34
Archived Theses
0
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Archived Theses
Organik evsel katı atıklardan anaerobik ortamda biyogaz üretiminin verimliliğinin araştırılması
Bu çalışmada; çürütülmüş organik katı atık çamuru, çamur içerisinde kalan organik maddeden daha fazla faydalanmak amacıyla tekrar çürütülmüştür. Çürütülmüş çamura, hidroliz aşamasında parçalanması zor olan lignoselülozik maddeleri parçalamak amacıyla asit (sülfürik asit) ve enzim (selülaz enzimi) ile ön işlem uygulanmıştır. Enzimatik ve asidik ön işlemleri uygulanan çürütülmüş çamur, termofilik şartlarda (55 0C) tekrar çürütülmüştür. Çürütülmüş çamurun özelliklerini belirlemek için karbonhidrat, protein, toplam katı (TK) ve uçucu katı (UK) ölçümleri yapılmıştır. Yapılan ölçümler sonucunda; metan gazı hacmi 5. ve 29. günde; ön işlem uygulanmamış çamurda sırasıyla 27 mL, 212,5 mL; % 1 oranında asidik ön işlem uygulanmış çamurda sırasıyla 96 mL, 118,5 mL; sadece ısıl işlem uygulanmış çamurda ise sırasıyla 216 mL, 318 mL elde edilmiştir. Böylece; çürütülmüş çamura ısıl ön işlem uygulanmasının, hidroliz aşamasını hızlandırdığı ve metan gazı hacmini artırdığı gözlemlenmiştir.
Akyatan lagününde tuzluluk ve bazı kirlilik düzeylerinin saptanarak coğrafi bilgi sistemi destekli dağılımlarının belirlenmesi
Bu çalışmada, Türkiye'nin en büyük sulak alan sistemi Akyatan Lagününün Aralık 2007-Ağustos 2008 dönemleri arasında sıcaklık, çözünmüş oksijen (ÇO), pH, alkalinite, elektriksel iletkenlik (Eİ), tuzluluk, çözünmüş katı madde (ÇKM), klorür (Cl-), askıda katı madde (AKM), sülfat, kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ), toplam fosfor (TP), amonyum, nitrit, nitrat, toplam koliform (TC) ve fekal koliform (FC) gibi fiziksel, kimyasal ve bakteriyolojik parametrelerin değişimleri 15 farklı istasyonda aylık periyotlarda izlenmiştir. Bu parametrelerin lagün içerisinde alansal dağılımlarını gözlemlemek amacıyla, Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) kullanılarak, alansal dağılım haritaları çıkartılmıştır. Sonuç olarak; Akyatan lagünü yüzey suyu pH değerlerinde nispeten küçük bir artış, ÇO değerinde ise fazla bir değişimin olmadığı gözlenmiştir. Lagünün batı bölgesinde Tuzluluk, Eİ, ÇKM ve Cl- değerlerinin, denizin 1,5-2 katı kadar yüksek değerlere ulaştığı görülmüştür. AKM değerinin yağış, rüzgar ve dalganın etkisiyle yükseldiği saptanmıştır. Sülfat değerinde çok yüksek sonuçlara rastlanmamış ancak, drenaj kanallarındaki sülfat sonuçlarının, lagüne göre daha düşük seviyelerde seyrettiği görülmüştür. Amonyumun drenaj kanallarında düşük, lagün suyunda ise kışın lagünün batı ve yazın da doğu bölgelerde yüksek değerlerde olduğu tespit edilmiştir. TP, nitrit, nitrat ve KOİ değerleri genelde lagünün batı ucunda ve drenaj kanallarının döküldüğü bölgelerde yüksek seviyelerde olduğu saptanmış ancak, yaza doğru lagün içinde bir düşüş görülmüştür. Su kalitesini gözlemek amacıyla bakılan bütün parametreler; iklimsel, hidrolojik, hidrodinamik olaylar ve insan faaliyetlerinin etkisi ile lagün içerisinde birbirinden farklı değişim göstermiş ve bu değişimler CBS kullanılarak net bir şekilde gözlemlenme imkanı bulmuştur.
Kullanılan bazı tıbbi ilaçların canlı aktif çamur biyokütlesi tarafından adsorplanma özelliğinin incelenmesi
Bu çalışmada, ağrı kesici grubundan olan tıbbi ilaçlardan diklofenak, parasetamol, ibuprofen ve naproksenin kesikli sitemde canlı aktif çamur tarafından adsorpsiyonla giderim özellikleri incelenmiştir. Her bir ilacın canlı aktif çamur tarafından belirli oranlarda adsorplandığı ve adsorpsiyon işleminin büyük oranda ilk 20-40 dakika içerisinde gerçekleştiği ve tüm ilaçlar içinde, 80 dakika içerisinde dengeye ulaşıldığı tespit edilmiştir. Giderim verimi ilaç türüne bağlı olarak %40-79 arasında değişim göstermektedir. Yapılan denge deneylerinde elde edilen sonuçlar Langmuir ve Freundlich izoterm modellerine uygulanmış ve her bir ilacın aktif çamur tarafından adsorpsiyonunun Freundlich izotermine daha iyi uyum gösterdiği görülmüştür. Her bir ilacın canlı aktif çamur tarafından adsorplanma kinetikleri incelenmiş ve adsorpsiyon hızlarının yalancı ikinci dereceden hız modeline uyduğu bulunmuştur. Çalışmada ayrıca deneysel olarak elde edilen değerler adsorpsiyon katsayılarının (Kd) hesaplanmasında da kullanılarak canlı aktif çamurun ilaçları adsorplama özellikleri değerlendirilmiştir.
Drenaj kanallarında mevsimsel kirlenmenin belirlenmesi, Aşağı Seyhan örneği
Bu araştırmada, Drenaj Kanallarındaki.mevsimsel.kirlenmenin değişiminin belirlenmesine çalışılmıştır. Değişimin incelenmesi sonucu sulamanın başlaması ile drenaj kanallarında pH, NH3-N, BOD5, DO, Ec, Na, Ca, Mg, Fe, TDS değerlerinde bir miktar yükselme olduğu belirlenmiştir.
Trafikten kaynaklanan çevresel gürültü haritaları ve Çukurova Üniversitesi Kampusu örneği
Bu Çalışmada, Gürültü kirliliğinin önemli kaynağı olan karayolu trafik gürültüsünün Çukurova Üniversitesi kampüsü boyutunda araştırılması ve alınacak önlemlerin belirlenmesi amaçlanmıştır. Gürültü kirliliği çarpık ve sağlıksız kentleşmenin önemli ölçütlerinden birisidir. Çukurova Üniversitesi merkez kampüsü alanında gürültü kirliliği haritasının yapılması amacıyla trafiğin yoğun olduğu kavşakta 7 ayrı nokta belirlenmiştir. Trafiğin yoğun olduğu; 07.00-10.00 saatleri arasında sabah, 11.00-14.00 saatleri arasında öğle, 16.00-18.00 saatleri arasında öğleden sonra ve 19.00-20.00 saatleri arasında akşam araç sayımları yapılmıştır. Nüfus artışına paralel olarak artan taşıt yoğunluğu ve mevcut karayollarının buna cevap verecek düzeyde olmaması ve sürücülerin eğitim eksikliklerinden kaynaklanan yanlış davranışları nedeniyle gürültü düzeyi artmaktadır. Çalışmada kullanılan yazılım programı, özellikle Avrupa Birliği ülkelerinde hava alanı, karayolu, demiryolu ve sanayiden kaynaklı gürültülerin hesaplanması için geniş kapsamlı bir yazılım programı olarak önem kazanmıştır. Kampüsün karayollarından kaynaklanan trafik gürültüsünün belirlenmesi ve sıcak nokta olarak belirlenen güzergahlarda SoundPLAN programı kullanılarak alınabilecek önlemlere ilişkin hesaplamalar yapılarak gürültü haritaları incelenmiştir.Sonuçta, Çukurova Üniversitesi Merkez Kampüsü mevcut gürültü kaynakları belirlenmiş ve bu kaynakların çevreye verdiği kirliliğin ölçülerek kirlilik kaynaklarının haritalama yöntemi ile yoğunlaşma noktaları ortaya çıkarılmıştır.
Ön arıtımdan geçen çöp sızıntı sularının batık membran biyoreaktöründe arıtımı
Karmaşık yapısı ve karakteristik özelliklerinin depo yasına bağlı olarakdeğişimleri nedeniyle sızıntı suları, arıtımı zor atıksuların basında gelmektedir. Genç depolama alanları ile yaşlı depolama alanlarında oluşan sızıntı suları farklı karakteristikler gösterebilir. Örneğin genç depolama alanlarındaki sızıntı suları yüksek konsantrasyonda biyolojik olarak parçalanabilir organikler içerir. Bu karakteristikler sızıntı sularının arıtımında da farklı metotların ve proseslerin kullanımını ön plana çıkarabilir.Bu çalışmada genç sızıntı sularında koagülasyon ve amonyak sıyırmadan oluşan ön arıtımdan geçirilmiş çöp sızıntı suyunun batık membran biyoreaktöründe arıtılması incelenmiştir. Yapılan çalışma sonucunda batık membran biyoreaktörünün sızıntı sularının arıtılmasında çok etkili ve verimli bir sistem olduğu gözlemlenmiştir.
Elektrokinetik işlem ile kentsel arıtma çamurundan ağır metallerin giderimi
Bu çalışmada, elektrokinetik işlem ile anaerobik olarak çürütülmüş arıtma çamurundan ağır metallerin giderimini ve hareketliliğini araştırmak amacıyla farklı deneysel işlemler yürütülmüştür. Farklı akım uygulaması, farklı asitlerle ön asitleştirme, EDTA uygulaması ve kaolin-çamur karışımı ile elektrokinetik işlemler yürütülmüştür. Aynı zamanda ağır metallerin çevresel hareketliliğini ve ağır metal formlarını belirlemek amacıyla tüm deney serilerinde elektrokinetik işlem süresince ardışık kimyasal ekstraksiyon işlemleri yapılmıştır.Çalışmanın sonuçlarına göre Cr için en yüksek giderim oranı % 56, Pb ve Zn için ise %39 olarak belirlenmiştir. Farklı akım uygulaması, EDTA ilavesi ve kaolin-çamur karışım uygulaması metallerin kimyasal formlarında belirgin bir değişikliğe neden olmamıştır. Fakat asetik asit ve nitrik asit ile yapılan ön asitleştirme deneylerinde metallerin anoda yakın kısmında değişebilen ve indirgenebilen, katoda yakın kısımda ise yükseltgenebilen ve kalıntı türleri artmıştır. Daha yüksek ağır metal giderim verimlerinin sağlandığı uygulamalarda toplam maliyet artmıştır. % 54 Cr ve % 39 Zn giderim verimi elde edilen asetik asit ile çamur pH'nın 3'e ayarlandığı deney serisinde toplam maliyet 315,3 $/ton kuru çamur olarak hesaplanmıştır. Nitrik asit ile çamur pH'nın 3 olduğu deney serisinde ise toplam maliyet 171$/ton kuru çamur olarak belirlenmiştir.
Evsel atıksu arıtma tesislerinde bazı B grubu vitamin miktarlarının belirlenmesi
Özellikle biyokimyasal reaksiyonlarla gerçekleşen madde değişiminde gerekli olan vitaminlere bazı canlı türleri bunların tamamına gereksinim duyarken bazıları da ya hiç ya da bir veya birkaçına gereksinim duymamaktadır. Canlılar hayati faaliyetlerini devam ettirebilmek için ihtiyaç duydukları bu maddeleri yaşam ortamlarından temin etmek durumundadırlar. Biyolojik atık su arıtma tesislerinde aktif rol oynayan mikroorganizmaların yaşam ortamlarındaki vitamin miktarlarının bilinmesi gerekir.Bu çalışmada, Yüksek Performanslı Sıvı Kromatografisi (HPLC) metodu ile Malatya ve Gaziantep Atık Su Arıtma Tesisi giriş ve çıkış suları ile arıtma çamuru örneklerinde suda çözünen B vitaminlerinden B1 (Tiamin), B2 (Riboflavin), B3 (Nikotinamid), B6 (Piridoksin), B11 (Folik Asit) ve B12 (Kobalamin) vitamin miktarları belirlenmiştir.Malatya ve Gaziantep atıksu arıtma tesisinden alınan örneklerde tespit edilen B1,B2,B3,B6,B11 ve B12 vitamin miktarları farklılık göstermiştir. Sonuçlar istatistik açıdan p<0.05 ve p<0.01 düzeylerinde önemli bulunmuştur. Örneklerde belirlenen vitamin miktarları hem biyolojik atıksu arıtımında hem de toprak ortamındaki heterotrofik mikroorganizmaların vitamin ihtiyaçlarını karşılayacak düzeyde olduğunu göstermiştir.
Çöp sızınyı sularının anaerobik membran biyoreaktöründe arıtımı
Çöp sızıntı sularının kirletici içeriğinin çok fazla olması ve özellikle biyolojik arıtma için inhibisyon etkisine sahip olması bu atıksuların kolay arıtılamayacağının göstergesidir. Bu nedenle, dünyada ve ülkemizde çöp sızıntı sularının etkin bir şekilde arıtılması için birçok bilim ve teknoloji grubu çeşitli arıtma üniteleri üzerinde yoğunlaşmışlardır. Bu çalışmalar, genellikle arıtım sistemlerinin farklı kombinasyonları kullanılarak yürütülmektedir.Bu tez çalışmasında çöp sızıntı sularının anaerobik membran biyoreaktörde artımı araştırılmıştır. Ayrıca farklı sızıntı suyu/asetat oranlarında besleme yapılarak An-MBR'ın KOİ giderim performansı, gaz üretme kapasitesi ve sülfatın elektron alıcı olarak mikroorganizmalar tarafından kullanılmasının biyogaz oluşumu üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Deney süreçlerinden elde edilen sonuçlara göre sistemin KOİ giderme verimi işletmeye alma sürecinde %50'ye kadar ulaştığı belirlenmiştir. Farklı sızıntı suyu/asetat oranlarında KOİ giderme verimi ortalama %75-85 arasında değişmiştir. Ayrıca An-MBR'da giderilen sülfat miktarı arttığında üretilen metan miktarında azalma olduğu tespit edilmiştir.
Minimization of excess sludge production
Large amounts of waste sludge are produced with the removal of biodegradable compounds and organic or inorganic matter in municipal and industrial wastewater treatment plants for disposal. It is expected that, in near future, sludge production and the regulation limits for disposal alternatives cause an increase in costs for sludge disposal. The current approach to sludge minimization is the reduction of volume of wet sludge and the reduction of dry mass of sludge. The volume of wet sludge for disposal is reduced significantly with the increase of the sludge solid content by dewatering. The reduction of dry mass of sludge leads to the reduction of solid content and volume and this strategy should be fovoured, beause it allows the immediate reduction of sludge dry mass during its production in the biological treatment stage.The fundamental aim of this thesis is the reduction of sludge production during the biological treatment. All of the techniques for sludge reduction described in this thesis suitable for implementation during the wastewater treatment plants, not after the sludge production, often by retrofitting the specific additional equipment. Two of these techniques were carried out experimentally and evaluated within the scope of this thesis. The effectiveness of ozonation integrated in activated sludge process and oxic-settling anaerobic (OSA) process were investigated on sludge reduction, especially.In the first stage of the study, Box-Behnken Statistical Design Program was used in order to determine the optimum operational conditions. Optimum hydraulic retention time (HRT), solid retention time (SRT) and initial COD (CODi) values for maximum COD removal were determined as 25 h, 25 d and 400 mg/L, respectively. After the determination of optimum operational conditions of activated sludge process, two systems were operated in parallel under these optimum conditions during 45 days until the steady state conditions and the effluent quality and sludge properties of the systems were monitored. When the steady-state conditions were reached, specific batch tests were carried out in order to investigate the biodegradability of disintegrated sludge and determine optimum ozone dose prior to the modification with the addition of ozonation unit to one of the activated sludge process. Optimum ozone dose for return activated sludge disintegration was determined as 0.05 gO3/gTS in terms of disintegration degree with 56.2 %. The higher doses improved disintegration degree, slightly.After the ozone dose optimization study, the effectiveness of partial ozonation of return activated sludge was investigated for the minimization of excess sludge production using ozonation coupled with activated sludge process in two stages. In the first stage of the ozonation, in ozonated system, 10 % of return activated sludge (0.1 QR) was ozonated every day during a month with optimum ozone dose and recirculated to the aeration tank. No excess sludge was withdrawn from the ozonation coupled with activated sludge process. The other activated sludge system was remained unmodified and operated as a control run with optimum operational conditions. Excess sludge was withdrawn every day due to SRT. 43 % observed sludge yield (Yobs) reduction could be achieved in ozone run during the operation period. At he the end of the operation, the 56 % of Yobs reduction was observed in ozone system compared to control system. In ozone run, the effluent quality was weakened slightly in term of COD and NH4-N removal. Sludge settling properties represented by SVI was improved in ozone run. Ozone run had lower dewaterability characteristics with higher CST values. The filterability of sludge was lower in ozone run than control run in terms of SRF.In the second stage of the ozonation 800 mL of the return sludge corresponded to 20 % of of the return activated sludge (0.2 QR) was ozonated with optimum ozone dose. 73 % Yobs reduction could be achieved in ozone run during the operation period. At the end of the operation, the 62 % of Yobs reduction was observed in ozone run compared to control run. The effluent quality was weakned slightly in term of COD and NH4-N removal in ozone run. Sludge settling properties was improved in ozone run in terms of SVI. Lower dewaterability characteristics in ozone run were proved with CST values. The filterability of ozonated sludge was lower than control run in terms of SRF.After the application of ozonation to activated sludge system, one of the system was modified by inserting anoxic tank to comprise OSA system. The other system was remained unmodified as a control system. A specific volume of return activated sludge of OSA system was subjected anaerobic conditions (-250 mV of low ORP level every day. OSA and control system were operated during 45 days. The sludge reduction efficiency and effluent quality were evaluated. After the completion of continuous operation, some batch experiments were conducted in order to investigate sludge reduction mechanisms in OSA process.In OSA system, 62 % reduction efficiency was obtained in yield production in OSA system during the operation. OSA system was also achieved 58 % reduction efficiency of Yobs compared to control run at the end of the operation. It was found that COD concentrations in the effluent in the OSA system were lower than that in the effluent of the control run due to the additional substrates from the anaerobic tank. The NH4-N removal efficiency in OSA system was lower compared to control run during the operation period due to denitrification. The setteability characteristics of sludge was also found better than that of the control system in terms of SVI. Higher CST values were obtained in control system compared to OSA system during the long term operation. It was revealed that the OSA system enhanced the filterability of sludge.In order to investigate the sludge decay theory in OSA sistem, two batch experiments with sludge taken from aeration tank of control and OSA systems were carried out. The aim of the first batch experiment was to investigate the relationship among sludge anaerobic reaction time, sludge lysis and sludge yield. The sludge reduction in terms of Yobs caused by sludge decay in OSA batch reactor was 40 % compared to control batch reactor for the first batch experiment. In the second batch test, the investigation of the energy uncoupling theory was aimed. The sludge reduction in terms of Yobs caused by energy uncoupling in OSA batch reactor was 5 % compared to control batch reactor.When the sludge reduction techniques used in this thesis were compared as modified activated sludge processes; the activated sludge process ozonated of 0.2 QR showed better Yobs reduction efficiency than that the fist stage of ozonation process (ozonation with 0.1QR) and OSA system during the operation period. The effluent quality of control systems were better than that modificated systems in terms of COD and nitrogen removal capacity however, the effluent quality of the modificated systems were at satisfactory level. The sludge characteristics of activated sludge were changed even slightly for some paramaters after the application of sludge minimization techniques.Consequently, the ozonation based on cell lysis-cryptic growth mechanism is an applicable and effective technique integrated to the activated sludge process for the minimization of excess sludge production. Besides, it was revealed that the OSA process especially based on sludge decay and energy uncoupling metabolism can be used as another simple effective method for sludge reduction.Keywords: excess sludge minimization, modification of activated sludge process, ozonation, OSA process.