yağların termogravimetrik analiz/fourıer dönüşümlü kızılötesi spektroskopi yöntemiyle karakterizasyonu
Petrol, enerjide ana girdi olması ve yükselen fiyatıyla ülkelerin stratejik bir ürünü haline gelmiştir. Petrol ürünlerinin yoğun kullanım alanlarından olan taşımacılık/ulaşım sektöründe dizele ek veya ikame olarak kullanılan, ülkemize özgü olduğu düşünülen 10 Numara Yağ (10NY) esasen bir tür baz yağ karışımıdır. Ancak piyasada, atık motor yağı, yanık yağ, işlenmemiş ham yağ, kaçak mazot, bitkisel yağ, solvent, trafo yağı ve arıtılmış atık yağların baz yağ içerisine eklenerek 10NY etiketi altında ticarileştirildiği düşünülmektedir. Bu çalışmada, taşımacılık sektöründe sıklıkla tercih edilen ürün haline gelen 10NY'ların, kısa ve elementel analiz ile temel bileşenleri incelenmiştir. Bu analizlere ek olarak termal analiz (TGA) sistemiyle eş zamanlı çalışabilen Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR) kullanılarak 10NY'ların yanma davranışı ve yanma ürünlerindeki fonksiyonel gruplar tespit edilmiştir. Sonuçlar, bu jenerik yakıtın, yerine veya ek olarak kullanıldığı dizele göre farklı bileşik ve yanma davranışına sahip olduğu gözlenmiştir. Bu sebeple, dizel motorlarda tercih edilmesi yakıt sistemlerinde çeşitli sorunlara neden olacaktır. Bunun yanı sıra, ilgili ürünün kullanılmasıyla salınacak emisyonların halk sağlığını olumsuz etkilemesi kaçınılmazdır.
Biohydrogen gas production from sugar beet
Environmental destruction is an important problem that affecting human life. Excessive usage of fossil fuel causes decrease of fossil fuel resources. This consumption causes to cleaner energy sources demand. Hydrogen is clean energy source and has high energy. Hydrogen production is performed via chemical, physical, biological processes. Hydrogen can be produced by biophotolysis, photo-fermentation and dark fermentation or using combination of these biologically. The aim of thesis, is to determine factors that affecting biohydrogen production from sugar beet via dark fermentation. For this, effects on hydrogen production yield was investigated by changing sugar beet concentration, microorganism concentration and sugar beet surface area. Experiments were conducted as batch dark fermentation experiments. Anaerobic sludge was used as microorganism source. Acid and heat pretreatments were applied, to eliminate methanogens and select hydrogen producing bacteria. Sugar beet was used as substrate. EX-FERM technique was used. Experiments were performed as three sets. Six bottles were prepared including control bottle for any set. Microorganism concentrations (1 gram per liter) and sugar beet surface areas (0.54 square centimeter) were kept constant and various sugar beet concentrations were used at first set. Maximum cumulative hydrogen production result (73.68 mililiter) was obtained from 60 gram per liter concentration. 60 gram per liter substrate was used at second set. Substrate concentrations and surface areas (0.54 square centimeter) were kept constant. Various microorganism concentrations were used. The highest cumulative hydrogen production result (116.05 mililiter) was obtained at 1 gram per liter biomass concentration. 60 gram per liter sugar beet, 1 gram per liter microorganism and various sugar beet surface areas were used at third set. The highest cumulative hydrogen result (146.25 mililiter) was obtained at 0.06 square centimeter surface area. Total gas volume, hydrogen percentage measurements, residual sugar analysis and pH adjustments were performed everyday. Gompertz constants were calculated via Statistica program.
Atık kağıttan biyohidrojen gazı üretimi
Biological hydrogen production is considered as alternative technology for future. However, studies on hydrogen production via biological process, yield and formation rates of hydrogen gas are low. Therefore, the main fields of researches are to improve biohydrogen gas production by using different materials as substrate, recently. The objective of this thesis to investigate hydrogen gas production potential from waste paper by dark fermentation and to find optimum substrate concentration and optimum microorganism concentration for hydrogen production from waste paper. For this purpose, biohydrogen gas production studies were carried out with using different substrate concentrations and different microorganisms concentrations. Heat treated anaerobic waste sludge was used as mixed microbial culture. Waste paper which was hydrolyzed in dilute acid at high temperature was used as substrate for this study. Fermentation process was carried on at 37 celsius degree in incubator. Total gas production, percentage hydrogen in total gas, hydrogen gas volume and sugar concentrations were monitored daily throughout the experiments. Total volatile fatty acid analysis was performed at the end of experiments. Hydrogen production rate, stationary phase and hydrogen formation potential were calculated by applying Gompertz equation on the cumulative hydrogen gas production datas. Calculations were performed with Statistica program. In the end of experiments, highest cumulative volume of hydrogen gas concentration was obtained as 125.89 mL in the end of 120 hours with 20 gram per liter initial substrate concentration and 1 gram per liter initial biomass concentration. The sugar concentration above 20 gram per liter cause substrate and product inhibition. Maximum hydrogen yield was observed in 5 gram per liter total sugar concentration as 139.58 mL hydrogen per gram total sugar. Hydrogen yield decreased with increasing initial sugar concentration due to inhibition of VFA and presence of furan derivatives resulting acid hydrolysis of waste paper. Keywords: Biohydrogen, waste paper, dark fermentation, hydrolyze
Treatment of olive mill effluent by immobilized nano-ZnO-Magnetite
Olive mill wastewater (OMW) contains high concentration of organic matter, acidic pH values, suspended solids and high content of phenols and polyphenols which are toxic substances. The aim of this study is the removals of COD, total phenol, total solid (TS), total nitrogen, total phosphorus and polyphenos (caffeic acid, tyrosol and hydroxytyrosol) in the OMW by Nano-ZnO-Magnetite composite via adsorption and photocatalytic dagradation. The specific objectives of this study are to determine the optimum Nano-ZnO-Magnetite concentration, to evaluate effect of time and pH on the treatment of OMW pollutants for maximum removal of pollutants, and to investigate the recovery of composite. For adsorption mechanism, the optimum concentration of Nano-ZnO-Magnetite, adsorption time and pH was determined as 3 gram per liter, 180 minute and 4, respectively. The maximum removal efficiencies of COD, total phenol, TS, total nitrogen and total phosphorus were found as 12, 9, 10, 7 and 10 percent, respectively. For photocatalytic degradation under UV, the optimum concentration of Nano-ZnO-Magnetite, irradiation time and pH was determined as 3 gram per liter, 30 minute and 4, respectively. The maximum removal efficiencies of COD, total phenol, TS, total nitrogen and total phosphorus were found as 80, 75, 70, 97 and 85 percent, respectively. And also, the maximum removal efficiencies of caffeic acid, tyrosol and hydroxytyrosol were found as 80, 80 and 51 percent, respectively Nano-ZnO-Magnetite concentration: 3 gram per liter, irradiation time: 30 minute, UV power: 300 W). When we used the same Nano-ZnO-Magnetite for fifth times for treatment of OMW , the COD, phenol and TS removal efficiencies decreased from 80 to 52 percent, 75 to 48 percent and 70 to 56 percent, respectively. The cost to treat one liter of OMW is around 500 TL.
Su dağıtım şebekelerinde enerji kazanımı ve su kayıplarının azaltılması için su türbinleri kullanımı uygulamalarının araştırılması: Antalya kenti örneği
Bu çalışmanın amacı, su dağıtım şebekelerinde meydana gelen su kayıplarının azaltılması için su türbinleri kullanımının ve aynı zamanda su türbinleri kullanılarak enerji kazanımı uygulamalarının araştırılmasıdır. Bu çalışma, Antalya ili Konyaaltı ilçesi içmesuyu dağıtım şebekesinde oluşturulan bağımsız izole alt bölgelerden birkaç tanesine ait veri setleri kullanılarak yürütülmüştür. İlk aşamada izole alt bölgelerde Haziran 2009-Mayıs 2010 tarihleri arasında 5 dakikalık zaman aralığı ile ölçülmüş olan debi ve su basıncı verileri kullanılarak alt bölgeler için saatlik, aylık ve yıllık ortalama debi ve basınç seviyesi hesaplanmıştır. Alt bölgelerdeki fazla basınç miktarı daha önce tamamlanmış olan bir çalışmada elde edilen optimum basınç değerleri kullanılarak belirlenmiştir. Çalışmanın devamında alt bölgelerde kullanılabilecek olan türbin çeşitleri belirlenmiş ve teorik enerji üretim miktarları hesaplanmıştır. Bölgeye temin edilen toplam içmesuyu hacmi dikkate alınarak, su kayıplarının %25 düzeyine kadar düşürülmesi durumu için de enerji üretim miktarları hesaplanmıştır. Seçilen alt bölgelerde türbinlerin kullanılması durumu için maliyet analizi yapılmıştır. Alt bölgelerde elde edilen güç miktarı ve Türkiye enerji emisyon eşleniği değeri kullanılarak karbondioksit emisyonu azalım miktarı hesaplanmıştır. Küresel ısınmaya oldukça etkisi olan CO2 miktarının azaltılması sonucunda önemli çevresel kazanımlar sağlanabilecektir. Gerçekleştirilen çalışma ile su dağıtım şebekelerinde türbin kullanılmasının önerilebileceği ve bu uygulama ile pek çok ekonomik ve çevresel kazanımlar elde edilebileceği sonucuna varılmıştır.
Atık su arıtma sisteminin seçiminde karar destek sistemleri ve hayat boyu değerlendirme yaklaşımının kullanılması
Atıksu arıtma tesisleri, alıcı ortamlarda ham atıksuyun deşarjı sonucu oluşabilecek çevresel bozulmaların engellenmesi amacıyla inşa edilmektedir. Atıksu arıtımı için çok çeşitli arıtma alternatifleri geliştirilmiş olup, bu arıtma alternatiflerinin inşaat, işletme ve bakım aşamalarında kendine özgü performans karakteristikleri (örn. materyal ve arazi kullanımı, enerji tüketimi gibi) ve çevresel etkileri (örn. sera gazı emisyonları, suya ve toprağa emisyonlar gibi) bulunmaktadır. Atıksu arıtma sistemlerinin çevresel etkileri değerlendirilirken, bütün bu aşamalarda oluşan etkiler dikkate alınmalıdır. Kentsel Atıksu Arıtma Yönetmeliğinde nüfusu 2000'den büyük yerleşim yerlerinde oluşan atıksuların arıtılması için atıksu arıtma tipleri belirlenmiştir. Ancak, Yönetmelikte nüfusu 2000'den küçük ve hassas bölgelere deşarjı bulunan yerleşim yerleri için sadece "uygun arıtma" koşullarına ulaşılması istenilmektedir. Uygun arıtma alıcı ortamın kalite hedeflerine bağlı olduğu kadar ülke koşullarının ilgili yasal mevzuatına da bağlı olmaktadır. Bu nedenle bu gibi yerlerde, atıksu arıtma alternatifinin belirlenmesinde karar vericilere destek olması amacıyla, sadece çıkış suyu karakteristiklerini değil, tesisin inşaat, işletme ve bakım esnasında oluşturduğu bütün çevresel etkileri dikkate alan bir karar destek sistemine ihtiyaç bulunmaktadır. Bu çalışmada, atıksu arıtma alternatifleri (vejetasyonlu arazi uygulaması, yapay sulak alan, dönen biyolojik disk, konvansiyonel aktif çamur sistemi, membran biyoreaktörü, uzun havalandırmalı aktif çamur sistemi ve stabilizasyon havuzu) deşarj ettiği bölge özelliklerine göre (az hassas, hassas) hayat boyu değerlendirme (HBD) yaklaşımı ile değerlendirilmiştir. Bu amaçla, alternatiflerin enerji tüketimleri, hammadde tüketimleri ve alternatiflerin bütün yaşamları boyunca oluşturdukları doğrudan ve dolaylı emisyonları envanter çalışması ile derlenmiş ve SimaPro 7.1 yazılımı ile çevresel etkileri değerlendirilmiştir. HBD çalışmasının sonucunun küresel ölçekte olması nedeniyle yerel ölçütlerin dikkate alınması için HBD sonuçlarını bünyesinde bulunduran Excel tabanlı bir karar destek aracı geliştirilmiştir. Araçta, Analitik Hiyerarşi Prosesi kullanılarak yerel koşullara göre HBD kategorilerine ağırlıklar atanmış ve kullanıcıya en uygun arıtma alternatifleri sunulmuştur.
Yağ sektörü ürün ve atıklarının kimyasal karakterizasyonu ile çevresel akıbetinin incelenmesi
Küresel olarak hızlı bir şekilde ilerleyen teknoloji, artan ve farklılaşan ihtiyaçlar karşısında yaşam standartları gün geçtikçe değişmektedir. Bu doğrultuda, hemen her alanda olduğu gibi, artan nüfus ve endüstrileşmeyle beraber gıda endüstrisinde beslenme amacıyla veya makinelerde yağlama işlemleri için kullanılan çeşitli yağ sektörü ürünlerine duyulan ihtiyaç da artmaktadır. Kullanıldığı ortam ve koşulların neden olduğu fiziksel ve kimyasal kayıplar sebebiyle kullanım amacına uygunluğunu kaybederek atık formuna dönüşen yağlar, sahip oldukları kirleticiler sebebiyle bilinçsiz/kontrolsüz uzaklaştırılmaları sonucu çevre ve insan sağlığı tehdit etmektedir. Buradan hareketle, bu çalışmada, çeşitli yağ sektörü ürün ve atıklarında poliklorlu bifenil (PCB), metal ve halojen içeriği araştırılmıştır. Numunelerdeki ∑15 PCB miktarı tespit limiti-31,6 (4,71±6,17) mg/kg aralığında ölçülmüş ve numune türüne göre 10 Numara Yağ (5,90±7,83)> yağlı atıklar (4,35±4,51)> atık motor yağı (0,359±0,375)> hayvansal atık yağ (0,189)> bitkisel atık yağ (0,179±0,007) şeklinde sıralanmıştır. Atık yağ ve yağlı atıklar özelinde araştırılan Ʃ21 metal konsantrasyonu 1,29104 (26,9±29,3) µg/g aralığında değişirken numunelerin %83'ünde tespit edilen Cl konsantrasyonu <2002300 (713±503) μg/g düzeyinde ölçülmüştür. Geri kazanım ve bertaraf noktasındaki belirsizlikler, kontrolsüz ve denetimsiz olarak gerçekleştirilen uygulamalar ile ekonomik ve çevresel açıdan endişeye neden olan bu sorunun boyutu, çevre ve insan sağlığı üzerine muhtemel etkileri gerçek endüstriyel örnekler eşliğinde irdelenmiştir.
Kentsel organik atık bertaraf yöntemlerinin yaşam döngüsü analizi ile incelenmesi: Antalya örneği
Son yüzyılda dünya nüfusu yaklaşık olarak üç katına çıkmıştır. Bununla birlikte katı atık üretimine büyük etkisi olan tüketici alışkanlıkları, gelir ve eğitim durumu da önemli ölçüde değişmiştir. Atık üretimindeki ve kompozisyonundaki bu kritik değişiklikler katı atık sorununu yönetmeyi zorlaştırmaktadır. Katı atığın yönetilmesi, artan çevre ve sağlık bilinci ile birlikte belediyeler tarafından çözülmesi gereken öncelikli sorun haline gelmiştir. Bu tez çalışmasında, Antalya ilinde oluşan organik atıklardan alınan örneklerden atığın nem tayini, elementel ve ağır metal analizi yapılmıştır. Elde edilen veriler ve literatürden alınan bilgiler ile senaryolar oluşturulmuş, Yaşam Döngüsü Analizi (YDA) metodolojisi kullanılarak çevresel etkileri belirlenmiştir. Yaşam döngüsü analizini uygulayarak, atık bertaraf senaryolarını oluşturmak ve etkileri karşılaştırmak için GaBi 6 yazılımı kullanılmıştır. Düzenli depolama, kompostlama ve anaerobik ayrıştırma oluşturulan senaryolardır. Senaryo sınırları atığın üretiminden tesise getirilmesine kadar olan kısmı kapsamamaktadır. Oluşturulan senaryoların YDA ile değerlendirilmesi sonucu kompostlama yöntemi belirlenen etki kategorilerinde çevreye daha az zarar veren yöntem olarak belirlenmiştir. YDA metodolojisinin amacı seçilen yöntemlerin önceden belirlenmiş olan etki kategorilerinde karşılaştırılmasıdır. Yalnızca belirli etki kategorilerinde karşılaştırılan yöntemlerden elde edilen sonuçlar YDA metodolojisinin son ve yoruma açık bölümü ile değerlendirilmiştir.
Seracılık sektörü çalışanlarının iş sağlığı ve güvenliği konusundaki farkındalık ve tutumlarının incelenmesi
Gün geçtikçe artan dünya nüfusu ile birlikte gerekli yiyecek kaynaklarındaki azalma aşılması gereken önemli bir problem olarak büyümektedir. Bu problemin üstesinden gelebilmek için tarım sektörünün geliştirilmesi önemli görülmektedir. Seracılığın göreceli olarak kontrollü üretime de olanak vermesi açısından etkili bir rol üstleneceği düşünülmektedir. Türkiye'de seracılık özellikle Akdeniz Bölgesi'nde yapılmakta, Antalya ise en büyük paya sahip olan il olarak karşımıza çıkmaktadır. Ancak seracılık sektörü hızla büyümekte dolayısıyla sorunları da beraberinde getirmektedir. Seracılık sektöründe ürün verimi üzerine yoğunlaşılmakta, çoğunlukla işçilerin sağlık ve güvenliği ikinci sırada yer almaktadır. Ancak seralarda gerçekleştirilen gündelik işler bazı tehlike ve riskleri de beraberinde getirmektedir. Bu çalışma kapsamında Antalya Merkez ilçedeki seracılık çalışanlarının iş sağlığı ve güvenliğine yönelik alınması gereken tedbirlere yönelik farkındalık ve tutumları anket yolu ile belirlenmeye çalışılmıştır. 179 kişi ile yüz yüze görüşülerek gerçekleştirilen ankette biyolojik, kimyasal, fiziksel, mekanik, psiko-sosyal ve sağlık ile ilgili faktörlere yönelik sorular yöneltilmiştir. Elde edilen veriler SPSS programı ile değerlendirilmiştir. Seralar çoğunlukla aile üyelerinden oluşan küçük işletmeler olup çalışanlar eğitim düzeyleri düşük orta yaşlı bireylerdir. Sera işçilerinin mekanik ve psiko-sosyal konular dışında farkındalıklarının yüksek olduğu gözlenmiştir. Ancak sera işçilerinin gündelik işlerinin getirdiği tehlike ve risklere karşı tutumları aynı derecede olumlu olmayıp çoğu zaman işçilerin gerekli önlemleri almakta ihmalkar davrandıkları belirlenmiştir. Sera işçilerinin tutumlarının düzeltilebilmesi için sürekli bir eğitim programı uygulanması ve programın yakından takip edilmesi sektörde çalışan işçilerin sağlığı ve güvenliği açısından önem arz etmektedir. Sektör bütün yönleriyle ele alınmalı ve iş sağlığı ve güvenliği açısından gerekli adımlar atılmalıdır.
Determination of air quality from mobile sources in the city of Izmir
The scope of this study is to determine the air pollution levels from on-road mobile sources inthe city center of Izmir which is the third greatest metropolis of Turkey. Within the scope ofthe study, 19 main streets were selected to count and classify the vehicles due to theirlocations and high traffic densities. The vehicles were estimated in other main streets (n=46)by using some additional methods such as high resolution satellite images and video camerarecords at crossroads. Vehicle counting was done at the selected points in 19 streets withportable vehicle classifier systems. The traffic activity was determined separately on eachstreet but simultaneously for both directions (departure and arrival) during a week.Furthermore, the ambient air quality levels were also measured in the selected streets by amobile air quality monitoring station. Major pollutants and several meteorological parameterswere observed for approximately 10 days in each street during the measurement campaigns inboth summer and winter in order to obtain hourly, daily, weekly and seasonal variations of airquality. These results were also used to validate the dispersion model used in the study.The emissions for 5 pollutants (nitrogen oxides, carbon monoxide, sulfur dioxide, nonmethanetotal volatile organic compounds and particulate matter were calculated by using thetraffic activity data on the streets and the selected emission factors from literature. It was alsofound that these emissions cause serious air quality levels for human health in the atmosphereof the city.The CALMET/CALPUFF modeling system was used to calculate the dispersion of pollutantsfrom mobile sources in the city. Model runs were done only for the peak hours of severalepisodes in the year 2006 in order to find the contribution of traffic sector to urban air qualityin these periods. The maximum hourly concentrations predicted by the model in summermornings.
Antalya ortam havasındaki PM2,5 ve PM10'a bağlı metal konsantrasyonlarının ve kaynaklarının belirlenmesi
Bu çalışmada, Antalya'da Temmuz 2014 - Temmuz 2015 tarihleri arasında çapı 2,5 µm'den küçük (PM2,5) ve çapı 2,5-10 µm arası partikül maddeler (PM2,5-10) iki günde bir kez 24 saat boyunca Antalya'da bulunan Akdeniz Üniversitesi Mühendislik Fakültesi çatısına yerleştirilen örnekleyici ile toplanmıştır. Toplanan örnekler enerji ayırımlı X-ray floresan (EDXRF) yöntemiyle analiz edilmiş ve Na, Mg, Al, Si, S, K, Ca, Ti, V, Mn, Fe, Cu, Zn, As, Pb olmak üzere toplamda 15 elemente bakılmıştır. İnce (PM2,5) ve kaba (PM2,5-10) fraksiyonlardaki bütün elementler için istatistiksel parametreler hesaplanmıştır. Ti, Ca, Al ve Na gibi toprak kaynaklı elementler çoğunlukla kaba fraksiyonda görülmüştür. Diğer taraftan S, As, Zn, Pb gibi antropojenik elementlerin konsantrasyonları ince fraksiyonda daha yüksek bulunmuştur. Bu çalışmada elde edilen element konsantrasyonları dünyanın çeşitli yerlerinde yapılan çalışmalar ile karşılaştırılmıştır. Neredeyse tüm elementlerin konsantrasyonları literatürdeki değerler ile karşılaştırılabilir bulunmuştur. Kirlilik kaynaklarının belirlenmesi amacıyla kaba ve ince partikül boyutu için Pozitif Matris Faktorizasyonu modeli (PMF) ayrı ayrı uygulanmıştır. Potansiyel Kaynak Katkı Fonksiyonu (PKKF) ve Koşullu Olasılık Fonksiyonu (KOF) analizleri kullanılarak kaynak bölgeler tespit edilmiş, bölgesel ve uzun mesafeli taşınımlar ile gelen kirleticiler birbirinden ayrılmıştır. PMF analizi sonucunda hem ince hem de kaba partikül boyutu için beşer faktör belirlenmiştir. İnce partikül boyutu için belirlenen faktörler Mn madeni emisyonları, ikincil kükürt, yanma kaynaklı emisyonlar, deniz emisyonları ve toprak emisyonları; kaba partikül boyutu kaynaklar ise toprak emisyonları, yanma kaynaklı emisyonlar, deniz tuzu, Mn maden emisyonları ve yol tozu olarak adlandırılmıştır. İnce partikül boyutunda yanma, kaba partikül boyutunda ise yol tozu en önemli faktörler olarak belirlenmiştir.
Sera atıklarından metan üretim veriminin artırılması için alkali hidrojen peroksit (AHP) ön arıtma prosesinin optimizasyonu
Bu tez kapsamında; anaerobik parçalanma prosesinde lignoselülozik kökenli sera atıklarının etkin substrat miktarını arttırmak ve anaerobik parçalanabilirliğini zenginleştirerek üretilen metan miktarının arttırılması ve parçalanma süresinin kısaltılabilmesi için alkali hidrojen peroksit (Alkali H2O2) ön arıtma prosesi incelenmiş ve proses optimizasyonu yapılmıştır. Tez kapsamda öncelikle Antalya bölgesinde seralarda miktar açısından en çok yetiştiriciliği yapılan beş temel ürünün (domates, salatalık, patlıcan, yeşilbiber ve kabak) kök, gövde, yaprak ve meyvesini içeren lignoselülozik kökenli sera atıkları karışım numunesinin karakterizasyonu toplam katı madde, uçucu katı madde, toplam kjeldahl azotu, protein, toplam ve çözünmüş kimyasal oksijen ihtiyacı, çŞeker, ekstrakte olabilen madde ve yağ lipid, Van Soest Fraksiyonu (selüloz, hemiselüloz, lignin, çözünmüş madde) ve elementel analiz yoluyla belirlenmiştir. Alkali H2O2 ön arıtma prosesi için optimum koşulların saptanması amacıyla mühendislik problemlerinin analizi, modellenmesi ve optimizasyonu için kullanılan Cevap Yüzey Yöntemi (CYY) ile alkali H2O2 ön arıtma prosesi deneyleri Design Expert paket programı kullanılarak planlanmıştır. Alkali H2O2 ön arıtma prosesi seçilen bağımsız değişkenlerin, bağımlı değişkenler üzerindeki etkileri yoluyla incelenmiştir. Alkali H2O2 ön arıtma prosesi üzerinde etkisi olduğu düşünülen bağımsız değişkenler; reaksiyon sıcaklığı, reaksiyon süresi, katı madde konsantrasyonu ve hidrojen peroksit (H2O2) konsantrasyonu iken seçilen bağımlı (cevap) değişkenler ise; çKOİ artışı, çŞeker artışı, ekstraktif içermeyen lignin miktarı ve biyokimyasal metan potansiyeli (BMP)'dir. Bağımsız değişkenlerin bağımlı değişkenlerin üzerindeki etkisinin incelenmesinde istatiksel cevap yüzey yöntemi (CYY) içinde yer alan merkezi kompozit tasarım (MKT) metodu kullanılmıştır. Design Expert paket programı kullanılarak MKT ön arıtma deneyleri planlanmış ve önerilen MKT ön arıtma deneyleri yapılarak çKOİ, çŞeker, ekstraktif içermeyen lignin miktarı ve BMP sonuçları ile modeller kurularak modellerin geçerlilikleri ANOVA testi ile incelenmiştir. çKOİ, çŞeker, BMP ve lignin için önerilen modeller düşük p değerine sahip olup istatistiksel olarak önemli bulunmuştur. çKOİ, çŞeker, ekstraktif içermeyen lignin ve BMP cevap değişkenleri için kurulan modellere ait regresyon katsayıları sırasıyla 0,9682, 0,7740, 0,8376 ve 0,5728 olarak tespit edilmiştir. Alkali H2O2 ön arıtma MKT denemeleri sonucunda; uygulanan reaksiyon sıcaklığının arttırılmasıyla; çKOİ konsantrasyonunun ve çŞeker konsantrasyonlarının arttığı ve BMP'nin azaldığı tespit edilmiştir. BMP üretiminin arttırılmasının amaçlandığı tez kapsamında çKOİ, çŞeker ve BMP'nin farklı davranışları nedeniyle alkali H2O2 ön arıtma proses optimizasyonunda farklı çözüm önerileri değerlendirilmiştir. çKOİ artışı, çŞeker artışı, ekstraktif içermeyen lignin miktarı ve BMP için oluşturulan modeller kullanılarak alkali H2O2 ön arıtma proses optimizasyonu maksimum metan üretimi ve proses maliyeti kriterlerine göre yapılmıştır. Optimizasyon önerilerinde maksimum metan üretimi ve proses maliyetini dikkate alarak maksimum metan üretimi için iki farklı optimizasyon çözümü incelenmiştir. Maksimum metan üretimini hedefleyen optimizasyonda bağımsız değişkenlerden reaksiyon sıcaklığı minimize edilmiş, katı madde konsantrasyonu, H2O2 konsantrasyonu ve reaksiyon süresi aralıkta bırakılmıştır. Proses maliyetini dikkate alarak maksimum metan üretimini hedefleyen ikinci optimizasyon da ise bağımsız değişkenlerden reaksiyon sıcaklığı, H2O2 konsantrasyonu, reaksiyon süresi minimize ve katı madde konsantrasyonu maksimize edilmiştir. Maliyet dikkate alınarak maksimum metan üretimi optimizasyonunda optimum ön arıtmanın % 1 H2O2 konsantrasyonu, 50°C reaksiyon sıcaklığı, 6 saat reaksiyon süresi ve %7 katı madde miktarı koşullarında sağlandığı tespit edilmiştir. Bu koşullarda önerilen model tarafından çKOİ ve çŞeker konsantrasyonu sırasıyla 296,352 mgKOİ/gUKM ve 102,130 mg şeker/gUKM olarak tahmin edilmiştir. Model validasyon deneyleri sonucunda çKOİ konsantrasyonu 290,3 mgKOİ/gUKM ve çŞeker konsantrasyonu 106,9 mg şeker/gUKM olarak ölçülmüştür. Tahmin edilen ve ölçülen değerler arasındaki hata yüzdeleri sırasıyla %2,1 ve %4,67 olduğundan çKOİ ve çŞekere ait modellerin güvenle kullanılabileceği belirlenmiştir. Ayrıca, bu koşullarda muamele edilen numunenin BMP değeri 309 mLCH4/gUKM olarak ölçülmüştür. Bu ön arıtma optimizasyonu sonucunda ham numune BMP'sinden %79,15 fazla BMP elde edilmiştir. Maliyet dikkate alınmadan sadece BMP'nin maksimize edildiği optimizasyonda optimum ön arıtmanın % 2,1 H2O2 konsantrasyonu, 50°C reaksiyon sıcaklığı, 13,5 saat reaksiyon süresi ve %5,6 katı madde miktarı koşullarında sağlandığı tespit edilmiştir. Bu koşullarda model tarafından çözümlenen çKOİ ve çŞeker konsantrasyonu sırasıyla 262,549 mgKOİ/gUKM ve 48,558 mgşeker/gUKM olarak tahmin edilmiştir. Model validasyon deneyleri sonucunda çKOİ konsantrasyonu 256,9 mgKOİ/gUKM ve çŞeker konsantrasyonu 47,3 mgşeker/gUKM olarak ölçülmüştür. Tahmin edilen ve ölçülen değerler arasındaki hata yüzdeleri sırasıyla %2,21 ve %2,60 olduğundan çKOİ ve çŞekere ait modelin güvenle kullanılabilir olduğu belirlenmiştir. Ayrıca, bu koşullarda muamele edilen numunenin BMP değeri 328 mLCH4/gUKM olarak ölçülmüştür. Bu ön arıtma optimizasyonu sonucunda ham numune BMP'sinden %89,85 fazla BMP elde edilmiştir. Alkali H2O2 ön arıtmanın uygulandığı sera atıklarının lignoselülozik yapı yüzey özellikleri, moleküler bağ karakterizasyonu ve Van Soest fraksiyon dağılımı sırasıyla taramalı elektron mikroskop, Fourier transform infrared spektroskopi ve VanSoest analizleri ile incelenmiştir. TEM görüntülerinden ham numunenin sabit, değişmez ve süreklilik arz eden bir yüzeye sahip olduğu, ön arıtma ile muamele edilen numunelerin ise yapılarının ayrıldığı ve fibrillerinin açığa çıktığı gözlenmiştir. FTIR spektrum sonuçlarında dalga boylarında çok düşük düzeyde kaymalar olmakla birlikte, gözlenen piklerin hemiselülozik parçalanma fragmentleri ve lignin bileşenleri olduğu tespit edilmiştir. Van Soest sonuçlarına göre; hemiselüloz miktarında azalma gözlenirken, lignin miktarında önemli değişim tespit edilmemiştir. Literatürde sera atıklarına uygulanan alkali H2O2 ön arıtma proses optimizasyonunun yapıldığı bir çalışmaya rastlanılmamıştır. Sera atıkları için alkali H2O2 ön arıtma proses optimizasyonunun yapıldığı, BMP potansiyelinin belirlendiği ve ön arıtmanın yüzey özelliklerine etkilerinin incelendiği bu çalışma literatürde ilk olması nedeniyle referans noktası olma özelliğini taşımaktadır.
Biyobozunur atıklardan hızlı piroliz ile yakıt üretilmesi
Biyobozunur atıkların olumsuz çevresel etkilerini bertaraf etmek ve bu atıkları enerji kaynağı olarak değerlendirmek hem çevrenin korunması hem de yakıt/biyoyakıt üretilmesi çalışmalarında günümüzde yaygın bir şekilde ele alınmaktadır. Bu amaçla, bu çalışmada, biyobozunur madde olarak yemek, park-bahçe ve kağıt-karton atıkları kullanılarak hızlı piroliz yönteminin farklı parametre değerlerinin (partikül büyüklüğü, katalizör, sıcaklık ve reaksiyon/piroliz süresi) oluşan ürün verim ve/veya kalitesine etkileri araştırılmıştır. Bu kapsamda, 3 farklı partikül büyüklüğü, katalizör, sıcaklık ve reaksiyon süresi gibi parametre değerlerinin etkileri incelenmiştir. Çalışma sonuçlarına göre, farklı deneyler farklı miktarlarda biyoyağ, biochar ve gaz karışımları üretmiştir. Reaksiyon süresinin 15 dakika ve sıcaklığın 500oC olduğu deneyde en yüksek biyoyağ verimi elde edilmiştir. Elde edilen biyoyağ örneklerinin bileşenlerini belirlemek amacıyla yapılan GC-MS analizi sonucunda biyoyağın en fazla levoglucosan bileşiği içerdiği görülmüştür.
Investigation of contaminant charges into Izmir Inner Bay by surface waters
The total petroleum hydrocarbons (TPHs), polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), heavy metals concentrations and pH levels in the waters and in the sediments of the rivers feeding Izmir middle and inner Bay were investigated in the content of this thesis. Additionally, total solids and suspended solids concentrations in water samples are detected and settable solids concentrations and the contaminant loads discharged into the Bay from each river are determined.
Sera atıklarına uygulanan kimyasal ön arıtım yöntemlerinin anaerobik arıtılabilirlik üzerine etkilerinin değerlendirilmesi
Bu çalışma kapsamında lignoselülozik yapıya sahip sera atıklarına uygulanan termo-kimyasal ön arıtım yönteminin anaerobik parçalanma üzerindeki etkileri incelenmiştir. Deneysel çalışmalarda Antalya ilinden elde edilen sera atıkları kullanılmıştır. Ön arıtım prosesi üzerinde etkisi olduğu düşünülen bağımsız değişkenler (asit konsantrasyonu, reaksiyon sıcaklığı, reaksiyon süresi, katı madde konsantrasyonuve karıştırma hızı) belirlenmiş ve seçilen cevap değişkenleri (çKOİ artışı, çözünmüş şeker konsantrasyonu ve UAKM konsantrasyonu) üzerindeki etkileri istatistiksel Plackett-Burman analiz yöntemi ile incelenmiştir. En fazla etkiye sahip bağımsız değişkenler cevap yüzey yöntemi kullanılarak optimize edilmiştir. Optimizasyonda çKOİ artışı ve çözünmüş şeker konsantrasyonun maksimize edilmesi hedeflenmiştir. Bağımsız değişkenlerden asit konsantrasyonu maksimize edilirken reaksiyon sıcaklığı ise minimize edilmiştir. Ön arıtım sonrası elde edilen çözünmüş fazdan ve karışım fazından BMP deneyleri gerçekleştirilerek metan üretim etkinlikleri değerlendirilmiştir.çKOİ artışı ve çözünmüş şeker konsantrasyonu için yapılan optimizasyon sonucunda asit konsantrasyonu ve reaksiyon sıcaklığının ön arıtım prosesi üzerinde en etkili bağımlı değişkenler olduğu belirlenmiştir. %2,59 asit konsantrasyonu ve 100°C reaksiyon sıcaklığı optimum koşullar olarak tespit edilmiştir. Optimum koşullarda yapılan ön arıtım validasyon deneyi sonunda %75,80 çKOİ artışı ve 28,63 mg Glikoz/g UKM çözünmüş şeker konsantrasyonu sonucuna ulaşılmıştır. BMP deneyleri sonucunda çözünmüş faz için elde edilen en yüksek metan miktarı 191,68 mL CH4/g KOİ olarak ölçülmüştür. Çözünmüş fazda üretilen maksimum metan miktarına %5 asit konsantrasyonu ve 60 °C reaksiyon sıcaklığı uygulamasından sonra ulaşılmıştır.Karışım fazından elde edilen en yüksek metan miktarı ise 302,86 mL CH4/g UKM olarak asit kullanılmayan 80 °C reaksiyon sıcaklığı koşullarında elde edilmiştir. Bununla birlikte, çKOİ ve çözünmüş şeker için elde edilen optimum koşullarda (%2,59 asit konsantrasyonu ve 100 °C reaksiyon sıcaklığı) ön arıtım uygulaması sonucunda karışım numunelerinin BMP sonuçları düşük değerlerde kalmıştır. Uygulanan ön arıtım sonunda çKOİ artışı ile birlikte çözünmüş şeker konsantrasyonunun artması ve sonuç olarak üretilen metan miktarının da artması beklenirken, BMP sonuçları düşük bulunmuştur. Bu nedenle lignoselülozik kökenli sera atıklarının asidik termal ön arıtım uygulamasında ön arıtım koşulları optimizasyonunun BMP sonuçlarına göre yapılmasının metan üretimini maksimize etmek açısından daha uygun olduğu kararına varılmıştır. MKT deneyleri kapsamında ön arıtım uygulanan numunelerin BMP testleriyapılmış, sonuçlar için proses modeli önerilmiş ve maksimum metan üretimi için optimum koşullar %0 asit konsantrasyonu ve 78,63 °C reaksiyon sıcaklığı olarak tespit edilmiştir.
Antalya kentinde uygulanmakta olan katı atık yönetim sistemlerinin çevresel ve ekonomik açıdan incelenmesi
Yerleşim yerlerinde üretilen kentsel katı atıkların sürdürülebilir şekilde yönetimi, yakın gelecekte, yerel yönetimlerin çözmesi gereken en önemli sorunlardan birisidir. Ülkemizin önde gelen turizm merkezlerinden olan Antalya Kenti'nde de bu sorun tam olarak çözülememiş olup, pilot bölge uygulamaları ile soruna çözüm arayışı devam etmektedir.Bu çalışmada Antalya kentinin nüfus yoğunluğu yüksek merkez ilçeleri olan Muratpaşa ve Kepez Belediyeleri sınırları içerisinde uygulanmakta olan katı atık yönetim sistemleri ekonomik ve çevresel açıdan incelenmiştir. Geleceğe yönelik olma üzere, farklı yönetim senaryoları geliştirilerek, çevresel etkileri, Hayat Boyu Değerlendirme (HBD) yöntemi ile değerlendirilmiştir. Elde edilen bulgulara göre katı atıkları kaynağında ayrıştırma, kompostlama ve geri dönüştürme süreçlerinin bütünleşmiş edilerek kullanılması yönteminin hem daha ekonomik hem de daha çevreci bir yöntem olduğu sonucuna varılmıştır.
Yat kaynaklı atıksuların Phaselis koyuna çevresel etkileri ve marinalarda atıksu yönetimi
Yüksek turizm sezonu içerisinde kara ve deniz kullanıcılarının yoğun baskısına maruz kalan Phaselis koyunda çevresel etkilerin belirlenmesi amacı ile Ağustos ve Eylül aylarında izleme çalışmaları yapılmıştır.Günlük mikrobiyolojik deniz suyu kalitesinin belirlenmesi için, yoğun olarak kullanılan Güney ve Merkez limanlarından 2 hafta süresince sabah, öğlen ve akşam saatlerinde periyodik olarak numuneler alınarak mikrobiyolojik (E.coli ve intestinal enterekok) analizleri yapılmıştır. Denizden yapılan seferlerde deniz suyu kalitesinin izlenmesi için 5 noktadan iki hafta ara ile numuneler alınmıştır. Numunelerin mikrobiyolojik (E.coli, Intestinal enterekok), kimyasal (AKM, BOI, Nitrat, Fosfat, Slikat, Klorofil a), fiziksel (derinlik, sıcaklık, tuzluluk, iletkenlik,yoğunluk) analizleri yapılmıştır. Koya gelen yatların isimleri, giriş ve çıkış saatleri, taşıdıkları yolcu sayıları, kalış süreleri, denizi kullanıcı sayıları, koydaki diğer faaliyetleri gözlemlenmiştir. Koyda yaşayan bazı deniz canlıları tespit edilmiş, dip yapısı gözlemlenmiştir. Ayrıca Ağustos ve Eylül aylarına ait marina Jurnal tutanakları ve atıksu alım kayıtları esas alınarak, sefere çıkan yatların atıksularını verme miktarları, Marina-Phaselis güzergahlı günübirlik tekneler, bunların Phaselis'e uğrama durumları, tur süreleri ve yolcu sayıları, buna bağlı olarak atıksu potansiyelleri, atıksu hizmeti alanlar tespit edilmiştir. Kemer Marinada, yat kaynaklı atıkların kontrolü için yapılan çalışmalar tespit edilerek Antalya'dan ve dışından marina, yat limanı, balıkçı barınağı gibi tesislerle bu konuda karşılaştırma yapılmıştır. Karşılaştırmada Antalya'dan 9; Muğla, Aydın, Balıkesir ve İstanbul'dan 11 yat limanı olmak üzere toplam 20 yat limanı yöneticilerine bilgi formu doldurularak değerlendirilmiştir. Antalya içindeki tesisler yerinde incelenmiş atıksu alım hizmetleri ve toplama potansiyelleri belirlenmeye çalışılmıştır. Konu hakkında Ulusal, Uluslararası ve bazı yerel ölçekli yasal düzenlemeler incelenmiş, güncel gelişmeler de esas alınarak uygulamadaki aksaklıklar belirlenmiştir. Elde edilen tüm bulgulardan yararlanılarak Phaselis Koyu çevresel etkileri ve Kemer Marinada yat kaynaklı atıksuların toplanması ve bertarafı konusu değerlendirilmiş, koydaki çevresel baskının azaltılması ve marinada atıksu yönetimine ilişkin çözüm önerileri sunulmuştur.
Organize sanayi bölgelerinde çevre yönetimi
Industrial Parks and Eco-industrial Parks which are formed as part of sustainable and planned development are important for the national economy and preventing environmental effects of industrialization. Because of industrial parks constitute central administration, application of environmental management system on them can be realized more planned and easily.The goal of an Industrial Park is to improve the economic performances of the participating companies while minimizing their environmental impacts.İzmir Atatürk Industrial (IAIP) was chosen as a study area. In this region, present situation of the environmental problems have been investigated to determine how wastes are removed currently and to evaluate whether these methods are appropriate for environmental laws by applying questionnaire.In this study, EMS consisting of the management of environmental impact assessment, wastewaters, wastewater infrastructure facilities, solid wastes, air quality, hazardous and medical wastes, chemical substances and products, noise and fire defense system in Industrial Parks has been developed with the help of computer program. Objectives have been improved according to the EMS. Then, precautionary measures, necessary actions are clarified and their usages for this study have been taken into consideration in detail.Keywords: Environmental management system, industrial parks.
İzmir'in Aliağa ilçesi için temel kirletici kaynaklardan atılan atmosferik UOB emisyonlarının envanteri ve modellemesi
The objective of this study was to calculate the amount of NMVOCs coming from industrial facilities in the Aliağa and to estimate their effects in atmosphere under meteorological and topographical conditions of the region. With this aim, at the beginning, the required information of industrial facilities in Aliağa were collected; then NMVOC emissions were calculated by using these information, with the help of emission factors from literature and a software of USEPA, called TANKS. As a result of these calculations, it was approximately found that nine thousand seven hundred tons per year NMVOC emissions had been emitted to atmosphere from industrial facilities in Aliağa. The highest contributions to these emissions were coming from petrochemical, oil refining and liquid fuel storage and loading activities with thirtynine, thirtyfour and nine percentiles respectively. When the results were assessed according to emission types, it could be seen that the highest NMVOC emissions had come mainly from storage tanks (thirtyfour percentile), equipment leaks (twentyeight percentile), liquid loading (twenty percentile), process (seventeen percentile) and combustion (one percentile). As a second step, contributions of calculated emissions to air quality of the study area was estimated by using ISCST-Three dispersion model of USEPA. According to model results the highest pollution concentrations were found around the petrochemical, oil refinery and fuel loading and storage facilities; maximum values were about six hundred micrograms per cubic meter there. A significant NMVOC concentration dispersion could not be seen around the iron and steel plants because of low emission release from facilities.
Arıtılmış atıksuda bulunan patojen mikroorganizmaların Darbeli Elektrik Alan (DEA) ile inaktivasyonu
Bu çalışmada, atıksu artıma tesisi çıkış suyunda bulunan patojen mikroorganizmaların Darbeli Elektrik Alan ile inaktivasyonu denenmiştir. Analizlerde fekal kirliliğin göstergesi olan E. coli ve Salmonella typhimurium hücreleri, endospor oluşturan Bacillus subtilis hücreleri ve artıma tesisi çıkış suyunda özellikle de çamurda bol miktarda bulunan Ascaris yumurtaları kullanılmıştır. Çalışmada farklı elektrik alan şiddetlerinde ve farklı sürelerde bu hücrelerin inaktivasyon oranı ve elektrik alana karşı dayanıklılıkları incelenmiştir. Ayrıca bu bakteri hücrelerinin tarım toprağında hayatta kalma sürelerini belirlemek için çalışma yapılmıştır.Elde edilen sonuçlara göre 8,5 kV/cm elektrik alan şiddetinde 32 dakika işlem sonucunda E. coli için % 52, S. typhimurium için % 97 başarıya ulaşılmıştır. Bu çalışma sonucunda elektrik alan ile inaktivasyon konusunda öneriler getirilmiştir. Atıksu arıtma tesisi çıkış suyunun tarımsal sulama amaçlı kullanılabilirliğinin sağlanması için elektrik alanın alternatif yöntemler arasında yer alacağı düşünülmektedir.