1,620
Archived Theses
0
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Discipline
Mayalardan izole edilen lipitlerin biyodizel üretim kapasiteleri
Starmerella magnoliae X-3 suşunun N- stresi koşullarında ve farklı pH (3, 4, 5 ve 6) değerlerinde üreme, triaçilgliserol (TAG) birikimi, lipit üretimi, yağ asidi profili ve biyodizel kalitesi üzerindeki etkileri araştırılmıştır. TAG ve toplam lipit düzeyleri sırasıyla Nile Red floresans yöntemi ve sülfo-fosfo-vanilin (SPV) tekniği kullanılarak ölçülmüştür. Elde edilen bulgular, N- stresi ile asidik pH koşullarının birlikte uygulanmasının, kontrol grubuna kıyasla Starmerella magnoliae X-3 suşunda TAG birikimini, toplam lipit miktarını ve lipit verimliliğini anlamlı düzeyde (p < 0.05) artırdığını ortaya koymuştur. N- stresi koşulları altında en yüksek TAG birikimi, 72 saatlik üretim süresinden sonra pH'ları 3 ve 5 olan ortamlarda gözlemlenmiştir. En yüksek lipit verimliliği ise (0,306 g/L/gün) 48 saatin sonunda pH 3 koşulundan elde edilmiştir. Dört farklı pH değerinde baskın yağ asitleri oleik asit (%63,6–64), palmitoleik asit (%11,3–12,5), stearik asit (%9,7–11.4) ve palmitik asit (%9,4–10) olarak belirlenmiştir. Ayrıca hem N- stresi hem de düşük pH koşullarında, kontrol grubuna kıyasla daha düşük iyot değerine ve daha yüksek setan sayısına sahip olduğu tespit edilmiştir. Bu bulgular, Starmerella magnoliae X-3 suşunun N- stresi koşullarında ve pH 3'te üretilmesinin TAG miktarını artırmada umut vadettiğini göstermektedir.
Elektrokoagülasyon yöntemleri ile yağ-su emülsiyonlarının ayrılması
Günümüzde su içinde oldukça yaygın bir kirletici olan yağlar, petrokimya tesislerinde, maden işletmelerinde, gıda endüstrilerinde ve birçok endüstriyel proses sonucunda oluşan suların içinde genellikle emülsiyon halinde bulunmaktadır. Bunun dışında, deniz üzerinden yapılan petrol taşımacılığında ve petrol üretimi esnasında sürekli meydana gelen petrol sızıntıları/dökülmeleri büyük miktarda yağ bazlı kirletici içeren petrolün, su kaynaklarına karışarak yağlı atıksuların oluşmasına sebep olmaktadır. Petrol sızıntılarının-kazalarının sıklıkla yaşanması ve emülsiyon haldeki yağ-su karışımlarının doğrudan alıcı ortamlara deşarj edilmesi, çevreye ve canlı yaşamı üzerine zararlı etkiler oluşturacağından, bu tür atıksuların verimli bir şekilde arıtılması büyük önem taşımaktadır. Bu tez çalışmasında, sürdürülebilir su yönetimi için etkili ve umut verici bir yöntem olarak değerlendirilen elektrokoagülasyon (EC) ve ileri elektrokoagülasyon prosesi olarak adlandırılan elektro-persülfat yöntemi (EPS) ile yağ-su emülsiyonlarının arıtılması amaçlanmıştır. Deneysel çalışmalar için model bir yağ-su emülsiyonu hazırlanmıştır. Çalışmanın ilk aşamasında, üç farklı elektrot konfigürasyonu ile yağ-su emülsiyonlarının EC ile arıtımı gerçekleştirilmiş ve en ekonomik elektrot çifti belirlenmiştir. Çalışmanın devamında, yağ-su emülsiyonlarının ayrılması için EC ve EPS prosesi cevap yüzey yöntemi (RSM) ve Box-Behnken tasarımı (BBD) kullanılarak modellenmiş ve işletme şartları optimize edilmiştir. BBD ile işletme parametrelerinin (EC için pH, akım yoğunluğu ve elektroliz süresi; EPS için pH, akım yoğunluğu, persülfat (PS)/KOİ ve elektroliz süresi), sistem yanıtı (KOİ giderimi) üzerindeki etkileri ve birbirleriyle etkileşimleri ortaya konmuştur. Nötr pH'da, maksimum KOİ giderimi için model yardımı ile belirlenen optimal işletme şartları EC için 27 mA/cm2, 37 dk ve EPS için 27 mA/cm2, 25 dk ve PS/KOİ=0,5'dir. Optimum koşullar altında BBD tarafından tahmin edilen ve doğrulama deneyleri sonucu KOİ giderim verimi EC ve EPS için sırasıyla %100, %97,15 ve %88,18 ve %87,94 olarak ve toplam maliyet EC ve EPS için sırasıyla 2,061 €/m3 ve 1,19 €/m3 olarak belirlenmiştir. Çalışma neticesinde EC, EPS prosesine göre daha yüksek atıksu arıtma performansı sağlamıştır. Ancak, ekonomik açıdan EPS prosesi daha verimli yağ-su emülsiyonlarının arıtımını sağlamıştır. Anahtar Kelimeler: Elektrokoagülasyon, Elektro-persülfat, Optimizasyon, Sonifikasyon, Yağ-su emülsiyonu,
Hava kirleticilerinden karbondioksitin ekmeklik buğday üzerine etkilerinin belirlenmesi
Hava kirliliği geçmişten günümüze giderek artan bir problem haline gelmiştir. Özellikle son yıllarda artan nüfusla birlikte gelişen sanayi, ısınma ihtiyacı ve yoğun taşıt trafiği bu sorunu daha da arttırmıştır. Hava kirleticilerinin yoğun olduğu bölgelerde bitki türleri ve dolayısıyla da çevre sağlığı olumsuz etkilenmektedir. Özellikle sanayinin gelişmiş olduğu ve nüfusun her geçen yıl arttığı Konya ilinde hava kirliliğinin tarım üzerine etkilerini belirlenmesi amaçlanmıştır. Bunun için Konya'da en çok yetiştirilen ekmeklik buğday (Taner) bitkisi tercih edilmiştir. Konya Bahri Dağdaş Uluslararası Tarım Araştırma Enstitüsü Müdürlüğünden temin edilen "Taner Ekmeklik Buğday" türü elde edilen hava kirliliği kirleticilerinden CO2 gazına deney düzeneği içerisinde maruz bırakılmıştır. Çalışmada tohumlar ile çimlenen buğdayların kirliliğe tepkileri araştırılmıştır. Hava kirliliğine maruz bırakılan ve maruz bırakılmayan buğdaylar besin haline getirilerek sirke sineklerinin (Drosophila melanogaster) beslenme ortamına eklenip; canlıların gelişim süreleri ve yaşam-ölüm oranları gözlemlenmiştir. Araştırmanın sonucuna göre hava kirleticilerinden CO2 gazına maruz kalan buğdaylar ile temiz havadaki buğdayların toplam ağırlıkları karşılaştırıldığında temiz havaya göre yaklaşık %19 oranında azalma olduğu belirlendi. Tohum halindeyken CO2 gazına maruz kalan buğdayların toplam ağırlığının diğerlerine göre sırasıyla yaklaşık %92 ve %94 oranlarında azaldığı belirlendi. Ayrıca diğer gruplar ile karşılaştırıldığında tohum halindeyken CO2'e maruz kalan buğdayların boy oranlarının kısaldığı gözlemlenmiştir. Yine model canlıların gelişim evrelerinde yaşama oranları kontrole ve temiz havada yetişen besinle beslenen canlılara göre %20-%40 oranında azalmıştır. Hava kirliliğine maruz kalan besinlerle beslenen canlıların gelişim süreleri diğerlerine göre 1-2 gün uzamıştır. Sonuçta yüksek konsantrasyonlarda CO2 gazı buğdayların gelişimini ve besin kalitesini olumsuz etkilemektedir.
High temperature pyrolysis of sewage sludge as a sustainable process alternative to anaerobic digestion for energy recovery
Wastewater is a mixture of pollutants that should be treated in wastewater treatment plants (WWTPs). The wastewater is considered as an energy source in terms of the organic matter it contains. While the WWTPs generate an amount of sewage sludge as a by-product, the energy in the wastewater is transferred into the sewage sludge. Sludge is considered as a renewable energy source as the other recycable wastes with the potential to contribute to the energy needs for both the developed and developing economies worldwide. Beside the biochemical technologies, thermal technologies are initiated to be used for recovering the stored energy of the sludge and for minimizing the environmental impacts at the same time. Pyrolysis is one of the most advantageous methods in terms of applicability as a sustainable process for energy recovery from sewage sludge. In this study, sewage sludge obtained from the drying unit of an extended aeration activated sludge system with 6 % moisture content and 65 % organic content was subjected to high temperature pyrolysis process. Pyrolysis temperature and rotation speed were investigated as the most important operational parameters to determine the diversity of the end products (biochar, tar, and syngas). The experiments were conducted on eight different runs (Run 1-Run 8) at three different temperatures (450 °C, 600 °C, and 850 °C) at a rotation speed of 10 Hz, 40 Hz and 60 Hz to represent the low, medium and high temperature pyrolysis conditions at batch mode. The effect of temperature and rotation speed on sludge pyrolysis was analyzed in terms of the mass balance, syngas composition, energy balance and energy recovery in the system. Comparative evaluation between pyrolysis process and anaerobic digestion was assessed in terms of energy recovery potential of both systems. The results showed that apart from the biochar, a potential of 59-71 % could be recovered in the form of tar and syngas in the pyrolysis experiments. The best condition in terms of energy generation was selected at high temperature and high rotation speed (850 °C, 60 Hz) as of 71 % energy recovery. It was observed that high temperature and high rotation speed provide a more efficient degradation of organics into syngas thus increasing the production of syngas. Syngas generated has a calorific value of 3520 kcal/m3 that represents an energy potential of almost 0.5 m3 natural gas at high temperature and high rotation speed. The high temperature pyrolysis produced a syngas of approximately 0.64 m3/kg organic sludge. The energy generation was calculated as approximately 3560 kcal/kg organic sludge at the best condition of high temperature and high rotation speed pyrolysis whereas a generation of 2070 kcal was theorotically calculated in anaerobic digestion for the same amount of sludge. For ensuring the operational conditions in both pyrolysis and anaerobic digestion systems, a certain amount of energy generated is utilized for internal energy requirement, yielding a net production of 3030 kcal/kg organic sludge for pyrolysis whereas 1700 kcal/kg organic sludge and 2600 kcal/kg organic sludge for mesophilic and thermophilic anaerobic digestion, respectively. It can be concluded that the pyrolysis process eliminated the limitations of anaerobic digestion in terms of organic matter destruction and energy generation. In response to the severe constraints applied to the treatment of sludge and the soaring prices of fossil fuels, the pyrolysis of sewage sludge has been attracting extensive attention in recent years as an economic and environmentally acceptable route for energy recovery. Besides the benefits of pyrolysis technology such as less pollutant than conventional methods, generation of syngas can be used for steam and electricity production for energy recovery in WWTP.
Modelling of modified activated sludge systems for excess sludge reduction
Nowadays active sludge process is one of the most widely used processes among biological wastewater treatment systems not only for domestic but also for industrial wastewater treatment. The activated sludge process has undergone many changes from its discovery to today and has been modified and used for certain wastewater characterizations. In the activated sludge process, a portion of the organic matter in the wastewater is removed from the medium by conversion to water and carbon dioxide while the rest is turned into a by-product and formed so called "sewage sludge". Due to the high organic matter and water content in the formed sewage sludge, it is forced to be treated and disposed rather than be removed directly from the system. Sludge treatment and disposal is a costly process that must be carried out in accordance with the environmental obligations. The cost of sludge treatment and disposal is about 50-60% of total operating cost of biological treatment systems. The amount of sludge is related to the configuration of the activated sludge system and the sludge retention time. The generally applied sludge treatment procedure is based on collecting the sludge at the outlet of the activated sludge system and reducing the amount of water by thickening reactor. After thickening, the stabilization process is applied in order to reduce the content of organic matter and the sewage sludge is finally adapted to the its ultimate final disposal alternative after dewatering process. Stabilization can be carried out in either aerobic or anaerobic conditions. Stabilization is described as one of the separate or post-process sludge treatments. The use of technological approaches to reduce the amount of sludge "in process" without significantly increasing operating costs has great importance from an operational point of view. The sludge reduction which is carried out in aeration tank is one of the implementations of "in process sludge reduction mechanisms" in the small activated sludge systems. Contact stabilization (CS) has been applied mainly in-process sludge treatment system and oxic-settling-anaerobic (OSA) systems is currently used in-process sludge treatment and disposal alternative. Unlike the activated sludge systems where the sludge treatment is made out of the process, in these systems the sludge stabilization is ensured in the same volume and the system is operated more efficiently and less sludge production is ensured. The purpose of this thesis is to determine the effect of in-process sludge stabilization on the sludge formation. In this context, OSA and CS systems which are fed with domestic wastewater evaluated within the framework of modern environmental biotechnology modeling approach by using AQUASIM software. The OSA system is a modification of the conventional activated sludge system. The wastewater is primarily aerated in an aerobic tank and then settled. While the upper phase of the sedimentation tank is being discharged from the system in the OSA process, a portion of the sewage sludge is directly recycled to the aeration tank to form the recycle of the activated sludge system. The rest of the sludge portion is then anaerobically stabilized. The stabilized sludge in the anaerobic stabilization tank is fed back into the aeration tank. The OSA system is operated as a system without discharging the sewage sludge. In the modelling approach, the anaerobic stabilization system is excluded and the biomass from OSA system is indicated as the input as a recycle aerobic reactor. Contact stabilization is a modification of the rapidly operated activated sludge system. The wastewater is first fed to the contact reactor which is aerated very shortly, and then it is transmitted to the settling tank. While the upper phase of the sedimentation tank leaves the system, the sludge that has been sedimented is transferred to the stabilization reactor for re-aeration. The stabilized sludge is fed back into the contact reactor. The basic principle of the contact stabilization process is to reduce the amount of sewage sludge by achieving rapid biological treatment and carrying out adsorption in the reactor via transferring sewage sludge to the stabilization reactor including particulate organic matter. In the context of this thesis, three different activated sludge configurations, CAS, OSA and CS, were evaluated in terms of sludge production by conducting a modeling study using AQUASIM software for carbon removal. All systems were scrutinized under different operational conditions to identify the effect of system configuration on the production of excess sludge. CAS was considered as a control system to predict the improvement in excess sludge production. The model for the CAS system was first run for an HRT of 8 hours (3350 m3 volume) to characterize the common operational conditions of a CAS. Then HRT was reduced to 5 hours (2100 m3 volume) to demonstrate the limitation of system operation due to the settling conditions. As expected from a CAS process, the sludge generation was decreased enormously when the sludge age was increased from 6 to 15 days. This was actually the reason for operating the activated sludge systems at an extended mode. It should be noted that high SRT, as 15 days, ended up with the lowest active biomass concentration as a result of the dominant endogenous respiration. Results showed that the increase of the sludge age from 6 days to 15 days reduced the total sludge production approximately 25%, and the meaningful reduction was in the active biomass with a level of 50%, where a remarkable stabilization of organic matter was observed for both 8 hours and 5 hours HRT. It is obvious that increasing the SRT and decreasing HRT as an operational parameter have a limitation due to the feasibility reasons. It seems only applicable to small treatment plants, where the sludge is aerobically stabilized within the activated sludge system. Modeling for OSA system reflected the features of the classical activated sludge system with an initial active biomass. The volume of the reactor was selected as 3350 m3 yielding an HRT of 8 hours (0.335 days). In OSA process, an input of 50 gr cell COD/m3 in the influent was sufficient to yield a 75% reduction, whereas a 100 gr cell COD/m3 ended up approximately with a 100% reduction. In this case, the wasted sludge consisted of only the initial biomass load (Q XH1). The results of the simulation proved that enhanced endogenous decay due to higher active biomass level sustained in the OSA reactor should be regarded as the major cause of excess sludge reduction in the OSA system. In summary, for the studied OSA system, the simulations show that 8 d SRT and 200 gr cell COD/m3 XH1 influx would be enough to stop biomass generation which is not comparable level achieved in a CAS process that operated at 8 days. CS system was designed to have a CR with a very short HRT at a very small volume aiming only the removal of soluble substrate and an aerobic reactor added in the recirculation line to examine the possible effect on the sludge reduction. First, the system was designed to be compared to the operational conditions of CAS by selecting a similar total HRT of 8 hours, where a very short HRT of 45 minutes was allocated to CR. The volumes were adjusted to 300 m3 for CR and 3000 m3 for SR, as a total of 3300 m3. In the second run, the total HRT was reduces to 5 hours to outline the effect of system behaviour on the sludge production. The HRT was divided as 30 minutes and 4.5 hours to CR and SR, respectively. In this case the total volume was reduced to 2100 m3, shared as 200 m3 by CR, 1900 m3 by SR. First of all, the CS process with two different HRTs were compared in terms of the sludge production. They were compared with CAS to evaluate the extent of sludge reduction of both configurations. CS process with the total HRTs of 5 hours and 8 hours were compared with CAS with an HRT of 8 hours in terms of the sludge production. HRT for 5 hours was not considered in the evaluation with the fact that the produced mass in the reactor cannot be settled in the conventional settling tank due to the solid flux limitation. The total sludge production, in other words the excess sludge to be further treated in a sludge treatment facility was found approximately the same for CAS with an HRT of 8 hours compared to CS with HRTs of 8 and 5 hours. The reason of having mostly the same sludge amount in CAS and CS araised from the fact that the amount of sludge remained the same in CS as a result of the raised concentration in the decreased volume. Namely, decreasing the HRT was increasing the concentration of the particulates yielding the generation of the same amount of sludge at significantly lower volumes. As a future perspective, the modifications of activated sludge systems for the sludge reduction may be developed/improved in conducting experimental studies within the view of modelling studies.
İçme sularında adsorpsiyon ile pestisit giderimi
Bu çalışmanın amacı çevre ve insan sağlığını olumsuz yönde etkileyebilecek toksik ve kalıcı mikrokirleticilerden olan, organoklorlu pestisitlerden endrin ve triazin sınıfından bir herbisit olan atrazin gibi pestisitlerin su kaynaklarından adsorpsiyon yöntemi ile uzaklaştırılmasıdır. Endrin ve atrazinin içme suyundan adsorpsiyon yöntemi ile uzaklaştırılması, demir ile modifiye edilmiş zeolit (FeZ) adsorban maddesi kullanılarak kesikli adsorpsiyon deneyleri ile araştırılmıştır. Adsorban madde olarak kullanılan klinoptilolit, adsorplama kapasitesinin arttırılması ve farklı yüzey özelliklerine sahip olabilmesinin sağlanması amacıyla demir kullanılarak modifiye edilmiştir. FeZ materyalinin endrin ve atrazin adsorpsiyon kapasitesi temas süresinin artmasıyla artmış ve endrin için gerekli denge süresi 5 saat, atrazin için ise 10 saat olarak bulunmuştur. Bulunan denge sürelerinde FeZ materyalinin adsorpsiyon kapasitesi endrin için 57,89 μg/g, atrazin için ise 55,80 μg/g' olarak hesaplanmıştır. pH, adsorban madde miktarı ve başlangıç endrin veya atrazin konsantrasyonlarının endrin veya atrazin giderim verimi üzerine etkisi Box-Behnken istatistiksel deney tasarım yöntemi kullanılarak araştırılmıştır. Box-Behnken istatistiksel deney tasarım yönteminden faydalanılarak gerçekleştirilen deneyler sonucunda elde edilen yanıt yüzey fonksiyonlarına göre FeZ üzerine endrin adsorpsiyonunda optimum pH değeri 6 atrazin adsorpsiyonunda ise optimum pH değeri 4 olarak bulunmuştur. Belirlenen pH değerinde optimum adsorban madde miktarı endrin için 0,08 g, atrazin için ise 0,09 g olarak belirlenmiştir. Elde edilen optimum işletme şartlarında ve 500 ppb başlangıç endrin ve atrazin konsantrasyonunda elde edilen maksimum adsorpsiyon verimi sırasıyla % 95,96 ve % 96,12 olarak bulunmuştur. FeZ materyali üzerine endrin ve atrazin adsorpsiyonunun, Freundlich izotermine uyduğu tespit edilmiştir. Ayrıca yalancı ikinci dereceden kinetik modelin FeZ üzerine endrin ve atrazin adsorpsiyonunda oldukça iyi korelasyon sağladığı görülmüştür.Daha sonra doldurulacaktır.
Kentsel arıtma çamurunun dezentegrasyon sürecinde mikroplastiklerin akıbetinin araştırılması
5 mm'den küçük plastik parçacıklar yani mikroplastikler son zamanlarda dikkat çeken önemli kirleticiler arasındadır. Genellikle mikroplastik kaynağı olarak atıksu arıtma tesisleri mikroplastik kirliliğinin başında gelmektedir. Bu konuda çalışmalar akademi alanında hız kazanmıştır. Tez çalışması kapsamında, Denizli Merkez Atıksu Arıtma Tesisi'nden alınan arıtma çamurlarında optimum dezentegrasyon proses koşulları, dezentegrasyonun mikroplastiklere ve anaerobik çürüme sırasında biyokimyasal metan potansiyeline etkisi ve mikroplastiklerin konsantrasyonları, şeklleri, boyutlarının belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaca yönelik ilk olarak arıtma çamurunda karakterizasyon işlemleri yapılmıştır. Karakterizasyonu belirlenen arıtma çamurunda kimyasal dezentegrasyon olan fenton prosesi ve fiziksel dezentegrasyon olan ultrasonik proses uygulanmıştır. Dezentegrasyon işlemleri sonrasında optimum proses koşulları belirlenmiştir. Fenton pprosesi ile dezentegrasyon sonrası optimum H2O2 dozu 60 g/kg, optimum Fe (II) dozu 3g/kg olarak belirlenmiştir. Ultrasonik proses ile dezentegrasyon sonrası optimum genlik (amp) değeri %30, optimum süre değeri ise 50 dk olarak belirlenmiştir. Dezentegrasyonun arıtma çamurunda su verme sürecine etkisi Kapiler Emme Süresi (KES, CST) deneyi yardımıyla yapılarak Fenton prosesi ile dezentegrasyonu yapılan arıtma çamurunun su verme süresinin kısaldığı, ultrasonik proses ile dezentegrasyonu yapılan arıtma çamurunun ise su verme süresinin uzadığı gözlenmiştir. Optimum dezentegrasyon proses koşullarında BMP (Biyokimyasal Metan Potansiyeli) deney çalışmaları yapılmıştır. En yüksek BMP değeri ultrasonik işlem ile dezentegre edilen çamur numunesinde daha sonra fenton ile dezentegre edilmiş çamur numunesinde gözlenmiştir. Atıksu arıtma çamuru numunelerinde optimum koşullarda dezentegrayon işlemleri ve izolasyon çalışmaları sonunda tüm numuneler ''Nile Red'' boyası ile boyanarak mikroplastiklerin analizi yapılmıştır. Arıtma çamurunda yoğun olarak lif şeklinde mikroplastikler gözlenmiştir.
Sulardan lityum geri kazanımı ve bir jeotermal su örneğine uygulanması
Günümüzde giderek azalan doğal kaynaklarımızın da etkisiyle geri kazanım konusunda yürütülen çalışmaların sayısı artış göstermektedir. Pek çok endüstride kullanım alanı bulan lityumun, özellikle gelişmekte olan teknolojiler ile arzı giderek artmaktadır. Lityum kaynaklarına alternatif olarak gösterilen jeotermal sulardan lityumun geri kazanım konusu öncelikli araştırma konuları arasında yer almaktadır. Jeotermal sulardan lityumun doğrudan ayrıştırılması ve geri kazanılması için geliştirilen teknolojiler, lityuma bağlı enerji depolaması için artan talebi karşılamak adına büyük bir öneme sahiptir. Bu tez çalışmasında sentetik olarak hazırlanan lityum klorür çözeltisinden, ticari katyonik reçine kullanılarak iyon değişim yöntemi ile lityumun geri kazanımı gerçekleştirilmiştir. Katyon değiştirici reçine kullanılarak gerçekleştirilen iyon değişim projesi ile sulardan lityum giderimi sağlandıktan sonra reçine üzerinde tutulan lityumun rejenerasyon prosesi ile geri kazanımı yapılmıştır. Kullanılan katyonik reçinenin lityum giderme verimi temas süresinin artmasıyla artış göstermiş ve dengeye ulaşma süresi 2 saat olarak belirlenmiştir. Sulardan iyon değişim prosesi ile lityum gideriminde; pH, reçine miktarı ve başlangıç lityum konsantrasyonu gibi önemli işletme parametrelerinin iyon değişimi kapasitesi üzerine etkisi ve maksimum lityum giderimini sağlayan kombinasyonun belirlenmesi amacıyla Box-Behnken istatistiksel deney tasarım yöntemi kullanılmıştır. Elde edilen yanıt yüzey fonksiyonuna göre lityum gideriminde optimum pH değeri 4 olarak bulunmuştur. Belirlenen pH değerinde optimum reçine miktarı 200 mg olmuştur. Reçine kullanılarak yapılan iyon değişim yöntemi ile en yüksek lityum giderim verimi 30 mg/L başlangıç lityum konsantrasyonunda % 69,51 olarak bulunmuştur. Reçinenin rejenerasyonu sonucunda lityumun maksimum geri kazanım verimi ise %98,44 olarak hesaplanmıştır. Son olarak Box Benhken istatistiksel analiz yöntemi ile belirlenen optimum koşullar doğrultusunda gerçek jeotermal su ile deneyler gerçekleştirilmiştir. Jeotermal su ile gerçekleştirilen maksimum lityum giderim verimi % 81,54, geri kazanım verimi ise % 97,68 olarak bulunmuştur.
Gerçek ölçekli genç katı atık depolama sahasında metan üretim potansiyelinin ve sızıntı suyu karakterizasyonunun belirlenmesi
Katı atık düzenli depolama sahaları dünyada olduğu gibi ülkemizde de en fazla kullanılan katı atık bertaraf yöntemidir. Şehirlerin yanı sıra ilçelerde de katı atık düzenli depolama sahaları inşa edilmektedir. Bilindiği üzere, katı atık düzenli depolama sahalarından kaynaklanan iki önemli çevre sorunu sızıntı suları ve depolama sahası gazıdır. Sızıntı suları özellikle çok yüksek organik kirlilik yükleri nedeniyle yeraltı sularını kirletme potansiyeline sahiptir. Bu nedenle depolamanın başlangıç aşamasında kirlilik potansiyelinin belirlenmesi önem arz etmektedir. Depolama sahası gazının bir öğesi olan CH4, sera gazı olması nedeniyle direk olarak atmosfere bırakılmamalıdır. CH4 gazından enerji elde edilmesi tüm dünyada olduğu gibi ülkemizde de yaygın olarak kullanılmaktadır. CH4 gazının elektrik üretimi amaçlı kullanımı için öncelikle düzenli depolama sahasının gaz potansiyelinin belirlenmesi gerekmektedir. Bu yüksek lisans tez çalışmasında, başlangıç aşamasında olan gerçek ölçekte bir düzenli depolama sahasında sızıntı suyu karakterizasyonu yapılması ve CH4 potansiyelinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Çalışma alanı olarak Tavas Katı Atık Düzenli Depolama Sahası seçilmiştir. Sızıntı suyundaki önemli kirletici parametreler olan pH, AKM, BOİ, KOİ, amonyum azotu ve toplam azot 1 yıl boyunca analiz edilmiştir. Sızıntı suyundaki en yüksek KOİ konsantrasyonu yaklaşık 25000 mg/L olarak Eylül ayında ölçülmüştür. Sahanın CH4 potansiyelinin belirlenmesi amacıyla LandGEM v3.02 ve NV AFVALZORG olmak üzere 2 ayrı model kullanılmıştır. Buna ilaveten 1 yıl boyunca sahada CH4 ölçümleri yapılmıştır. Kullanılan modeller ile sahada yapılan ölçümler kıyaslanmıştır. Yapılan CH4 ölçümleri neticesinde alandan elde edilebilecek elektrik üretim potansiyeli belirlemiştir.
Koagülasyon ve flokülasyon yöntemi ile içme sularından arsenat giderimi
Arsenik, su kaynaklarında bulunabilen, zararlı etkileri nedeniyle ciddi sağlık sorunlarına yol açabilen doğal bir elementtir. İçme suyu kaynaklarında yüksek seviyelerde bulunan arsenik, insanların yaşam kalitesini ve sağlığını doğrudan etkilemektedir. Bu tez çalışmasında, içme sularından arsenat giderimi için koagülasyon ve flokülasyon yöntemi değerlendirilmiş olup koagülant madde olarak demir (III) klorür ve demir (III) sülfat kullanılmıştır. Çalışmada, pH değerinin, koagülant madde türü ve miktarıyla başlangıç arsenat konsantrasyonunun arsenik giderim verimi üzerine etkileri araştırılmıştır. Ayrıca anyonik, katyonik ve noniyonik olmak üzere üç farklı türde polielektrolit kullanımının miktar ve tür olarak arsenat giderim verimine etkisi incelenmiştir. Çalışmaya göre, demir (III) klorür için optimum pH değeri 7, demir (III) sülfat için optimum pH değeri 8 olarak belirlenmiştir. Koagülant madde miktarı içinse, demir (III) klorür için 50 mg/L, demir (III) sülfat için ise 40 mg/L miktarlarının en etkili giderim oranlarını sağladığı görülmüştür. Bu miktarların üzerindeki artışların giderim verimliliğini önemli ölçüde iyileştirmemiştir. Başlangıç arsenat konsantrasyonun arsenat giderimi üzerine etkisinin belirlenmesi amacıyla yapılan deneylerde, her iki koagülant maddenin kullanımında da yüksek başlangıç arsenat konsantrasyonlarında yüksek verim elde edilmiş olmasına rağmen çalışılan tüm başlangıç arsenat konsatrasyon değerlerinde suda kalan arsenik konsatrasyonu içme sularında izin verilen maximum kirletici seviyesi olan 10 ppb'nin altına düşmüştür. Polielektrolit kullanımında, özellikle katyonik polielektrolitlerin eklenmesiyle, her iki koagülant maddeyle yapılan deneylerde giderim verimliliği önemli ölçüde artmıştır. Araştırma, koagülasyon ve flokülasyon yönteminin demir bazlı koagülant maddelerin ve polielektrolitlerin kullanımıyla, içme suyundan arsenat gideriminde uygun bir yöntem olduğunu kanıtlamıştır. Optimum pH seviyeleri, koagülant madde ve miktarıyla uygun polielektrolitlerin seçimi, içme sularından arsenatın giderilmesinde önemli bir etkinlik sağlanmıştır.
Çeşitli biyokütleler ile farklı bazik boyar maddelerin atıksulardan uzaklaştırılması
Bu çalışmada adsorpsiyon prosesi ile Basic Blue 41 (BB41) ve Basic Violet 16 (BV16) boyar maddelerinin giderimi amaçlanmıştır. Deneylerde pH'ın, adsorbent dozajının, deney süresinin, başlangıç boyar madde konsantrasyonunun ve sıcaklığın adsorpsiyon sürecine etkisi incelenmiştir. Adsorbent olarak meşe palamudu şapkası (Quercus coccifera) ve atık adaçayı (Salvia Officinalis) kullanılmıştır. Deneyler 125-500 µm partikül boyut aralığına sahip adsorbentlerle yürütülmüş olup, BB41 çözeltisi ile yapılan çalışmalarda pH değeri 8 ve adsorbent dozajı 0,1 g/100 mL iken; meşe palamudu şapkası için %95,8 verime, atık adaçayı için %95,97 verime ulaşıldığı belirlenmiştir. BV16 çözeltisi ile gerçekleştirilen çalışmalarda ise aynı pH değeri ve adsorbent dozajında meşe palamudu şapkası için %87,25, atık adaçayı için ise %91,33 giderim verimi elde edilmiştir. Bu değerler 25°C'de yapılan çalışmalar için geçerlidir. İzoterm modelleme çalışmaları neticesinde, izoterm modelleri kıyaslandığında elde edilen veriler açısından meşe palamudu şapkasının Langmuir, atık adaçayı adsorbentinin ise genel olarak Freundlich izoterm modeline uyumluluk gösterdiği belirlenmiştir. Meşe palamudu şapkası BB41 ve BV16 için sırasıyla 222,22 mg/g ve 106,38 mg/g maksimum tutma kapasitesi sunarken, atık adaçayı ise BB41 ve BV16 için sırasıyla 344,83 mg/g ve 147,06 mg/g maksimum tutma kapasiteleri sergilemiştir. Kinetik ve difüzyon modellerinin kıyaslanmasında ise her iki adsorbentin de yalancı 2. dereceden kinetik modeline uyum sağladığı belirlenmiştir. Adsorbentler kıyaslandığında, atık adaçayının meşe palamudu şapkasından düşük dozajda bile az da olsa daha iyi giderim verimine ve daha iyi tutma kapasitesine sahip olduğu gözlemlenmekle birlikte iki adsorbentin de farklı bazik boyar maddeler için önemli adsorpsiyon potansiyeli taşıdıkları ve yenilikçi ve çevre dostu olmaları açısından umut vadettikleri sonucuna varılmıştır.
Treatment of municipal wastewater by membrane bioreactor
Membrane bioreactor (MBR) technology became a significant technology for municipal and industrial wastewater treatment, because of its diverse benefits over conventional bioreactors. MBR has been considered as a simple, consistent and economical process with a substantial removal of contaminants for the treatment of municipal wastewater. However, a major problem in the operation of MBR is membrane fouling. There are numerous studies carried out to investigate the fundamental problem of fouling and the mechanisms behind it. Fouling reduces the lifetime of the membrane as well as a decline in permeate flux. The fundamental idea of fouling control is to clean the membrane when it is fouled. In this research, the performance of submerged MBR for municipal wastewater treatment as well as fouling reasons with their effects in MBR processes has been studied. It was found that greater sludge retention (SRT) time compared with HRT (9 hours) has increased the MLSS concentrations of the activated sludge. Certain analyses like COD, NH4 and PO4 were carried out to see the removal performance of the membrane where the average removal efficiency for COD, NH4 and PO4 were found to be 91.87%, 97.80% and 70.11% respectively. To investigate the sludge characteristics various experiments like hydrophobicity, sludge volume index (SVI), capillary suction time (CST) and also EPS and SMP were done during the study. Critical flux analysis, as well as SEM analysis on the membrane surface, were also carried out to see the effects of fouling in MBR. Less SMP and EPS production normally weakened biofilm formation ability but enhanced membrane filterability which is the main target of this study.
Aerobik membran biyoreaktörlerde farklı karbon/azot oranına sahip atıksuların arıtımı ve aktif çamur özelliklerinin değişimi
Evsel ve endüstriyel atıksularının arıtımında batık membran biyoreaktörlerin (bMBR) kullanımı son yıllarda ciddi bir şekilde artış göstermiştir. MBR'lerde membran tıkanmasını etkileyen pek çok bileşen olmasına karşın en önemli membran kirleticileri, mikroorganizmalar tarafından salgılanan hücre dışı polimerik maddeler (EPS) ve çözünmüş mikrobiyal ürünlerdir (SMP). EPS bileşenlerinin üretimi, atıksuyun karbon/azot (C/N) oranından önemli derecede etkilenmektedir. EPS ve SMP konsantrasyonları da özellikle flok oluşumunu, flok boyutunu, aktif çamur floklarının göreceli hidrofobisitesini ve zeta potansiyelini etkilemektedir. Ayrıca EPS'ler MLSS konsantrasyonu ile birlikte aktif çamurun reolojik özelliklerini de değiştirmektedir. Bu çalışmada, farklı çamur yaşlarında (SRT) ve her bir çamur yaşında 3 farklı C/N oranında atıksu ile işletilen bMBR'lerde membran kirlenmesinde birincil bileşen olan EPS ve SMP konsantrasyonlarının aktif çamur reolojisi üzerindeki etkileri ve membran kirlenmesine etkileri araştırılmıştır. Çalışmanın ilk periyodunda giriş atıksuyunun değişkenliğini önlemek ve elde edilecek sonuçların birbiriyle karşılaştırılmasını kolaylaştırmak maksadıyla birbirine paralel işletilen üç bMBR sisteminde C/N oranı 6, 21 ve 40 olan sentetik atıksular ile dört farklı çamur yaşında (20, 40, 80 ve 5 gün) işletme çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Sentetik atıksu çalışmalarında bMBR'ler dört farklı çamur yaşı için 20 L etkin işletme hacminde ve yaklaşık 1,2 kg/m3.gün organik yükleme oranında 364 gün işletilmiştir. Her bir SRT değerinde bMBR'lerde kararlı hal şartlarına ulaşıldıktan sonra EPS ve SMP bileşenlerinin protein ve karbonhidrat fraksiyonları, aktif çamur göreceli hidrofobisitesi, flok boyut dağılımı, zeta potansiyeli ölçümleri, gönünür viskozite ölçümleri ve reolojik analizler ile kritik akı ve membran kirlenme oranı (MFR) belirleme çalışmaları gerçekleştirilmiştir. bMBR'lerde KOİ giderim verimleri atıksu C/N oranından bağımsız olarak %96'nın üzerinde bulunurken NH3-N giderim verimleri ise SRT 20, 40 ve 80 gün için %94'ün üzerinde tespit edilmiştir. SRT 5 gün için ise NH3-N giderim verimleri %87 civarında bulunmuştur. Kararlı hal şartlarında aktif çamurdan ekstrakte edilen EPS'nin protein fraksiyonu atıksu C/N oranı artışıyla birlikte azalırken, EPS'nin karbonhidrat fraksiyonu artmıştır. Süpernatanttaki SMP protein konsantrasyonları farklı C/N oranlarında birbirine yakın bulunurken, SMP karbonhidrat konsantrasyonları atıksu C/N oranının artışı ile birlikte artmıştır. Aktif çamur görünür viskoziteleri ise C/N oranının ve SRT'nin artışı ile artış göstermiştir. Aktif çamurun ortalama flok boyutu ise C/N oranı artışı ile birlikte genel olarak artarken SRT artışı ile birlikte azalmıştır. Zeta potansiyelleri ise atıksu C/N oranının artışı ile birlikte genel olarak negatif yönde artış gösterirken, göreceli hidrofobisite değerleri C/N oranının ve SRT'nin artışı ile beklendiği üzere azalmıştır. bMBR'lerde MFR'ler C/N oranının artışı ile artarken, her bir C/N oranında SRT artışı ile azalmıştır. Sentetik atıksu çalışmaları ve bunlara ait istatistiksel analiz sonuçları göz önünde bulundurularak bir değerlendirme yapıldığında çalışmanın ikinci periyodunda yapılacak olan gerçek atıksu çalışmalarının SRT 40 gün değerinde gerçekleştirilmesine karar verilmiştir. Gerçek atıksu çalışmaları etkin hacmi 10 L bMBR'de evsel, süt endüstrisi ve kağıt endüstrisi atıksuları için organik yük sırasıyla 1,2 kg/m3.gün, 7,48 kg/m3.gün ve 7 kg/m3.gün değerlerinde yaklaşık 100 gün boyunca sürdürülmüştür. Kararlı hal şartlarında evsel atıksu ile beslenen bMBR'de %90 KOİ ve %80 NH3-N giderim verimlerine, süt endüstrisi atıksuyu ile beslenen bMBR'de %99 KOİ ve %85 NH3-N giderim verimlerine ve kağıt endüstrisi atıksuyu ile beslenen bMBR'de %93 KOİ ve %98 NH3-N giderim verimlerine ulaşılmıştır. Gerçek atıksular ile elde edilen sonuçlar sentetik atıksular ile paralellik göstermesine karşın membran tıkanması açısından gerçek atıksularda daha fazla membran tıkanma oranları gözlenmiştir. Bunun nedeni olarak kullanılan gerçek atıksuların tümünde sentetik atıksulara kıyasla çok daha fazla inorganik çözünmüş maddelerin var olması ve membran üzerinde mikrobiyal tıkanmanın yanı sıra inorganik tıkanmanın da söz konusu olduğu düşünülmüştür. Sonuç olarak, endüstriyel bir MBR işletiminde dikkat edilmesi gereken en önemli husus olarak atıksu C/N oranının uygun bir şekilde ayarlanması, nütrient azlığı tespit edilmesi durumunda bunun giderilmesi yönünde tedbirlerin alınması gerekliliği ortaya konmuştur. İstatistiksel analiz sonuçları, membran tıkanma oranına viskozitenin, C/N oranının, SRT ve karışık sıvıdaki askıda katı madde (MLSS) parametrelerinin ağırlıklı bir etkisi olduğunu ortaya çıkarmıştır.
Süt endüstrisi atıksuyu ile beslenen membran biyoreaktörde çamur karakteri ve arıtma veriminin izlenmesi
Doğaya kontrolsüz bir şekilde bırakılan atıksular çevreyi ve insan sağlığını olumsuz yönde etkilemektedir. Endüstriyel faaliyetlerden kaynaklı birçok çeşit atıksu ortaya çıkmaktadır. Bu tez kapsamında süt endüstrisi atıksuyunun membran biyoreaktörde arıtılması üzerine çalışılmıştır. Hollow fiber membran kullanılarak kurulan MBR sisteminde günlük olarak çözünmüş oksijen, membran basıncı, arıtılmış su miktarı, sıcaklık, pH takip edilmiştir. Çamur karakterindeki değişikliklerin izlenebilmesi için MLSS, MLVSS, SVI, CST, Hidrofobisite, EPS, SMP analizleri yapılmıştır. Belirli aralıklarla yapılan KOİ, NH3, PO4-P analizleri ile arıtma verimi izlenmiştir. Sırasıyla %99, % 82,78 ve %76,5 giderim verimleri elde edilmiştir. Sonuç olarak, membran biyoreaktörde kirlilik yükü yüksek olan süt endüstrisi atıksuyunun arıtma veriminin yüksek olduğu tespit edilmiştir. MBR kaliteli çıkış suyu, yüksek MLSS ve düşük HRT şartlarında işletme, daha az alan gereksinimi, son çökeltim havuzu ihtiyacının ortadan kaldırılması gibi özellikleriyle klasik aktif çamur sistemlerine kıyasla avantajlı bir proses olduğu tespit edilmiştir.
Anaerobik çürütücü çıkış suyu kullanılarak aktif çamurdan anammox bakterilerinin zenginleştirilmesi
Son yıllarda azot giderim yöntemleri üzerinde gerçekleştirilen teknolojik çalışmalar sonucunda anaerobik amonyum oksidasyon proseslerinin kullanımı gittikçe yaygınlaşmaktadır. Anaerobik amonyum oksidasyon proseslerinden en bilineni olan Kısmi Nitritasyon-Anammox prosesi, konvansiyonel biyolojik azot giderimi ile karşılaştırıldığında karbon ve oksijen gereksiniminin oldukça düşük olması sebebiyle azot gideriminde bilinen en yenilikçi ve sürdürülebilir yöntemlerdendir. Bu çalışma kapsamında konvansiyonel evsel atıksu arıtma tesisi havalandırma havuzu ve geri devir hattından alınan aşı çamurları ile Kısmi Nitritasyon ve Anammox proseslerinin temel bakterilerinden AOB ve Anammox bakterilerinin zenginleştirme çalışması yapılmıştır. Kısmi Nitritasyon prosesinin her aşamasında evsel atıksu çamur çürütücü çıkış suyu kullanılmıştır. Anammox bakterilerinin zenginleştirilmesi 2 farklı reaktörde sentetik atıksu ve çamur çürütücü çıkış suyu kullanılarak gerçekleştirilmiş, gerçek atıksu ve sentetik atıksuyun zenginleştirme üzerindeki etkileri incelenmiştir. Tam karışımlı sürekli beslemeli 3 farklı reaktörde gerçekleştirilen çalışmalardan Kısmi Nitritasyon çalışması 161 gün, gerçek atıksu ile Anammox zenginleştirme çalışması 87 gün ve sentetik atıksu ile yapılan Anammox zenginleştirme çalışması 55 gün devam ettirilmiştir. Kısmi Nitritasyon çalışması; AOB'nin zenginleştirilmesi, AOB aktivitesinin stabil tutulması ve Anammox reaktörüne stokiyometrik uygunlukta besin eldesi olmak üzere 3 farklı aşamada gerçekleştirilmiştir. AOB'nin zenginleştirilmesi ve aktivitenin stabil tutulması için pH, SA, SNA, ÇO, sıcaklık ve ÇBS parametrelerinin kombinasyonu kontrol stratejisi olarak kullanılmıştır. Çalışmanın gerçek ölçekli tesislere uygulanabilirliğinin tespit edilmesi amacıyla kademeli olarak pH değeri 7,8'den 7'ye; sıcaklık değeri 35 °C'den 22°C'ye düşürülmüş, pH ve sıcaklık kontrolü olmadan Anammox'a uygun stokiyometride atıksu eldesi (NO2--Ntüketilen:NH4+-Ntüketilen oranı 1,26±0,1:1 olacak şekilde) sağlanmıştır. AOB zenginleştirilmesi 55. günde tamamlanmış, 90. günden itibaren NOB aktivitesi tamamen durmuştur. 90 ile 161. günler arasında bu reaktörden elde edilen atıksu Anammox reaktörüne beslenirken, amonyum giderim verimi %55,7±1,8 ve AOB aktivitesi ise %99,6±0,08 olarak hesaplanmıştır. 2 farklı reaktörde yürütülen Anammox zenginleştirme çalışmasında Kısmi Nitritasyon çıkış suyu ile beslenen R2 reaktöründe 40. günde Anammox'a ait ilk etkiler görülmeye başlamış, sentetik atıksu ile beslenen R3 reaktöründe ise nitrifikasyon etkileri devam etmiştir. R2 reaktöründe 40. günden itibaren azot gazı üretimi ile ÇO konsantrasyonu düşme, pH artma eğiliminde olmuştur. NO2--Ntüketilen:NH4+-Ntüketilen ile NO3--Nüretilen:NH4+-Ntüketilen stokiyometrik oranları sırasıyla 1,29±0,08:1 ve 0,4±0,3:1 şeklinde değişmiştir. 47 gün daha işletilen reaktörde atıksu beslemesi sayesinde üretilen NO3--N konsantrasyonları azalmaya başlamış, azot giderim hızı 10,7 mg N/L/gün'den 136,2 mg N/L/gün'e çıkmış, AGV ise %82,2±14 olarak hesaplanmıştır. Eş reaktör ve şartlarda işletilmelerine rağmen sentetik atıksu ile beslenen R3 reaktöründe ÇO artışı daha sık görülmüş, pH düşme eğiliminde olmuştur. R3 reaktöründe NO2--Ntüketilen:NH4+-Ntüketilen ile NO3--Nüretilen:NH4+-Ntüketilen stokiyometrik oranların sırasıyla 0,99±0,34 ve 1,18±0,79 olup Anammox stokiyometrisinden oldukça uzaktır.
Hegzakloro siklohegzan izomerlerinin mekanokimyasal yöntemlerle giderimlerinin araştırılması
Mevcut çalışmada; ilk aşamada t-HCH'ın yüksek kütlesel oranda saf reaktif olarak CaO varlığında, yüksek hızlı gezegen hareketli bilyalı değirmende katı-katı reaksiyonla giderimi gerçekleştirilmiştir. İkinci aşamada ise CaO varlığında yüksek giderim verimlerinin optimum açıdan elde edilmesi amacına yönelik olarak optimizasyon çalışması yürütülmüştür. Ardından farklı inorganik atıklar (kömür uçucu külü, atık refrakter tuğla ve döküm kumu) ve farklı endüstriyel materyalin (portland çimentosu) CaO yerine reaktif olarak kullanılabilirliği araştırılmış ve bu çalışmada en hızlı giderim verimini sağlayan inorganik materyal seçilerek reaksiyon sonrasında oluşan proses kalıntısının tekrar kullanılabilirliğinin sağlanması amacıyla beton üretiminde ikame materyal olarak kullanımı hem mekanik hem de çevresel açılardan araştırılmıştır.
Ultrasonik sistemlerle suda Klebsiella pneumonia dezenfeksiyonu
Günümüzde bulaşıcı hastalıkların önüne geçilmesi amacıyla uygulanan dezenfeksiyon işlemleri içme ve kullanma suyu temininde önemli rol oynamaktadır. Patojen mikroorganizma kaynaklı epidemik hastalıkların önlenmesi amacıyla yaygın olarak uygulanan klorlama, ozonlama, UV ışıma gibi su dezenfeksiyon tekniklerinin sahip oldukları çeşitli dezavantajlar nedeniyle ultrasound gibi alternatif dezenfeksiyon teknolojileri üzerinde yapılan çalışmaların sayısı artmaktadır. Geliştirilmekte olan ultrasonik dezenfeksiyon uygulamalarının su arıtımında kullanılabilmesi için çeşitli patojen mikroorganizmalar üzerindeki etkinliği incelenmelidir. Bu çalışma kapsamında Klebsiella pneumonia bakterisi kullanılarak 22kHz, 36kHz ve 833 kHz ultrasonik frekanslarda işletilen sürekli ve kesikli reaktörlerde dezenfeksiyon işlemi gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmada ultrasonik temas süresinin, uygulanan güç yoğunluğunun, su ortamında bulunan sülfat, nitrat, bikorbonat iyonları ile azot gazının ultrasonik dezenfeksiyon işlemine etkisi araştırılmıştır. Ayrıca gümüş iyonlarıyla ultrasoundun birlikte kullanımı ile Klebsiella pneumonia dezenfeksiyonu için gereken gümüş miktarının azaltılmıştır.
Borabey göletinin termal katmanlaşma yapısının ve çözünmüş oksijen profilinin incelenmesi ve CE-QUAL-W2 ile modellenmesi
Termal katmanlaşma konusu su kütlelerinde önemli etkilerinden dolayı üzerinde bir çok araştırmanın yapıldığı konulardan biridir. Özellikle, sucul canlıların yaşam kaynağı olan çözünmüş oksijen başta olmak üzere, birçok su kalitesi parametresi termal katmanlaşma sonucunda olumsuz etkilenmektedir. Bu çalışma kapsamında 2013-2014 yılları boyunca Borabey göletinin termal katmanlaşma yapısı ve çözünmüş oksijen profilleri incelenmiş, RTRM indeksi kullanılarak termal katmanlaşma sonucu oluşan bölgelerin hacimleri belirlenmiş, bununla birlikte CE-QUAL-W2 modeli kullanılarak 2013-2014 yılları için sıcaklık ve çözünmüş oksijen modellemesi gerçekleştirilmiştir. Ayrıca oluşturulan çeşitli senaryolar sonucunda göletteki su miktarının 2020 yılına kadar nasıl değişim göstereceği araştırılmıştır. Yapılan çalışma sonucunda Borabey göletinde meydana gelen termal katmanlaşmanın Nisan ayının sonunda oluşmaya başladığı ve Ağustos ayının sonlarına kadar devam ettiği ve göletin monomiktik bir göl olduğu gözlemlenmiştir. Katmanlaşma sonucu oluşan bölgelerin ise, gölün toplam hacmine oranla, yaklaşık %20'lik bir kısmının hipolimniyon, %20'lik bir kısmının metalimniyon ve %60'lık kısmının ise epilimniyon bölgesi olarak nitelendirilebileceği gözlemlenmiştir. Ayrıca CE-QUAL-W2 modeli kullanılarak gerçekleştirilen modelleme çalışmasıyla hesaplanan sıcaklık ve çözünmüş oksijen verilerinin gözlem verileriyle karşılaştırılması sonucu 2013-2014 yılları için hesaplanan ortalama mutlak hata miktarları sırasıyla 0,77°C ve 1,09 mg O2/L olarak belirlenmiştir.
Seydisuyu (Eskişehir) havzasında su ve sediment kalitesinin belirlenmesi
Bu çalışma kapsamında, bor maden yataklarının ve tarımsal faaliyetlerin yoğun olduğu Seydisuyu Havzası'nda (Eskişehir) akarsu boyunca bulunan on iki adet örnekleme istasyonundan 2012-2013 tarihlerinde mevsimsel olarak yüzeysel su örnekleri ve sediment örnekleri alınmıştır. Alınan numunelerde arsenik ve bor başta olmak üzere, bazı ağır metal parametreleri ve bazı fizikokimyasal parametreler incelenmiş ve ulusal/uluslararası su kalitesi mevzuatlarına göre değerlendirilmiştir. Bu örnekleme istasyonları baz alınarak havzadasu ve sediment kalite sınıfları belirlenmiştir.
Yolcu uçağı motorları için emisyon indisi geliştirilmesi ve gerçek uçuş koşullarında emisyonların belirlenmesi
Bu çalışma kapsamında, Mayıs 2013 ile Mayıs 2014 tarihleri arasında, yolcu uçaklarının CFM56-7B ve CFM56-3B serisi dört motor tipi ve 14 farklı turbofan motorunda 25 tam test-cell emisyon testi gerçekleştirilmiştir. İstanbul Atatürk Havalimanı Test-cell (bremze) biriminde yeni bakımdan çıkmış turbofan motorlarında rutin olarak yapılan motor testleri sırasında test-cell emisyon ölçümleri yapılmıştır. Motor emisyonlarından CO2, CO, NOx (NO2, NO) ve THC ölçülmüştür. Bu ölçümler sonucunda motorların belirli tanımlı çalışma fazlarından CO, NOx ve THC için ICAO'nun "ANNEX 16 Vol II, Aircraft Engine Emissions" belgesinde yer alan yöntem ile emisyon indisleri belirlenmiş, aynı zamanda motorun çeşitli parametreleri ile emisyon üretimi arasında ilişkiler incelenmiştir. Hesaplanan emisyon indisleri deniz seviyesi referans koşullarına düzeltilerek, ICAO veri tabanındaki emisyon indisleri ile karşılaştırılmıştır. Aynı zamanda gerçek uçuş koşullarında emisyonların hesaplanması ile ilgili çalışma yapılmış, çalışma için CFM56-7B24 ve CFM56-7B26 motoru kullanan Boeing737 ve738 yolcu uçağının dört iç hat uçuşu FDR kayıtlarından yararlanılmıştır. Anahtar Kelimeler: Turbofan Motoru, Uçak Motor Emisyonları, Emisyon
Kütahya bölgesinde hava kalitesi izleme istasyonları için yer seçimi ve istasyonlarda ölçülen kirleticilerin zamansal değişimleri
Bu çalışma kapsamında, Kütahya bölgesinin hava kalitesinin değerlendirilmesine ilişkin olarak, bir yıl boyunca işletilmek üzere, bir kentsel ve bir de kırsal istasyon olmak üzere iki sabit hava kalitesi ölçüm istasyonu kurulmuştur. Hava kalitesi ölçüm istasyonlarının konumlandırılmasında, Çok Ölçütlü Karar Verme (ÇÖKV) yöntemleri olan Analitik Hiyerarşi Prosesi (AHP) ve Elimination Et Choix Traduisant la Realité (ELECTRE) III metotları da kullanılmıştır. Kükürt dioksit (SO2), azot oksitler (NOx) ve ozon (O3) derişimleri otomatik analizörler kullanılarak belirlenmiştir. Kırsal istasyondaki ozon seviyeleri kentsel istasyondaki ozon seviyelerinden daha yüksek ölçülürken, SO2 seviyeleri için bu durum tam tersidir. Kentsel istasyonda evsel ısınmanın da etkisiyle kış aylarında yüksek derişimlerde ölçülen SO2'nin, yaz mevsiminde belirli günlerde halen yüksek seviyelerde olduğu görülmektedir. Bu durumun sebebinin de, hazırlanan kirlilik gülü grafikleri ile değerlendirildiğinde, kuzey ve kuzey-kuzey-batı sektörlü esen rüzgarlardan kaynaklı emisyonlar olduğu düşünülmektedir. Kırsal istasyon için hakim rüzgar yönü olan doğu ve batı yönlerinde baskın bir kirletici kaynak bulunmadığından, SO2 derişimleri düşük seviyelerde gözlenmektedir. Yüksek SO2 derişimleri gözlemlenen günler için hazırlanan kirlilik gülü grafikleri değerlendirildiğinde, bu derşimlerin kuzey ve kuzey-kuzey-doğu yönünden esen rüzgarlardan kaynaklandığı düşünülmektedir. İstasyonlarda gerçekleştirilen aktif ölçüm ve pasif örneklemelere ait sonuçların, istatistiksel paket programı ile yapılan regresyon analizleri ile birbirini destekler nitelikte yüksek korelasyona sahip olduğu görülmüştür. Hava kalitesi modelleme çalışmaları ile elde edilen derişimlerin bu verilerle karşılaştırılması faydalı olacaktır. İstasyonlarda ölçülen kirleticiler ile meteorolojik parametreler arasındaki ilişki çoklu regresyon analizi ile incelenmiştir. Ozon ve SO2 derişimlerinin hesaplanmasında, rüzgar hızı, sıcaklık, nem ve güneşlenme radyasyonu gibi meteorolojik parametrelerinin yanında NOx ve bir önceki günün O3 ve SO2 derişimlerinin de kullanılabileceği görülmüştür.
Eskişehir atmosferindeki pm2.5 parçacıklarının kimyasal karakterizasyonu ve kaynaklarının belirlenmesi
Tez çalışması kapsamında 2013 ve 2014 yıllarında Eskişehir Anadolu Üniversitesi İki Eylül Kampüsünde gerçekleştirilen atmosferik örneklemeler ile ince partiküllerdeki atmosferik kirletici bileşenlerin derişimleri belirlenmiştir. İnce partiküllerde 48 adet element ve 7 anyonun, 16 çok halkalı aromatik hidrokarbon bileşiğinin (PAH'lar), 25 n-alkan bileşiğinin, karboksilik asitler, levoglukosan ve bunların yanında partikül faz organik ve elementel karbonun derişimleri belirlenmiştir. Elde edilen veri seti istatistiksel yöntemlerle değerlendirilmiş, kirletici bileşenlerin meteorolojik parametrelerle ilişkisi incelenmiştir. Veri setine Pozitif matris faktorizasyonu (PMF) modeli uygulanarak birincil partiküllerin kaynaklarının toplam aerosol üzerindeki katkıları sayısal olarak hesaplanmıştır. Öte yandan Organik karbon ve elementel karbon derişimleri kullanılarak toplam aerosolün ikincil kısmı varsayımsal olarak belirlenmiştir. Elde edilen veriler sonucunda genel olarak kış mevsiminde ısınmaya bağlı olarak partikül madde, PAH, n-alkan, organik karbon, elementel karbon ve anyon derişimlerinde artış gözlemlenmiştir. Benzer şekilde antropojenik kaynaklı metal derişimleri de kış aylarında artış göstermiştir. Çalışmanın gerçekleştirildiği noktada organik ince partiküllerin en önemli kaynağının %26'lık bir payla evsel ısınma olduğu, bunu sırasıyla yer tozu, ikincil organik partiküller ve endüstri emisyonlarının takip ettiği yapılan pozitif matris faktorizasyonu analiziyle belirlenmiştir. EK izleyici yaklaşımı ile PM2.5 kütlesine ikincil organik karbon katkısı belirlenmiş ve ince mod aerosolün yaklaşık %11'inin ikincil olduğu hesaplanmıştır.
Tarımsal havza sulak alanlarında karbon ve nütrient birikimi
Bu tez çalışmasında; tarımsal havzada bulunan, nehir kıyısalı, devamlı ve geçici sulak alan sediment korlarında, tarımsal akıştan kaynaklanarak biriken sediment, karbon, azot ve fosfor miktarlarının zamana bağlı değişimlerinin hesaplanması ve birbirleri arasındaki ilişkilerin değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Korlardaki organik madde ve karbon birikimi yüzey zonunda yüksek olup, derinliğe bağlı azalmaktadır. Bununla beraber doğal sulak alan olan nehir kıyısalı alanında derinliğe bağlı organik madde ve karbon birikimi diğer alanlara göre daha yüksektir. Karbon birikimi açısından doğal sulak alanlarda anaerobik süreçlerin, restore edilen sulak alanlarda giren karbon miktarının önemli olduğu bilinmektedir. Korlardaki azot birikimi organik madde ve karbona benzer bir eğilim göstermektedir. Fosfor birikimi önceki dönemlerde otlak olarak kullanılan ve sonra restore edilen geçici sulak alanda yüksek bulunmuştur. Sediment korlarında 210Pb ile CRS (Constant Rate Supply) modeli kullanılarak hesaplanan sedimantasyon hızlarının, ilk 15 cm'de en yüksek değerde olduğu görülmüştür. Nehir kıyısalı devamlı sulak alanındaki sedimantasyon hızı diğer alanlara göre daha yüksektir, bu alandaki sedimantasyon hızına bağlı olarak, alanın yaklaşık 25 yılda dolması beklenmektedir.
Elektrokoagülasyon ve elektrooksidasyon yöntemi ile katı atık düzenli depolama sahası sızıntı suyunun arıtımı
Bu çalışmada üç farklı yöntem kullanılarak sızıntı suyunun elektrokimyasal yöntem olan elektrooksidasyon ve elektrokoagülasyon ile arıtılabilirliği incelenmiştir. Tek kutuplu alüminyum elektrotlar ile yapılan ilk çalışmada pH 5 ve 75mA/cm2 akım yoğunluğunda 45 dakikalık elektrokoagülasyon işlemi sonucunda 4100 mg/L olan başlangıç KOİ derişimi %57 arıtım verimi ile 1766 mg/L değerine indirilebilmiştir. İkinci çalışmada ise Pt ve BDD olmak üzere iki farklı elektrot denenmiştir. pH 4, 65mA/cm2 ve 0,5 M NH4Cl ilavesi ile gerçekleşen deneyler sonucunda; 4100 mg/L olan başlangıç KOİ derişimi BDD elektrot ile 300 dakikalık elektrooksidasyon işlemi sonununda %98 arıtım verimi ile 100 mg/L derişimine indirilmiş ve %99,91 renk giderimi gözlenmiştir. Pt kaplı elektrot ile 480 dakikalık elektrooksidasyon işlemi sonucunda %76 arıtım verimi ile 1000mg/L derişime ulaşılmıştır ve %97,2 renk giderimi gözlenmiştir. Üçüncü çalışmada ise 2-3-2 delik düzenine sahip dönerli çakışık plaka demir elektrotlar ile elektrokoagülasyon denenmiş. Response Surface Metodu ile yapılan değerlendirmeler sonucunda (y = -20,0528 + 26,1451 X1 + 0,583139 X2 -60,5524 X3 + 22,9433 (X3)2 -3,00792 (X1)2 + 2,63792 X1X3) matematik modeline ulaşılmıştır.
Seramik endüstrisi atıksularının elektrokoagülasyon yöntemi ile arıtılması
Seramik endüstrisi Türkiye'de yaygın endüstri dallarından bir tanesidir. Elektrokoagülasyon yöntemi bir ileri arıtma işlemidir. Bu yöntemin çeşitli atıksu tiplerinde başarılı uygulamaları mevcuttur. Bu tez kapsamında yapılan çalışmada, Bilecik İl Sınırları içerisinde faaliyet gösteren bir seramik fabrikasından alınan atıksu numunesi elektrokoagülasyon yöntemiyle arıtılmıştır. Yapılan çalışmalarda akım yoğunluğu, elektrot tipi ve destek elektrolit derişiminin seramik endüstrisi atıksuyunun elektrokoagülasyon yöntemiyle arıtımına olan etkisinin incelemesi amaçlanmıştır. Elde edilen sonuçlar Su Kirliliği Kontrol Yönetmeliği hükümleri ile karşılaştırılmış ve bu yöntem ile arıtılan atıksuyun deşarj kriterlerini sağladığı gözlemlenmiştir. Ham atıksuda deşarj limitlerinin üzerinde bulunan parametrelerden Askıda Katı Madde'de %99 üzerinde giderim gerçekleştirilmiştir. Deşarj limitlerinin altında bulunan parametrelerden ise Kadmiyum'da % 80, Çinko'da %86, Kurşun'da %99 üzerinde giderim gerçekleştirilmiştir. Deneylerin ardından enerji ve elektrot maliyeti üzerine de hesaplamalar yapılmış olup en uygulanabilir arıtımın demir elektrot ile 1 mA/cm2 akım yoğunluğunda elde edildiği saptanmıştır. Destek elektrolit derişimi ile ilgili yapılan deneylerde ise destek elektrolit kullanmamanın en ekonomik seçenek olduğu ortaya koyulmuştur. Ayrıca zeta potansiyeli ve partikül boyutu gibi çökelme karakteristiğini doğrudan etkileyen parametreler ölçülmüştür. Zeta potansiyelinin -20,6 mV'den, -6,02mV'ye, boyut parametrelerinden d0,5'in ise 8,537 µm'den 4,009 µm'ye elektrokoagülasyon ile düşürüldüğü tespit edilmiştir. Sonuç olarak elektrokoagülasyon yönteminin seramik endüstrisi atıksularının arıtımında iyi bir alternatif olabileceği ortaya konmuştur. Çalışmalar laboratuvar ölçekli olup pilot ve tam ölçekli tesislerde denenmesi önerilebilir.
Refrakter tuğla üretiminin yaşam döngüsü analizi ve yaşam döngüsü maliyeti yöntemleriyle değerlendirilmesi
Bu çalışmada, üretimdeki kurutma ve sinterleme süreçlerinden dolayı oldukça yoğun enerji tüketen bir sektör olan refrakter üretim sektörü ele alınmış, Yaşam Döngüsü Analizi (Life Cycle Assessment, LCA) ve Yaşam Döngüsü Maliyeti (Life Cycle Cost, LCC) yöntemleri ile refrakter tuğla üretiminin çevresel ve ekonomik değerlendirmesi yapılmıştır. Bu amaçla, çalışmanın uygulanacağı bir tesis belirlenmiş ve fonksiyonel birim olarak bir ton manyezit spinel tuğla seçilmiştir. Refrakter tuğla üretiminin çevresel etkileri; lisanslı SimaPro 8.0.1 (PRe Consultants, Hollanda) yazılımında CML IA yöntemi kullanılarak, etki kategorileri bazında belirlenmiştir. LCC analizi ise, içsel (enerji, malzeme, nakliye, vb.) ve dışsal (çevresel faktörler) maliyetler için yine aynı yazılımda yeni bir maliyet modeli analizi oluşturularak gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, tesisin çevresel performansının malzemelerin yeniden kullanımı ya da geri kazanımı ve enerji tüketiminin azaltılmasıyla artırılabileceği sonucuna varılırken, refrakter tuğla üretimi prosesinde, içsel maliyetlerin yanı sıra dışsal maliyetlerin de mutlaka göz önüne alınması gerektiği ortaya konulmuştur.
Eskişehir'deki sulama göletlerinin su kalite indekslerinin belirlenmesi ve ekolojik açıdan değerlendirilmesi
Su, canlıların yaşamsal faaliyetlerini sürdürebilmelerini sağlayan en önemli faktörlerden birisidir. Su kalitesi ise belirlenmiş kullanımlar ile ilgili su kütlesi veya su kaynağının durumunu göstermektedir. Su kalitesinde fiziksel, kimyasal ve biyolojik parametrelerin birbirleri ile olan ilişkileri incelenirken parametrelerin farklı birimlerde olmasının bazı zorluklara neden olmasından yola çıkılarak su kalite indeksleri oluşturulmuştur. Su kalite indeksi (WQI) Horton tarafından 1965 yılında su kalite değişkenleri olan pH, koliform, iletkenlik, alkalinite, klorür, çözünmüş oksijen verileri kullanılarak geliştirilmiştir. Bu çalışma kapsamında, Eskişehir İlinde bulunan altı göletten 2013-2014 tarihlerinde mevsimsel olarak alınan yüzeysel su örneklerinde sıcaklık (yüzey ve dip sıcaklık farkı), pH, bulanıklık, fekal koliform, çözünmüş oksijen, biyokimyasal oksijen ihtiyacı, toplam fosfat, toplam nitrat ve toplam katı madde analizleri yapılmış ve NSFWQI (Ulusal Sanitasyon Vakfı Su Kalitesi İndeksi) metodu ile su kalite indeksi hesaplanmış ve ekolojik açıdan değerlendirilmiştir.
Kağıt endüstrisi atık suyunun elektrokoagülasyon yöntemi ile arıtımı
Bu çalışmada kağıt endüstrisi atıksuyunun elektrokoagülasyon yöntemi ile direk deşarj edilebilir kaliteye kadar arıtılması amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda deneysel çalışmalar üç farklı bölümde yürütülmüştür. Birinci bölümde demir disk türbin tipi karıştırıcı anot ve demir silindirik katot kullanılarak akım yoğunluğu, destek elektrolit derişimi, pH, hidrojen peroksit derişimi, karıştırma hızı ve elektrot maddesinin Kimyasal Oksijen İstemi (KOİ) giderimi ve enerji tüketimi üzerine etkileri belirlenmiştir. Deneysel çalışmalar sonucunda kağıt endüstrisi atıksuyu %92,6 giderim verimi ile arıtılarak KOİ derişimi 1220mg/L'den 90 mg/L'ye değerine düşürülmüştür. Çalışmada ayrıca demir içeriği yüksek (%80 Fe2O3) elektrokoagülasyon çamuru biyokütleden hızlı piroliz yöntemiyle yakıt elde edilmesinde katalizör olarak kullanılmıştır. Çalışmanın ikinci bölümünde kağıt endüstrisi atıksuyu birinci bölümde kullanılan reaktör ile aynı tasarıma sahip ancak alüminyum malzemeden oluşan anot ve katot kullanılarak pH, akım yoğunluğu, destek elektrolit derişimi, karıştırma hızı ve elektrot maddesinin KOİ giderimi ve enerji tüketimi üzerine etkileri belirlenmiştir. Çalışma sonucunda atıksu %98 giderim verimi ile arıtılarak KOİ derişimi 1220 mg/L'den 27,6 mg/L'ye değerine düşürülmüştür. Alüminyum içeriği açısından zengin olan çamur değerlendirilmek üzere polimer üretiminde katkı maddesi olarak kullanılmıştır. Çalışmanın üçüncü bölümünde ise aynı tasarıma sahip demir elektrotlar ve kağıt sanayi atıksuyu kullanılarak Elektro-Fenton giderimine pH'ın, akım yoğunluğunun ve H2O2 derişiminin enerji tüketimi ve giderim verimi üzerine etkisi araştırılmış ve %81 arıtım verimi elde edilmiştir. Anahtar Kelimeler Elektrokoagülasyon, Elektro-Fenton, KOİ, Piroliz, Polimer.
Model süt endüstrisi atıksuyunun elektrokimyasal yöntemlerle arıtılması
Süt endüstrisinden kaynaklanan atıksuların karakterizasyonu Biyolojik Oksijen İhtiyacı (BOİ) ve Kimyasal Oksijen İhtiyacı (KOİ) ile belirlenir. Süt atıksuyunda proteinler, karbonhidratlar ve yağlar gibi kirleticiler bulunur. Bu çalışmada, çözünebilir demir ve alüminyum elektrotlar kullanılarak süt endüstrisi model atıksuyunun elektrokoagülasyon yöntemi ile arıtımı araştırılmıştır. Akım yoğunluğu, destek elektrolit, pH ve polielektrolit gibi bazı önemli deneysel parametrelerin KOİ giderimine etkileri incelenmiştir.Demir elektrotlarla yapılan çalışmalarda en iyi sonuçlar şu şekilde belirlenmiştir; hem i= 15 mA/cm2'de, 3 mM Na2SO4'ta, hem de 2000 mg/L H2O2'te pH= 4,06'da % 78 giderim gerçekleşmiştir. Alüminyum elektrotlarla yapılan çalışmalarda ise şu şekilde belirlenmiştir; i= 25 mA/cm2'de, 5 mM Na2SO4 ve 40 mg/L Kerafloc ilavesi ile hazırlanan çalışmada % 80 giderim verimi elde edilmiştir. Demir ve elmas elektrotları ile gerçekleştirilen elektrokoagülasyon ve elektrokimyasal yükseltgeme süreçlerindeki KOİ verimi % 92,5, alüminyum ve elmas elektrotlarında ise KOİ verimi % 89 olmuştur.Çalışmalar sonucunda süt endüstrisi atıksularının arıtımında, verimli, kolay ve ekonomik olması nedeniyle elektrokimyasal yöntemlerin kullanılması başarılı bulunmuştur.Anahtar kelimeler: Elektrokoagülasyon, Süt Endüstisi Model Atıksuyu, KO?, Demir, Alüminyum.
Alternatif yakıt kullanılarak üretilen çimentodan mamul betonarme su yapılarında eser element özütleme karakteristiklerinin incelenmesi
Çimento; hammaddesi doğal kayaçlar olan, üretimi enerji yoğun olarak tanımlanan hidrolik bağlayıcı yapı malzemesidir. Çimento yarı mamulü olan klinker; kalker, kil, demir cevheri, marn gibi doğal hammaddelerin yüksek sıcaklıklarda pişirilmesi ile üretilmektedir. Klinker üretiminde kömür, petrol koku, doğal gaz vb. fosil yakıtlar kullanılmaktadır. Sektörde gerekli yasal izinleri alan fabrikalar tarafından evlerden ve endüstriden kaynaklanan atıkların bir bölümü, artan enerji maliyetleri, enerjide dışa bağımlılığın azaltılması ve atıkların çevreye olan zararının minimize edilmesi amacı ile alternatif yakıt olarak kullanılabilmektedir. Özellikle son yıllarda gelişen teknoloji ve ilgili konuda yapılan yatırımlar ile, yakıt ısıl gücünün önemli bölümünü alternatif yakıtlardan sağlayan çimento fabrikalarının sayısı artmıştır. Çimento Endüstrisi atık yönetiminde ülke ekonomisine önemli faydalar sağlamaktadır. Dünyada örnekleri uzun yıllardır süre gelen alternatif yakıt kullanım operasyonları, teknolojinin getirdiği imkânlar ile yüksek ikame oranlarına ulaşılmıştır. Avrupa'da, yüksek ikame oranlarının son ürün olan betona etkisinin incelenmesi amacı ile birçok çalışma yapılmış, özellikle özütleme (leaching) karakteristiklerinin belirlenmesi için laboratuvar ölçekli metodolojiler geliştirilmiştir. Bu çalışma kapsamında, özütleme (leaching) konusunda yapılmış çalışmaları ve yöntemleri referans alarak, Amerikan Çevre Koruma Ajansı tarafından yayınlanan EPA Yöntem 1315 bu çalışma kapsamında kullanılmış; "alternatif yakıt kullanılarak üretilen çimentodan mamul betonarme su yapılarında eser element özütleme karakteristikleri" incelenmiştir. Elde edilen veriler, yerel ve uluslararası İçme ve Kullanma Suyu Standartları ile karşılaştırılmıştır.
Kütahya bölgesinde uçucu organik bileşiklerin alansal dağılımlarının ve kaynaklarının pasif örnekleme metodu ile belirlenmesi
Kütahya'da Uçucu Organik Bileşiklerin (UOB) alansal, mevsimsel dağılımlarını ve olası kaynaklarını belirlemek amacıyla pasif örnekleme çalışmaları gerçekleştirilmiştir. UOB örnekleri, kış ve yaz olmak üzere iki ayrı mevsimde iki haftalık örnekleme süresince toplanmıştır. Ayrıca aynı çalışma bölgesinde yer alan iki istasyonda günlük olarak kuvars filtre üzerine toplanan partikül madde örneklerinin oksitatif potansiyel oluşturma kapasitelerini belirleme çalışmaları da gerçekleştirilmiştir. UOB örneklerinin analizleri Termal Desorpsiyon (TD) - Gaz Kromatografi (GC) - Alev İyonlaştırma Dedektörü (FID) sistemi kullanılarak, toplanan partikül maddenin oksitatif potansiyel oluşturma kapasitelerinin belirlenmesi analizleri ise Elekro Spin Rezonans ESR sistemi ile gerçekleştirilmiştir. İki mevsimde ölçülen UOB derişimlerinin alansal ve mevsimsel dağılımları, Coğrafi Bilgi Sistemi yardımıyla kirlilik haritaları oluşturularak görselleştirilmiştir. Genel olarak, kış mevsimindeki toplam UOB derişimleri yaz dönemindeki değerlerden daha yüksek bulunmuştur. Kirleticilerin alansal dağılımları değerlendirildiğinde, termik santral yakınlarında, Kütahya şehir merkezinde ve trafik yoğunluğu olan bölgelerde daha yüksek seviyelerde UOB derişimleri ölçülmüştür. UOB verileri ve bölgede ölçülen NO2 ve SO2 verileri kullanılarak Positif Matris Faktörizasyonu (PMF) kaynak ayrıştırma yöntemi ile bölgede bulunan temel kaynaklar; dizel yakıtlar, trafik, çözücü buharlaşması/endüstriyel faaliyetler ve termik santrallerinin ağırlıklı etkilerinin görüldüğü kömür yanması kaynakları olarak belirlenmiştir. Sağlıkla ilgili gerçekleştirilen çalışmalar kapsamında benzen derişimlerine yaşam boyu maruz kalınması sonucu oluşabilecek tahmini karsinojenik risk değerleri her bir örnekleme noktası için tahmin edilmiştir. Her iki mevsim için de, örnekleme noktalarının % 80'inde hesaplanan risk değerlerinin, EPA tarafından kabul edilebilir risk seviyesi olarak belirtilen 1x10-6 değerini aştığı görülmüştür. Diğer taraftan, kentsel istasyonda toplanan PM2.5 örneklerinin OH radikali oluşturma potansiyelleri genel olarak kırsal istasyondaki değerlerden daha yüksek bulunmuştur (p<0.05). PM örneklerinin reaktif oksijen türleri oluşturma kapasiteleri mevsimsel olarak değerlendirilmiş ve kentsel istasyon yaz dönemi medyan değerinin, kırsal istasyon yaz dönemi medyan değerinden daha yüksek olduğu gözlenmiştir (p<0.05). Anahtar Sözcükler: Uçucu Organik Bileşikler, Pasif Örnekleme, Karsinojenik Risk, Oksitatif potansiyel oluşturma kapasitesi, Pozitif Matriks Faktörizasyon
Elektronik atıklardan değerli metallerin biyosorpsiyon yoluyla geri kazanımı
Sürekli gelişen teknoloji elektrikli-elektronik eşya kullanımındaki sirkülasyonu da arttırmakta ve bunun sonucu olarak büyük miktarlarda atık kütleleri oluşmaktadır. Atık elektrikli ve elektronik eşyaların (AEEE) yönetiminde izlenecek hiyerarşik düzende, malzemelerin geri kazanımı ayrıcalıklı bir öneme sahiptir. Bu tezde AEEE'lerden malzeme geri kazanımı konusu ele alınmış ve bir AEEE türü olan baskılı devre kartlarından (BDK) değerli metallerin geri kazanımı amaçlanmıştır. Türkiye'de bir yılda ortaya çıkan 539.000 ton elektronik atığın %3,1'ini BDK'lar oluşturmaktadır. BDK yapımında, rezervleri sınırlı olan ve elde edilmeleri için büyük yatırımlar gerektiren değerli metaller kullanılmaktadır. Bu metalleri ağırlıkça %18,4 bakır (Cu), %0,16 gümüş (Ag), %0,04 altın (Au) ve %0,01 paladyum (Pd) oluşturmaktadır. Bu açıdan tezde BDK'ların içeriğindeki değerli metallerin (Cu, Ag, Au ve Pd) geri kazanımı hedeflenmiş ve geleneksel geri kazanım metotlarından farklı olarak biyosorpsiyon uygulaması gerçekleştirilmiştir. Biyosorbent olarak, ülkemizde büyük miktarda açığa çıkan ve sadece hayvan yemi olarak kullanılan bir organik atık türü olan portakal kabukları kullanılmıştır. Çalışmada; adsorplama kapasitesinin arttırılması için portakal kabukları farklı yöntemlerle modifiye edilmiş, buna paralel olarak Cu, Ag, Au, Pd model çözeltileri hazırlanmıştır. Bu çözeltilerde, modifiye edilmiş/edilmemiş portakal kabuklarıyla biyosorpsiyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Tezin son aşamasında ise model çözeltilerde en iyi adsorban özelliğini gösteren biyosorbent türevi kullanılarak, atık BDK'ların pirolizi sonucu elde edilen katı üründen liç yöntemiyle elde edilen çözeltilerde biyosorpsiyon çalışması yapılmış ve sonuç olarak, BDK'lardan yüksek oranlarda metal geri kazanımı sağlanmıştır. Anahtar Sözcükler: Baskılı devre kartı, Biyosorpsiyon, Değerli metal, Elektronik atık, Portakal kabuğu.
Kütahya bölgesinde inorganik kirleticilerin alansal dağılımlarının ve mevsimsel değişimlerinin pasif örnekleme metodu ile belirlenmesi
Kütahya, Türkiye'de hava kirliliği yüksek düzeyde olan kentler arasında yer almaktadır. Bu çalışma kapsamında, Kütahya ve yakın çevresini de içine alan 130 km x 120 km'lik bir alanda azot dioksit (NO2), kükürt dioksit (SO2) ve ozon (O3) ölçümleri pasif örnekleme yöntemi ile gerçekleştirilmiştir. Örnekleme çalışmaları 108 noktada, yaz ve kış olmak üzere iki ayrı mevsimde iki haftalık periyotlarda yapılmıştır. Bileşenlerin mevsimsel ve alansal dağılımlarını incelemek için Coğrafi Bilgi Sistemi yardımıyla kirlilik haritaları oluşturulmuştur. Kış mevsiminde 15 günlük örnekleme sürecinde en yüksek SO2 konsantrasyonları şehir merkezinde ve termik santrallerinin yakınındaki örnekleme noktalarında ölçülmüştür. En yüksek SO2 konsantrasyonu 139,1 µg/m3 ve ortalama değer 69,5±28,6 µg/m3 olarak ölçülmüştür. En yüksek NO2 konsantrasyonu ise (56,9 µg/m3) şehir merkezinde ölçülmüştür ve ortalama NO2 konsantrasyonu 12,5±11,4 µg/m3 olarak bulunmuştur. NO2'nin aksine, O3 konsantrasyonları şehir merkezinde, trafiğin yoğun olduğu örnekleme noktalarında düşük ve kırsal noktalarda daha yüksektir. En yüksek ozon konsantrasyonu 133,8 µg/m3 ve ortalama değer 56,4±24,6 µg/m3'tür. Yaz mevsiminde elde edilen sonuçlar incelendiğinde, en yüksek NO2 seviyelerinin Kütahya şehir merkezinde ölçüldüğü görülmektedir. En yüksek NO2 konsantrasyonu 21,4 µg/m3 ve ortalama konsantrasyon ise 4,8±4,2 µg/m3 tür. En yüksek ozon konsantrasyonu 176,1 µg/m3 ve ortalama değer 83,0±27,2 µg/m3 olarak ölçülmüştür. Şehir merkezinde gözlenen yüksek NO2 konsantrasyonları, bu noktadaki düşük O3 seviyeleri ile ilişkilendirilebilir. SO2 konsantrasyonlarına bakıldığında, en yüksek konsantrasyon seviyesi 111,1 µg/m3 Seyitömer Termik Santrali civarındaki örnekleme noktalarında ölçülmüştür. Ortalama SO2 konsantrasyon değeri ise 55,6±19,3 µg/m3'tür. Anahtar kelimeler: Azot dioksit, Kükürt dioksit, Ozon, Pasif örnekleme, Mevsimsel ve alansal dağılım, Kütahya.
Hastane atıksularının elektrokimyasal arıtım yöntemleri ile giderilmesi
Artan nüfusa bağlı olarak, başta antibiyotik olmak üzere ilaç etken maddelerin kullanımı ve çevreye sürekli salınımları ekolojik denge için önemli hale gelmektedir. Antibiyotikler her ne kadar sucul ekosistemde ng L-1 ila μg L-1 gibi düşük derişimlerde dağılım gösterseler de, geleneksel atıksu arıtma süreçleriyle su veya atıksu ortamından uzaklaştırılamamakta ve sucul ortamlarda kalıcı kirletici olarak yer almaktadır. Bu nedenle de, ilaç etken madde kalıntılarının çevrede oluşturduğu potansiyel tehdidin üzerinde durulması gereken, gelecek için endişe verici bir çevre problemi haline geldiği söylenebilir. Elektrokimyasal süreçler ile oluşturulan hidroksil ara ürünler; dirençli, toksik veya biyobozunur olmayan kirleticilerin, yan ve hatta son ürünlere kadar yükseltgenmesini sağlamayı amaçlar. Bu çalışmada, bor katkılı elmas (BDD) anot ve paslanmaz çelik katot malzemeler kullanılarak oluşturulan kesikli elektrot sistemi ile sefazolin (CFZ) içeriğine sahip hastane atıksu numunelerinin elektrokimyasal süreçlerle arıtımı değerlendirilmiştir. Gerçekleştirilen elektrokimyasal çalışmalarda; farklı akım yoğunluğu, farklı başlangıç pH değerleri ve farklı derişimlerde destek elektrolit (Na2SO4) ilavesinin Kimyasal Oksijen İhtiyacı (KOİ) ve CFZ etken madde giderimlerine olan etkileri parametrik olarak incelenmiştir. Sonuç olarak Eskişehir'de faaliyetlerine devam eden iki devlet hastanesinin atıksu numunelerinin elektrokimyasal giderimi için ideal koşullarının 20 mA/cm2 akım yoğunluğunda, deşarj pH değerlerinde ve 0,05 M Na2SO4 destek elektrolit ilavesi ile sağlandığı belirlenmiştir. Elektrokimyasal arıtım süreçleri ile yüksek KOİ giderim verimi sağlanmıştır. Gerçekleştirilen LC/MS analiz çalışmalarıyla da ideal elektrokimyasal arıtım koşullarında zamana bağlı olarak atıksuda bulunan sefazolin etken madde miktarının azaldığı ve tümüyle bertaraf edildiği belirlenmiştir. Gerçekleştirilen çalışmalar sonucunda hastane deşarjlarının pilot ölçekli elektrokimyasal sistemlerle arıtılabileceği ön görülmekte ve ancak yerinde arıtım ile sürdürülebilir bir sistemin elde edilebilir. Anahtar Kelimeler: Bor katkılı elmas (BDD), Elektrokimyasal arıtım, Hastane atıksuyu, LC/MS, Sefozolin sodyum
Kütahya bölgesinde atmosferik parçacıkların boyut dağılımının, kimyasal karakterizasyonunun ve sağlık etkilerinin incelenmesi
Tez çalışması kapsamında kent merkezine oldukça yakın konumlarda bulunan iki adet termik santral ve çok sayıda seramik fabrikasının bulunduğu Kütahya şehrinde ve Tavşanlı İlçesi Göbel Beldesi yakınında kurulmuş iki adet örnekleme istasyonunda yüksek hacimli kaskat örnekleyiciler kullanılarak yaz ve kış mevsimlerinde 10'ar günlük süreyle farklı boyutlarda partikül madde örnekleri toplanmıştır. Toplanan örneklerin içerdiği eser element, çok halkalı aromatik hidrokarbon (PAH'lar), n-alkan, karboksilik asitler ve levoglukosan derişimleri belirlenerek detaylı kimyasal karakterizasyonları yapılmış, seçilen günlere ait örneklerde partikül madde sağlık etkilerinin daha detaylı olarak belirlenebilmesi amacıyla genotoksik analizler gerçekleştirilmiştir. Ayrıca toplanan örneklerin hidroksil radikali oluşturma, yani oksidatif potansiyellerinin belirlenebilmesi amacıyla elektron dönüş rezonans (electron spin resonance – ESR) analizleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre; partikül madde aerodinamik çapı küçüldükçe organik bileşiklerle birlikte antropojenik kaynaklı eser elementlerden kurşun, selenyum, arsenik, kadmiyum ve kükürt derişimlerinin önemli oranda arttığı görülmüştür. Antropojenik kaynaklı elementler ve organik bileşik derişimlerinin özellikle kış mevsiminde toplanan örneklerde yaz mevsiminde ölçülen derişimlere göre de önemli miktarda arttığı görülmüş, buna mukabil partikül genotoksik etkilerinin de arttığı görülmüştür. Partikül madde oksidatif potansiyelleri ise bakır, çinko, alüminyum, demir ve krom gibi elementlerle anlamlı korelasyonlar göstermiştir.
Fotokatalitik kaplama yapılan reaktör ile dielektrik bariyer deşarjı yapılarak sulardan diklofenak giderimi
Atık sularda sıklıkla tayin edilen diklofenak, en yaygın kullanılan non-steroit anti-flamatuar ilaçlardan bir tanesidir. Bu çalışmada, seçilen kirleticinin sulardan giderimi ve giderim veriminin artırılması için ileri oksidasyon tekniği uygulanarak uygun metotlar aranmıştır. Dielektrik Bariyer Deşarj (DBD) reaktörünün içinde bulunan alüminyum elektrot TiO2 ile kaplanarak fotokatalitik etkinin giderim verimini artırması hedeflenmiştir. Yapılan çalışmalarda, laboratuvar ölçekli DBD reaktörü ile çalışmalar yapılmıştır ve sisteme 200 µg/L ve 10 mg/L derişimlerinde diklofenak çözeltileri beslenmiştir. Arıtım süreci boyunca belirli aralıklarla alınan örneklerin konsantrasyonları HPLC cihazı ile 276 nm absorbans spektrumunda belirlenmiştir. Plazma gazı olarak 100 sccm oksijenin ve sentetik havanın kullanıldığı deneylerde, 1000 ml örnek hacmi ile 200 µg/L derişimindeki çözelti 20 saniyeden kısa sürede ve 10 mg/L derişimindeki çözelti 2 dakikada %100 giderim verimi ile arıtılmıştır.
Şehir merkezi ve il ölçeklerinde hava kalitesi tahmini için alan kullanımı regresyon modelleri geliştirilmesi: kütahya örneği
Hava kirliliği çalışmalarında adrese dayalı hava kalitesi değerlendirmeleri oldukça önemli bir yer tutmaktadır. Kirlilik seviyesi belirlenirken sınırlı sayıda ölçüm yapılabildiğinden diğer bölgelerdeki kirliliğin belirlenmesi için interpolasyon, AKR modelleme (Alan Kullanımı Regresyon modeli) gibi çeşitli yöntemler kullanılmaktadır. Son yıllarda yapılan çalışmalarda AKR yöntemine ağırlık verildiği ve başarılı sonuçlar alınabildiği görülmüştür. Bu çalışmada, Kütahya ilinde gerçekleştirilen 1306F272 no'lu Anadolu Üniversitesi Bilimsel Araştırma ve 112Y305 no'lu TÜBİTAK projeleri kapsamında, proje çalışanları tarafından 2014 yılı yaz ve kış mevsimlerinde 106 noktada yapılan NO2 (azot dioksit) pasif örnekleme verileri ile 3 adet istasyon verisi kullanılmıştır. Model geliştirmede, her noktada bağımlı değişken olan NO2 seviyesi için; örnekleme noktalarının yollara olan en yakın mesafeleri, termik santrallere olan en yakın mesafeleri, diğer önemli nokta kaynaklara olan en yakın mesafeleri, nüfus yoğunluğu, yükseklik gibi bağımsız değişkenler belirlenmiştir. AKR modelleme yönteminin amacına uygun olarak başlangıçta belirlenen bağımsız değişkenlerin sayısı etki derecelerine göre azaltılıp kirliliğin en az sayıda değişkenle ilişkilendirilerek mekânsal değerlendirme ve hava kalitesi tahmini yapılmaya çalışılmıştır. Analizler sonucunda kurulan modelde bağımsız değişken olarak yüksekliğin, örnekleme noktalarının devlet karayollarına ve termik santrallere olan en yakın mesafelerinin, 500 metre tampon bölge içinde kalan ana yolların uzunluklarının toplamının ve 200 metre tampon bölge içindeki toplam nüfusun kullanılabileceği görülmüştür. Yıllık ortalama olarak kurulan model, NO2 derişimlerinin belirlenen bağımsız değişkenlerle olan ilişkilerini %72 oranında açıklamıştır.
Porsuk Çayı su örneklerinde bazı mikro ve makro elementlerin araştırılması
Nüfusun hızla artması, kentleşme, sanayi alanlarının çoğalması ile birlikte su kaynaklarının korunması kritik bir önem kazanmıştır. Çevresel kirlilik seviyelerinin artmasıyla sulardaki makro ve mikro element miktarlarının da önemi artmıştır. Makro ve mikro elementler, canlı ve cansız varlıklarda birikebilmeleri, yaşanılan ortamlara yerleşebilmeleri ve diğer canlılara çeşitli yollarla (örneğin; besin zinciri) geçebilmeleri sebebiyle önem taşımaktadır. Çalışmada, Porsuk Çayı boyunca seçilen on yedi adet örnekleme istasyonunda 2016 – 2017 yılları arasında aylık olarak yüzeysel su örnekleri alınmıştır. Alınan örneklerde bazı makro (Ca, Mg, Na, K) ve mikro (Cu, Zn, Fe, Mn, Ni) elementler incelenmiş ve ulusal / uluslararası su kalitesi mevzuatlarına göre değerlendirilmiştir. Elementlerin seviyeleri EPA Method (7000b)'uyla ve atomik absorbsiyon spektrofotometresi ile belirlenmiştir. Analizlerin sonunda, demir ve çinko elementleri dışındaki diğer element seviyelerinin genel olarak sınır değerleri aşmadığı gözlenmiştir.
Tatlı su ve topraktan izole edilmiş mikroalglerin biyoyakıt üretimi için karakterizasyonu
Algler fotosentez yapabilme kabiliyetleri sayesinde dünyadaki oksijen döngüsünde önemli bir rol oynamaktadır. Ökaryot ve prokaryot mikroalgler de fotosentez yaparak bu döngüye katkı sağlamaktadırlar. Mikroalgler fotosentez yapmalarının yanı sıra biyoyakıt üretebilecek potansiyele de sahiptir. İçerdikleri yağ çeşitli yöntemlerle biyodizele dönüştürülerek yakıt elde edilmektedir. Türlerin yaşadığı su ortamının besin değerleri, ışık miktarı, sıcaklık ve pH değerleri tür gelişimini etkilemektedir. Chlorella sp. türleri pek çok çalışmada farklı parametrelerle biyoyakıt üretimi konusunda incelenmiştir. Bu çalışmada farklı olarak iki siyanobakteri türü olan Synechocystis sp. ve Chrooccoccus sp. ile iki mikroalg olan Chlorella sp. ve Scenedesmus sp. türleri üzerinde çalışılmıştır. Folch yöntemiyle yapılan yağ analizi sonucunda 500 lüks ışıkta 45 günlük inkübasyon süresi boyunca siyanobakterilerde Synechocystis sp. türünün %18,90, mikroalglerde Chlorella sp. türünün %16,85 en yüksek yağ içeriğine sahip olduğu bulunmuştur.
Ağır metal içeren elektrokoagülasyon atığının değerlendirilmesi için bir endüstriyel simbiyoz uygulamasının geliştirilmesi
Bu araştırmada Cr(VI) içeren endüstriyel bir atıksuyun elektrokoagülasyon ve elektrofenton yöntemleri kullanılarak arıtımı gerçekleştirilmiştir. Elektrokoagülasyonda, Rushton tipi demir anot ve silindirik demir katot kullanılmıştır. Deneylerde pH, akım yoğunluğu, destek elektrolit tipi ve destek elektrolit derişimi parametreleri çalışılmış; pH 2.4'te, 20 mA/cm2 akım yoğunluğunda ve 0.05 M NaCl elektrolit kullanıldığında en iyi arıtım verimi elde edilmiştir. 1000 mg/L'lik başlangıç Cr(VI) derişimi, 2.68 kWh/m3'lük enerji tüketimi ile yaklaşık %100 arıtılarak, 0,017 mg/L'e düşürülmüştür. Elektrokoagülasyon çamurunun, XRD ve XRF cihazları ile karakterizasyonu sonucu zengin demir ve krom kaynağı olduğu belirlenmiş ve seramik pigmentleri üretmek için yeniden kullanılabileceği görülmüştür. Çamurdan kırmızımsı kahverengi ve siyah renkte pigmentler üretilerek % 100 Cr (VI) gideriminin yanısıra atık çamurun tekrar kullanımı başarıyla uygulanmıştır. İki farklı sektörün birinin atığının diğerinin hammaddesi olarak yararlı kullanımının ortaya çıktığı bir endüstriyel simbiyoz uygulaması geliştirilmiştir. İkinci çalışmada, kaplama tesisinden farklı zamanda alınan 518,9 mg/L başlangıç Cr(VI) derişimine sahip atıksuyun arıtılmasında elektrofenton yönteminin etkisi araştırılmıştır. Bıçaklı karıştırıcı demir anot ve silindirik demir katot kullanılarak pH, akım yoğunluğu ve H2O2 derişiminin etkisi araştırılmıştır. Elektrokimyasal arıtım öncesinde H2O2 eklenerek 10 mA/cm2 ve pH 3'te yapılan arıtım sonucunda % 99,92 giderim ile 0,42 mg/L Cr(VI) derişimine ulaşılmıştır.
Atıksu arıtma tesislerinde mikroplastiklerin akıbeti
Plastikler sahip oldukları özellikler nedeniyle çok geniş ürün yelpazesi üretiminde kullanılmaktadır. Her geçen yıl plastik tüketiminin artması beraberinde plastik kirliliğini getirmektedir. Plastiklerin çevresel süreçler ile parçalanması sonucu oluşan mikroplastik (MP) adı verilen parçacıklar deniz, göl, nehir, atmosfer, toprak gibi çeşitli çevresel ortamlarda bulunur. Yapılan çalışmalar ile Atıksu Arıtma Tesislerinin (AAT) sucul ve karasal ortamlar için önemli bir noktasal MP kaynağı olduğu kanıtlanmıştır. MP'lerin AAT'de giderim verimlerinin yüksek olmasına rağmen alıcı ortamlara verilen çıkış su miktarı baz alındığında çok fazla miktarlarda salınım söz konusudur. Yapılan bu çalışma ile Bursa'nın batısında bulunan kentsel AAT'den farklı dönemlerde ve farklı ünitelerden alınan örneklerde ünitelerinde MP giderme verimliliği incelenmiştir. Öncelikle MP'ler, stereo mikroskop kullanılarak şekil, renk, boyut olarak sınıflandırılmış ve sayım yapılmıştır. Ardından ATR-FTIR spektroskopi ile polimer türleri belirlenmiştir. AAT'nin MP giderme verimi %93,7 olarak bulunmuştur. Buna rağmen her gün yüksek hacimlerde arıtılmış atıksu debileri nedeniyle su ortamlarına yaklaşık 522 210 MP salınmaktadır. Çamur kekindeki MP'lerin bolluğu 9,5±2,3 s/g, AAT'nin çamur bertaraf miktarı 81,5 ton/gün ve günde çamurda biriken MP miktarı 774 250 000 MP olarak hesaplanmıştır. Atıksu ve çamur numunelerinde şekil, boyut, renk ve türde; fragman şeklinde, 1000 - 500 μm boyutunda, siyah renkli ve PE ve PP türünde MP'ler baskın özellikte olanlar olarak belirlenmiştir.
Çok kriterli karar verme yöntemlerinin çevre mühendisliğinde uygulanması
Katı atık depolama tesisleri, atıkların kontrollü bir şekilde biriktirilip kontrollerinin yapıldığı alanlardır. Nüfusun artması ile artan atık miktarlarının, insan sağlığına ve çevreye zarar vermemesi için atık depolama tesislerinin oluşturulması gereklilik haline gelmektedir. Atık yönetiminin en önemli aşamalarından biri bu depolama tesislerinin yer seçimidir. Depolama tesislerinin yer seçiminde pek çok kriter dikkate alınmalıdır. Bu seçimleri gerçekleştirmek için çok kriterli karar verme teknikleri gibi birçok teknik vardır. Bu tekniklerle, potansiyel tesisler arasından en uygun seçim yapılmasına imkan sağlanmaktadır. Bu çalışmada, Mersinli (2021)'nin AHP verilerinden elde edilen bilgiler doğrultusunda, her kritere özel skalalar oluşturulmuş ve yeniden skorlama tekniği ile TOPSIS ve VIKOR tekniklerinde kullanılması için karar matrisi oluşturulmuştur. Bursa ili için en uygun alternatif tesisin tespit edilmesi amaçlanmış, TOPSIS ve VIKOR teknikleri uygulanmıştır. Daha sonra AHP, TOPSIS ve VIKOR tekniklerinin sonuçları karşılaştırılmıştır. Uygulanan tekniklerdeki sıralama sonuçlarına göre, aday tesislerin en uygunu, tekniklerin hepsinde aynı bulunmuştur.
Bir orijinal ekipman üreticisinde ((OEM) atıksu ve kimyasal geri kazanım sistemi geliştirme senaryolarının yaşam döngüsü değerlendirmesi kullanılarak karşılaştırılması
Sanayi devrimi ile başlayan teknolojik gelişmeler, artan makinelere gereken enerjiyi sağlamak adına arayışlar ile devam etmiştir. Kömürün buhar enerjisi üretimi için kullanılmaya başlanmasından, fosil yakıtların alternatif olması ile devam eden gelişmeler, günümüzde yenilenebilir enerji kaynaklarına geçişin ve nükleer enerji gerekliliklerinin tartışılmasını ortaya çıkarmıştır. Dünya nüfusunun hızla yükselmesi sanayi ve teknolojinin giderek daha da artan enerji gereksinimi geri dönüşü zor olan çevresel etkileri beraberinde getirmiştir. Bu gidişin felaketle sonuçlanabileceğinin farkına varılması çevrenin korunmasını öncelikli amaçlayarak küresel iklim değişikliğinin önlenmesi için çalışmaların yapılmasını sağlamıştır. Bu çalışmada, örnek bir çevresel etki analiz metodu olan Yaşam Döngüsü Değerlendirmesi (YDD) bir otomotiv kaplama tesisinde kurgulanan iki farklı senaryo ile elde edilen veriler analiz edilmiştir. SimaPro 8.5.0.0 yazılımı ve ReCiPe etki analiz metodu kullanılarak 1m2 sıkma somunu kaplanması prosesinin hangi çevresel etkileri oluşturduğu kapsamlı bir biçimde hesaplanmıştır. Karşılaştırma sonuçlarına göre elde edilen bulgular ile, Senaryo 1 646mPt sonucu ile Senaryo 2 639mPt sonucuna göre daha olumsuz çevresel etkilerinin olduğu belirlenmiştir. Tüm etki kategorilerinde Senaryo 1'in çevre üzerinde Senaryo 2'den daha yüksek etkisinin olduğu bulguları elde edilmiştir. Gerçekleştirilen bu çalışma, fosfat kaplama prosesinden kaynaklanan tüm çevresel etki kategorilerinde en yüksek katkının elektrik tüketimi olduğunu göstermiştir. Tüm bu elde edilen sonuçların ışığında YDD'nin çevresel etkileri sayısallaştırmak için etkili ve faydalı bir yöntem olduğu sonucuna varılmıştır.
Procion blue H-EXL boyar maddesinin ileri oksidasyon prosesleri ile ön arıtımı sonrası mikroalgler ile arıtımının araştırılması
Tüm dünyada ve ülkemizde endüstriyel faaliyetler sonucu deşarj edilen atık sular önemli çevre problemlerini beraberinde getirmektedir. Bu durum sucul ortamdaki canlılar için büyük bir tehdit unsuru haline gelmektedir. Var olan su kaynaklarının korunması ve sürdürülebililiği için çeşitli çalışmalar yürütülmektedir. Bu çalışmada, Procion Blue H-EXL boyar maddesi ile hazırlanan sentetik tekstil atık suyundan renk ve kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ) giderimi için beş farklı ileri oksidasyon prosesi incelenmiştir. Ön arıtım için kullanılan bu prosesler; Fenton, Fenton-benzeri, H2O2/UV, Foto- Fenton, Foto-Fenton-benzeri yöntemlerdir. Ön arıtımı gerçekleştirilen sentetik atık sulara mikroalgal arıtım yöntemleri uygulanarak, arıtım sonrası katma değeri yüksek mikroalgal biyokütle elde edilmesi amaçlanmıştır. Renk ve KOİ giderimi için ön arıtım yöntemleri karşılaştırıldığında; en yüksek giderim verimleri Foto-Fenton-benzeri prosesle elde edilmiştir. UVC ışığı altında 0,075 g/L Fe(NO3)3 ve2,2 mM H2O2 kullanılarak iki saat süren deney sonunda renk ve KOİ giderimleri sırasıyla %96 ve %50 olarak elde edilmiştir. Aynı deneysel koşullar altında giderim verimleri Foto- Fenton-benzeri prosese göre nispeten daha düşük olan Foto-Fenton prosesinde 0,075 g/L FeSO4 ve 2,2 mM H2O2 dozlarında en yüksek renk ve KOİ giderimi %95 ve %45 olarak elde edilmiştir. Mikroalgal arıtım, BG11 besi ortamına göre pH ayarlanarak ve ayarlanmadan, ön arıtıma tabi tutulmuş her iki çözeltide ayrı ayrı kullanılmıştır. Foto-Fenton prosesi ile ön arıtılan atıksuda mikroalglerin spesifik büyüme hızı 0,33 gün-1 olarak belirlenirken, Foto-Fenton benzeri proses ile yapılan çalışmada ise herhangi bir büyüme gözlenmemiştir. Ayrıca çalışmamızda BG11 ortamında yetiştirilen mikroalglerin spesifik büyüme hızı 0,24 gün-1 olarak elde edilmiştir ki bu oran ön arıtım görmüş suda gözlenenden nispeten daha düşüktür. Tez çalışması boyunca uygulanan "bütünleşik sistem"in katma değeri yüksek mikroalgal biyokütle yetiştiriciliğinde uygulanabilir bir sistem olarak ele alınabileceği kanıtlanmıştır.
Yağmur suyu hasadının Bursa Otobüs Terminalindeuygulanabilirliğinin araştırılması
Gün geçtikçe artan su ihtiyaçlarını mevcut su kaynaklarını kullanmadan yağmur suyundan karşılamak, su sıkıntısının yaşandığı günümüz dünyasında oldukça önemli bir alternatiftir. Başta bina çatıları olmak üzere, yollar, kaldırımlar ve otopark gibi açık alanlardan borularla toplanan yağmur suları filtrelendikten sonra depoya alınmaktadır. Hasat edilen yağmur suları bahçelerin sulanması, tuvaletler, temizlik iş yerleri, araba yıkama gibi birçok alanda ve içme suyu gerektirmeyen tüm uygulamalarda kullanılabilmektedir. Bu çalışma kapsamında yağmur suyu hasadı ile ilgili bilgiler verilmiş, Bursa otogarının çatısından toplanan yağmur sularının otogar binası içinde ve dışında su ihtiyacının karşılanmasındaki kullanım potansiyeli incelenmiştir. Bu amaçla otogarın çatı alanı ve Bursa ili 2021 yılı aylık yağış verileri kullanılarak otogar çatısından toplanacak yağmur suyu miktarı hesaplanmıştır. Ayrıca Bursa Otogarın yeşil alanların sulanması, araba yıkama, yer temizliği ve tuvaletler için yıllık su ihtiyacının karşılanmasında gereken su miktarı hesaplanarak, toplanan yağmur miktarının 100 m³ hacimli 11 tank eklenerek bu ihtiyacın %24,4'ü karşılayabileceği tespit edilmiştir. Bunun yanı sıra, yağmur suyu hasat sistemi ve yıllık tasarruf edilen şebeke suyu maliyetleri hesaplanmış ve uygulanan sistemin geri ödeme süresinin 18 yıl olduğu tespit edilmiştir.
Bakteri inaktivasyonunda güneş enerjisi aktivasyonu ile elde edilen sülfat radikallerinin verimliliği
Bu çalışmada, solar ışık ve solar ışık ile aktifleştirilmiş persülfatlarla üretilen sülfat (ve hidroksil) radikallerinin E. coli ve P. aeruginosa bakterilerinin inaktivasyonu üzerindeki etkisi incelenmiştir. Sülfat radikali üretmek amacıyla persülfat kaynağı olarak üç farklı konsantrasyondaki (0,05-0,1-0,2 mM) K2S2O8, Na2S2O8 ve Oxone kullanılmıştır. Giderim proseslerinin inaktivasyon katsayıları (k1 ve k2), GInaFiT (Geeraerd ve Van Impe Inactivation Fitting Tool) modelleme aracı kullanılarak elde edilmiştir. Uygulanan inaktivasyon işlemlerinin ardından her iki bakteride de yeniden çoğalma potansiyelleri belirlenmiş ve proseslerin maliyet hesabı yapılmıştır. Solar ışık kullanılarak gerçekleştirilen inaktivasyon prosesine persülfatların eklenmesi ile birlikte E. coli ve P. aeruginosa gideriminde artış olmuştur. Solar+K2S2O8, Solar+Na2S2O8 ve Solar+Oxone proseslerinde oksidan konsantrasyonunun artması bakteri giderimini arttırmış ve her konsantrasyonda en yüksek inaktivasyon Oxone ile elde edilmiştir. Genel olarak tüm inaktivasyon proseslerinde P. aeruginosa, E. coli' den daha dirençli olduğundan daha uzun inaktivasyon süreleri gerektirmiştir. GInaFiT modelleme aracı kullanılarak farklı inaktivasyon modelleri test edilmiş ve her iki bakterinin de Bifazik modele uyum sağladığı görülmüştür. Bifazik modele göre elde edilen inaktivasyon katsayılarında k1 değerleri k2 değerlerinden yüksek bulunmuş ve konsantrasyonun artması ile birlikte katsayılarda artış görülmüştür. Yeniden çoğalma deneylerinde solar ışık ile gerçekleştirilen inaktivasyonun aksine persülfat tuzlarının eklenmesiyle daha büyük bir hücre hasarının oluştuğu görülmüştür. Oxone ile yapılan prosesler daha fazla kimyasal maliyete neden olmakla ile birlikte inaktivasyon süresini daha da kısaltmıştır ve bu sebeple daha az enerji maliyetine neden olduğu tespit edilmiştir. Sonuç olarak, solar ışık aktivasyonu ile üretilen sülfat radikallerinin bakteri inaktivasyonunda etkili olduğu tespit edilmiştir.
Türkiye'de kurulu olan hidroelektrik santrali projelerinin çevresel etkilerinin değerlendirilmesi
Bu çalışmada Türkiye'de yenilenebilir enerji kaynakları içinde en büyük paya sahip olan hidroelektrik enerji potansiyelinin çevresel açıdan gerçekleşme durumu analiz edilmiş, yağışlarda yaşanan rejim bozukluğunun kurulu güç ve enerji üretimine etkisi incelenmiştir. 2020 yılı itibari ile işletmede olan hidroelektrik enerji santrali (HES) sayısı 714 ve yenilenebilir enerji kaynakları içerisindeki hidroelektrik enerji payı ise %60,24'tür. HES sayısındaki artışa bağlı olarak toplam kurulu gücünde de artış meydana gelmiştir. 1924-2020 yılları arasında HES'lerin toplam enerji üretimindeki payının korunmasına rağmen enerji üretiminde düzensizlikler meydana gelmiştir. İklim değişikliği ve artan sıcaklıkların etkisi ile yağışların düzensizleşmesinin HES yoluyla enerji üretimi üzerinde olumsuz etki oluşturduğu görülmektedir. Yenilenebilir Enerji Kaynakları Destekleme Mekanizması'na kayıtlı HES'lerin 2014 ve 2019 yılları arasındaki enerji üretim miktarına bakıldığında, lisansa derç edilen yıllık üretimlerinin altında kaldığı tespit edilmiştir. İklim değişikliği nedeniyle Türkiye'nin su krizi yaşayacak ülkeler arasında rapor edildiği, yağış rejimindeki düzensizliklerin artacağı göz önünde bulundurulduğunda kurulu HES'lerin enerji üretimlerinde beklenen verimlerin elde edilemeyeceği, bu nedenle Türkiye'de yenilenebilir enerji kaynaklarında HES'lerin payını artırmak yerine güneş ve rüzgâr gibi diğer kaynaklara yatırım yapılmasının yerinde olacağı sonucuna varılmıştır.
Atıksu arıtma tesislerinde mikroplastik gideriminin araştırılması
Son yıllarda hızla artan plastik üretimi ve bu malzemelerin her alanda kullanımına ek olarak plastik atıkların yetersiz yönetimi de plastik kirliliğinin dünyanın her yerinde yoğun şekilde görülmesine neden olmuştur. Makroplastiklerin fiziksel, biyolojik ve kimyasal parçalanması sonucunda oluşan ve temizlik ürünleri, kozmetik ürünleri, kişisel bakım ürünlerinden de kaynaklanan mikroplastik (MP) adı verilen parçacıklar deniz, göl, nehir, atmosfer, toprak gibi farklı çevresel ortamlarda tespit edilmiştir. Atıksu Arıtma Tesislerinin (AAT) sucul ve karasal ortamlar için önemli noktasal MP kaynağı olduğu bilinmektedir. AAT'de MP giderim verimleri yüksek olmasına karşın alıcı ortamlara deşarj edilen günlük çıkış atıksu miktarı göz önüne alındığında önemli miktarlarda MP salınımı söz konusudur. Bu çalışmada, Bursa'nın Gemlik ilçesi evsel atıksularının arıtıldığı AAT'nin farklı ünitelerinden 12 ay boyunca alınan atıksu ve çamur numunelerinde MP'lerin özellikleri incelenmiştir. Tesisin 7 farklı noktasından toplanan atıksu ve çamur numuneleri, organik ve inorganik giderme metotları ile farklı işlemlere tabi tutularak MP'ler numunelerden ayrılmıştır. MP'ler önce stereo mikroskop kullanılarak boyut, şekil, renk olarak sınıflandırılmış ve sayımı yapılmıştır. Ardından ATR-FTIR spektroskopi kullanılarak plastik türleri belirlenmiştir. AAT'nin giriş ve çıkış atıksuyundaki MP konsatrasyonu sırasıyla; 107.1±40.2 MP/L ve 4.1±1.1 MP/L'dir. Tesisin MP giderim verimi %96.17 olmasına rağmen Marmara Denizi'ne her gün yaklaşık olarak 74 825 000 MP deşarj edilmektedir. Çıkış atık çamurunda MP miktarı 14.3±7.1 MP/g'dır. AAT'de oluşan günlük çamur miktarı 22 ton/gün ve atık çamurda biriken MP miktarı 314 600 000 MP/gün, yıllık biriken miktar ise yaklaşık 1.15 × 10 11 MP olarak hesaplanmıştır. Atıksu ve çamur numunelerinde şekil, boyut, renk ve türde sırasıyla; lif şeklinde, 1 mm – 0.5 mm boyutunda, siyah ve şeffaf renkli ve PE, PP, PET türünde MP'ler baskın özellikte olanlar olarak belirlenmiştir.
Otomotiv yan sanayinde karbon ayak izinin hesaplanması - Bursa ili örneği
Yerkürede gerçekleşen doğal ve antropojen kaynaklı faaliyetler sebebi ile atmosferdeki sera gazı miktarı atış göstermekte ve iklim değişikliği oluşmaktadır. 1988'de iklimin küresel olarak korunması ve iklim değişikliğinin farkındalığı için Hükümetler Arası İklim Değişikliği Paneli oluşturulmuştur. 1997'de ise Kyoto Protokolü ile ülkelere, sera gazı salınımlarını azaltma yönünde sorumluluklar verilmiştir. 2009'da sera gazı emisyonlarını azaltılması ile ilgili sorumluluklar oluşturan Kyoto Protokolüne Türkiye de taraf olmuştur. Bu çalışmada, Bursa Organize Sanayi Bölgesinde otomotiv yan sanayi sektöründe faaliyet göstermekte olan bir firmada karbon ayak izi örneklemesi yapılmıştır. Tesisten temin edilen veriler 2019 ve 2020 yıllarına ait olup uluslararası emisyon faktörleri dikkate alınarak hesaplanmıştır. Sera gazı envanterleri doğrultusunda, incelenen firmada Tier 1 yaklaşımıyla; ısınma kaynaklı kullanılan yakıtlar, elektrik enerjisi tüketimi, su kullanımı, atıksu oluşumu, atık oluşumu, taşeron hizmet yolu ile temin edilen personel veya servis araçlarından kaynaklanan karbon ayak izi miktarı hesaplanmıştır. Çalışma sonucunda atmosfere verilen sera gazı emisyonu, 2019 yılında yaklaşık 16 501 ton ve 2020 yılında ise 12 921 ton CO2 eq olarak hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçlar doğrultusunda mevcut çalışmalarla kıyaslama yapılmıştır. Karbon ayak izi azaltımı için yenilenebilir enerji kaynağı kurulması durumunda 2019 verilerine kıyasla 489,538 ton CO2 eq karbon emisyonunun oluşması engelleneceği sonucuna varılmıştır. İnsan faaliyetleri sonucu oluşan sera gazları atmosferde sıcaklık değişimlerine neden olmakta ve bunun bir sonucu olarak doğal afetler yaşanmaktadır. Bu sebeple sera gazlarının salınımının kontrol altında alınması için miktarının hesaplaması ve izlenmesi önem teşkil etmektedir.
Adsorpsiyon bio-oksidasyon prosesinin arıtılabilirlik etkinliğinin değerlendirilmesi
Bu çalışmada evsel ve endüstriyel atık suların arıtılması amacıyla, mevcut arıtma tesislerinin kapasite ve verim artışları için AB prosesinin arıtılabilirlik etkinliğinin değerlendirilmesine yönelik çalışmalar yapılmıştır. Bu amaçla AB prosesine dayalı 50 m3/gün kapasiteli saha ölçekli bir pilot tesis kurularak işletilmiştir. Pilot tesisten elde edilen sonuçlar mevcut tesis analiz sonuçları ve literatür sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Pilot tesis; A kademesi havalandırma ve çökeltme havuzu, B kademesi anoksik havuz, havalandırma havuzu ve son çökeltme havuzlarından oluşmaktadır. A kademesinde 1,72 saat, B kademesinde 10,8 saat hidrolik bekleme süreleri mevcuttur. İki kademede de % 100 geri devir, % 100 içsel geri devir debisi ile çalışılmıştır. Pilot tesiste KOİ, AKM, TN, TP giderim verimleri takip edilmiştir. Çalışma neticesinde; AB prosesi için ortalama KOİ, AKM, TN, TP parametrelerinin giderim verimleri sırasıyla % 77, % 34, % 55, % 28 olarak tespit edilmiştir. Mevcut arıtma tesisi için ortalama KOİ, AKM, TN, TP parametrelerinin verimleri sırasıyla % 90, % 85, % 76, % 73 olarak hesaplanmıştır. Her iki tesisin verimleri arasında farklılıklar ortaya çıkmıştır. Özellikle mevcut tesisin, AB prosesine dönüştürülmesi halinde, çamur yaşının oldukça azalacağından azot gideriminin zorlaşacağı ortaya çıkmıştır. 34 mg/L üzerinde gelecek olan giriş atık suyu TN konsantrasyonu olması halinde, arıtılan atık sudaki TKN konsantrasyonunun yasal limitler üzerine çıkacağı tespit edilmiştir. Mevcut tesise gelen atık suyun değişken karakteri neticesi TN parametresinin de değişkenlik göstereceğinden dolayı, mevcut tesisin AB prosesine dönüştürülmesinin kapasite ve verim artışına olanak sağlamayacağı ortaya konulmuştur.