1,338
Archived Theses
0
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Discipline
Organize sanayi bölgesine ait karışık atıksu arıtma tesisinin sera gazı emisyonlarının modelleme metoduyla tahmini ve optimizasyonu
Son yıllarda, atıksu arıtma tesisleri iklim değişikliğine sebep olan kaynaklardan birisi olarak kabul edilmektedir. Atıksu arıtma tesislerinde oluşan başlıca sera gazı emisyonları; karbondioksit (CO2), metan (CH4) ve nitröz oksit (N2O)'dir. Sera gazı emisyonu, atıksu arıtma tesisindeki işletme prosesi, elektrik tüketimi, çamur arıtımı, taşıma ve kimyasal tüketim faaliyetlerinden kaynaklanmaktadır. Bu çalışmanın amacı; Tekirdağ'da bulunan karışık atıksuların arıtıldığı bir Organize Sanayi Bölgesine ait atıksu arıtma tesisinde oluşan sera gazı emisyonlarının (CO2, CH4, N2O) tahmin edilmesi ve optimizasyon yapılmasıdır. Bu çalışmada, atıksu arıtma tesisinin sera gazı emisyonları, WaCCliM'in alt organizasyonu olan ECAM web tool programı kullanılarak hesaplanmıştır. Çalışma iki bölümde incelenmiş olup, farklı aylardaki sera gazı emisyonu tahminleri yapılmış ve sonuçları karşılaştırılmıştır. Atıksu debisinin artması ve yük miktarının değişkenliği sonucunda en yüksek emisyon 226.573 kgCO2eşdeğer/ay ile Aralık ayında oluşmuştur. Yaz aylarındaki sera gazı emisyon sonuçlarına göre en yüksek emisyon 195.174 kgCO2eşdeğer/ay ile Temmuz ayında oluşmuştur. Çalışmadan elde edilen sonuçlara göre arıtma tesislerindeki emisyon kaynağı elektrik enerjisi tüketimi ve çamur yönetimi olduğu sonucuna varılmıştır. Emisyonların minimize edilmesi için yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımının arttırılması ve çamur bertarafını azaltması önerilmektedir. Model programı hızlı ve sonuç odaklı olmasına karşın, kentsel atıksu arıtma tesislerine yönelik modellenmiştir. Programın endüstriyel atıksu arıtma tesisleri için de geliştirilmesi öngörülmüştür.
Güneydoğu Marmara denizinde Gemlik (Bursa) – Bandırma (Balıkesir) arası deniz sedimanlarının kirlilik analizleri ve ekolojik sonuçlarının değerlendirilmesi
Bu çalışma kapsamında Güney Doğu Marmara Denizi'nde Gemlik (Bursa) - Bandırma (Balıkesir) arası deniz sedimanlarının kirlilik analizleri ve ekolojik sonuçları çalışılmıştır. Gemlik-Bandırma arası deniz suyu tuzluluk değerleri ortalama binde 22 olup diğer denizlerimize göre azdır. Gemlik ve Bandırma Körfezleri'nden alınan kor numuneler çoğunlukla az çakıllı, kumlu silt-kil ve siltli kildir. Bu numunelerin jeokimyasal analizleri LIBS ve ICP-OES yöntemleriyle yapılarak değerlendirilmiştir. Değerlendirmede Zenginleşme Faktörü (EF), Kontaminasyon Faktörü (Cfi), Kirlilik Yükleme İndeksi (PLI), Ekolojik Risk İndeksi, Kirlilik İndeksi (PI), Jeolojik Birikim İndeksi (Igeo) değerleri hesaplanmıştır. Çalışmada biyondikatör olarak foraminiferler kullanılmıştır. ICP-OES analiz sonuçları indekslerle değerlendirildiğinde özellikle kadminyum, nikel ve çinko elementlerinin Gemlik ve çevresinde kabuk kökenli olmadığı zenginleşme olduğu belirlenmiştir. İndeks hesaplamaları biribirleri ile örtüşen sonuçlar vermiştir. Kirli olarak tanımlanan bölgelerde çoğunlukla maden cevherleşmelerinin, gemi trafiğinin, sanayinin yoğun olarak bulunduğu görülmüştür. Organik madde analizlerinde % Azot, % TC, %IC ve %TOC değerleri çoğunlukla <1 olarak elde edilmiştir. Organik madde oranlarının yüksek olduğu lokasyonlar özellikle killi ve siltli anoksidan ortamlar olup, bu lokasyonlarda ağır metal açısından da kirliliklerin yoğun olduğu görülmüştür. Çalışma alanında zengin bir foraminifer topluluğu (Adolosina clarensis, Ammonia compacta, Ammonia parkinsoniana, Ammonia tepida, Cribroelphidium poeyanum, Cycloforina contorta, Elphidium crispum, Lobatula lobatula, Massilina guelteriana, Miliolinella elongata, Pseudotriloculina laevigata, Rosalina brody, Sigmoilinita costata, Spiroloculina excavata, Spiroloculina angulosa, Textularia bocki, Quinqueloculina leavigata, Quinqueloculina seminula, Quinqueloculina stalkeri, Quinqueloculina stelligera) saptanmıştır. Elde edilen foraminiferlerin tanımlanması sonucu foraminiferlerin 14 cins ve 20 tür olduğu belirlenmiştir.
Tekstil endüstrisi atıksularının sülfat radikali-bazlı oksidasyon yöntemleriyle arıtılması
Bu çalışmada tekstil endüstrisi atıksuların arıtımı için kullanılan ileri oksidasyon yöntemlerinden Persülfat ile Peroksimonosülfat oksidasyon yöntemleri kullanılmıştır. Yapılan araştırmaya göre kullanılan atıksu işletim ve üretim koşullarından dolayı oldukça fazla KOİ ve renk içeriğine sahiptir. Atıksularda genel olarak bulunan pH, KOİ, renk, askıda katı madde, amonyak vb. kirleticiler sebebiyle bu kirleticilerim gideriminde verimliliği arttırmak için ileri oksidasyon yöntemlerinin tercih edilmektedir. Çalışmada tekstil endüstrisi atıksuyunun UV/PS ve UV/PMS oksidasyonu ile arıtımında en iyi organik madde ve renk giderimi sağlanan KOİ/PS ve KOİ/PMS oranı ve pH değeri belirlenmiştir. Teksitl atıksuyunun arıtımında KOİ, TOK, UV254, UV280 ve renk (RES436, RES525 ve RES620) konsantrasyonlarının değişimi zamana bağlı olarak incelenmiştir. Tekstil atıksularının arıtılmasında UV/PS ve UV/PMS oksidasyonu renk giderimi olarak birbirine yakın giderim sağlamış ve %95'in üzerinde renk giderimi her iki proseste de elde edilmiştir. Atıksuyun arıtımında KOİ, TOK gibi organik madde içeriğinin arıtımı karşılaştırıldığında ise UV/PS oksidasyonu ile daha yüksek giderim gözlenmiştir. UV/PS oksidasyonu ile KOİ/PS 1/5 oranında ve pH 7 değerinde %86,5 KOİ, %65,7 TOK giderimi elde edilirken, UV/PMS oksidasyonunda ile KOİ/PMS 1/10 oranında ve pH 7 değerinde %67,3 KOİ, %36,9 TOK giderimine ulaşılmıştır. Sonuç olarak tekstil atıksularının arıtımında organik madde ve renk giderimi açısınında UV/PS oksidasyonunun UV/PMS oksidasyonundan daha iyi olduğu kanısına varılmıştır.
Deri sanayi atıksularından krom(vı) ve sülfatın farklı aktif karbon adsorpsiyonlarıyla giderimi
Deri sanayiden kaynaklanan atıksuların karakterizasyonu karmaşık bir yapıya sahip olup, yüksek miktarda organik ve inorganik madde içermektedir. Deri atıksularının arıtılmasına yönelik literatürde birçok arıtım metodu denenmiştir. Bu çalışmada ise adsorpsiyon yöntemi ile sülfat ve krom(VI) giderimi incelenmiştir. Adsorban olarak iki farklı türde aktif karbon kullanılarak, bu aktif karbonların giderim verimleri karşılaştırılmıştır. Adsorbanlar, farkı dozlarda, farklı sürelerde ve farklı pH' larda atıksulara ilave edilmiş ve bu değişkenlerinde adsorpsiyon üzerine etkisi incelenmiştir. Çalışma sonucunda giderimin her iki adsorbanda yüksek olduğu pH=4' te, adsorban olarak granül aktif karbon ile yapılan adsorpsiyon sonucunda elde edilen giderim veriminin, hindistan cevizi aktif karbonuna göre daha yüksek olduğu tespit edilmiştir. Sülfat gideriminde 60 dk karıştırma sonrasında en yüksek adsorpsiyon verimine ulaşıldığından dönüm noktası 60 dk, krom(VI) gideriminde ise 120 dk karıştırma sonrasında en yüksek adsorpsiyon verimine ulaşıldığından dönüm noktası 120 dk olarak tespit edilmiştir.
Meşrubat sanayi atıksularının arıtımında elektrokoagülasyon ve kimyasal koagülasyon yöntemlerinin değerlendirilmesi
Tüm dünyada günlük hayatın temel ihtiyaçları arasında yer alan içecekler, bu özelliklerine bağlı olarak uluslararası ticaretin en önemli unsurlarından birisi konumundadır. Genel olarak hacmi, önemi, ürün çeşitliliği ve özellikleri dikkate alındığında alkolsüz içecek sektörünün çevresel etkileri ve sürdürülebilirliğinin değerlendirilmesi, özellikle önem kazanmaktadır. İçecek üretiminde, ürün gruplarının formülasyonuna bağlı olarak çok çeşitli maddeler kullanılmakta ancak ürünün temel bileşenini su oluşturmaktadır. Hammadde olmasının yanısıra proseste şişelerin, şurup hazırlama, dolum ve karıştırma ekipmanlarının yıkanmasında, soğutma ve zemin temizleme işlemlerinde yoğun şekilde su tüketilmektedir. Bu işlemler ve üniteler aynı zamanda prosesin başlıca atıksu oluşum noktalarıdır. Genel olarak içecek endüstrisi atıksuları şurup ve içeceklerin dökülmesinden, şişe, kutu, ekipman ve makinelerin yıkanmasından, makine ve ekipmanların bakım ve yağlanmasından kaynaklanan pek çok kimyasal maddeyi içeren ve etkin şekilde arıtılmaları potansiyel çevresel etkileri nedeniyle büyük önem taşıyan atıksulardır. Bu çalışmada meşrubat üretimi konusunda faaliyet gösteren bir tesisten alınan atıksuların öncelikle elektrokoagülasyon ve kimyasal koagülasyon yöntemleri ile arıtılabilirlikleri, sonrasında ise bu koagülasyon yöntemleri ile adsorpsiyon yönteminin ardışık kullanılanımı incelenmiştir. Fe elektrotların kullanıldığı elektrokoagülasyon ve koagülant olarak FeCl3•6H2O'nun kullanıldığı kimyasal koagülasyon yöntemleri KOİ giderim verimleri esas alınarak değerlendirilmiştir. Deneyler sonucunda KOİ giderim veriminin elektrokoagülasyon yöntemi ile %42, kimyasal koagülasyon yöntemi ile %23 olarak gerçekleştiği görülmüştür. Bu çalışmaların ardından elektrokoagülasyon ve kimyasal koagülasyon çıkış sularından KOİ gideriminde, adsorpsiyon yönteminin etkinliği belirlenmeye çalışılmıştır. Adsorbent olarak aktif karbonun kullanıldığı deneylerde, elektrokoagülasyon çıkış suları için %42, kimyasal koagülasyon çıkış suları için ise %36 giderim verimi elde edilmiştir.
Meriç-Ergene nehir havzası sedimentlerinde ağır metal kirliliğinin tespiti
Çalışmada Meriç-Ergene Havzası'nda sediment örneklerinde ağır metal birikiminin tespit edilmesi hedeflenmiştir. Bu amaçla Meriç-Ergene Nehri Havzası'nda, 1 yıllık süre içinde Temmuz 2020 ve Aralık 2020 olmak üzere 2 farklı periyodda kirletici kaynak ilişkisi ve memba-mansap ilişkisi göz önüne alınarak seçilmiş 41 örnekleme noktasında toplanan 82 sediment numunesinde, 3 yarı metal, 11 metal ve TOK konsantrasyonlarının tespiti yapılmış, elde edilen sonuçlar kirlilik faktörü değerleri ve çeşitli istatistiksel değerlendirmeler ile birbirleri ile ilişkileri ve kaynak dağılımları açılarından değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlar genel olarak değerlendirildiğinde havzada endüstriyel alanda ölçülen TOK ve ağır metal değerleri, tüm örnekleme noktaları için ve 2. dönem (Aralık 2020) örneklemesi için yüksek seviyelerde tespit edilmiştir. TOK ölçümleri ortalamaları tüm istasyonlar için %0,7-8,6 arasında değişmiştir. Ağır metal seviyeleri de literatür değerleri ile karşılaştırıldığında özellikle endüstriyel alanlar için yüksek seviyelerde bulunmuştur. Ağır metalde endüstriyel ve evsel deşarj kaynaklı olduğu bilinen pek çok metal birbirleri ile yüksek korelasyon vermiş TOK değerleri ile ağır metal türlerinin korelasyonu da 0,01 güven aralığı için pek çok metal için yüksek seviyelerde tespit edilmiştir. Çalışmada ağır metal ve örnekleme noktaları bazında kümeleme analizi gerçekleştirilmiştir. Ağır metal gruplarının enüdstriyel ve tarım+evsel kirlenmeyi gösteren iki gruba ayrıldığı belirlenmiştir. Örnekleme noktalarının kümeleme analizinde ise belirgin üç küme analiz edilmiş ve HCA sonuçlarının örnekleme noktalarının kirletici kaynak grup dağılımlarını ve özellikle tarımsal ve endüstri yoğun bölgelerin ağır metal konsantrasyon dağılımlarındaki ayrımı net bir şekilde ifade ettiği belirlenmiştir. Çalışmada, sedimentlerde ağır metal kirliliğinin boyutu her bir örnekleme noktası için zenginleşme faktörü (EF), kirlenme faktörü (CF), kirlilik yükü indeksi (PLI), jeoakümülasyon faktörü (Igeo) ve potansiyel ekolojijk risk indeksi (PERI) gibi çeşitli indeksler ile belirlenmiştir. Çalışma sonuçlarında, özellikle endüstri yoğun bölgelerdeki sedimentlerdeki örnekleme noktaları için hesaplanan tüm indeksler yoğun kirlenmeyi işaret etmektedir. Bölgede Cd açısından referans alanlarında, tarım yoğun alanlarda ve endüstri yoğun alanlarda orta ve/veya şiddetli kirlenme olduğu görülmüştür. Endüstri yoğun alanlarda özellikle Cd, Cr, Cu, Pb ve Zn'nin değerleri tüm indekslerde orta ve/veya yoğun kirlenmeyi işaret etmiştir. Tarım yoğun bölgelerdeki bazı noktalarda da tüm indekslerde Cd, Cu ve Pb açısından düşük, orta veya yoğun kirlenme görülmüştür. Bu durumun kullanılan gübre ve pestisitlerdeki ağır metallerden kaynaklandığı düşünülmüştür.
Kınıklı dere havzası kum yatakları ve yeraltı suları ilişkilerinin değerlendirilmesi
Günümüzde dünya nüfusunun hızla artması ve ülke ekonomilerinin büyümesi ile birlikte doğal kaynaklardan yararlanma ihtiyacı da bu bağlamda artış göstermekte ve kaynaklar üzerindeki baskı giderek artmaktadır. Bu çerçevede gelişen çevresel duyarlılık özellikle madencilik ve tarım gibi birçok sektörün üretim kalıplarında değişiklik yapılmasını zorunlu kılmaktadır. Madencilik faaliyetleri dünyanın en eski endüstrilerinden biridir. Teknolojiyle paralel olarak madencilik faaliyetleri de gelişmekte, daha zor şartlar da dahi kolaylıkla faaliyet yapılmaktadır. Madenlere olan taleplerin artışıyla madencilik alanlarında bir genişleme, yeraltı ve açık işletmeler açısından bir büyüme söz konusu olmuştur. Bununla birlikte her iki işletme türü için de daha önceden imkânsız gibi görünen derinliklere inmek mümkün olmuş, daha geniş maden çukurları oluşturulmuştur. Bu gelişmeler aslında madencilik alanına girmemekle birlikte, çalışma yöntemleri açısından aynı tür etkinliklerin görüldüğü kum ve taş ocaklarında da görülmektedir. Genellikle açık işletmede, diğer madencilik yöntemlerine nazaran, daha büyük çevresel bozulma ve etkilere neden olunmaktadır. Bu bağlamda artan taş ocakları, başta alan kaybı olmakla birlikte su kaynakları, biyolojik çevre ve bölge peyzajı üzerinde birçok değişiklik meydana getirmektedir.Tez kapsamında; Kınıklı Dere Havzası kum yatakları ile havzadaki yeraltı suları arasındaki ilişkiler değerlendirilmiştir. Havzada 15 ayrı örnekleme noktasından farklı derinliklerden toplam 28 toprak numunesi alınmıştır. Toprak numunelerinde; pH, elektriksel iletkenlik, organik karbon, hacim ağırlığı, tekstür ve higroskopik nem analizleri yapılmıştır. Elde edilen bulgulara göre; sızıntı gözenekleri hacmi 1931-5828 m³/ha/m arasında bulunmuştur (ortalama 3800 m³/ha/m). Bu gözenek hacmi 1 m² alana düşen 193-583 mm (ortalama 380 mm) yağışı depolayabilecek kapasitededir. Depolanabilecek su kapasiteleri Çorlu'ya düşen yıllık yağış miktarının yaklaşık yarısına eşdeğerdir. 1 ha alana düşen yağışın 1m derinliğe kadar sızıntı gözeneklerini doldurması halinde, 80-160 kişinin yıllık su ihtiyacının karşılanabileceği hesaplanmıştır. Marmara Ereğlisi'nin kayıtlı nüfusunun (2018 için) yaz mevsiminde 10 kat arttığı göz önüne alındığında; su ihtiyacı 8.3 milyon m³ olarak hesaplanmaktadır. Bu suyun üretilebilmesi için 2186 ha (21 855 9 dönüm) kum veya kumlu arazi gerekmektedir. Anahtar kelimeler: Kınıklı Dere Havzası, kum yatakları, su üretimi, su ihtiyacı, yeraltı suları
İçme sularından nanofiltrasyon ile demir ve mangan giderimi
Bütün dünyada ve ülkemizde de olduğu gibi yeraltı, yerüstü sularını koruma bilinci artmaktadır. Dünya çapında yükselmekte olan nüfus, gıdaya olan ihtiyacın artmakta olması, tarımsal faaliyetler, sanayileşmenin artması, küresel ısınma ve insandan kaynaklanan sorunlar – erozyon gibi-, kullanılabilir yeraltı su havzalarında kirlenmeye ve azalmaya sebep olmuştur. Yakın zamanda su havzalarından kaynaklı dünya çapında anlaşmazlıklar olabileceği düşünülmektedir. Bir ülkenin sahip olduğu temiz su havları, o ülkenin zenginliği olacaktır. İçme suyuna bağlı sıkıntılar ülkemizde de görülmektedir. Dünya üzerinde bazı ülkeler, kullanılamayan su havzalarını arıtarak içilebilir seviyeye getirmişlerdir. Bazı ülkeler ise içilemez dedikleri deniz suyunu içilebilecek seviyeye kadar arıtmaya başlamışlardır. Bu problemler kaynaklı insanlığın membran teknolojilerinden beklentileri büyüktür. Membran teknolojileri ile yapılan çalışmalara her gün bir yenisi eklenmektedir. Henüz ekonomik olmasa da içme suyu problemini bir manada çözebileceğini göstermiştir. Bu çalışmada; içilebilir su havzaları gibi bir zenginlik yarışında, membran teknolojisi gibi günümüzde hızla gelişen teknolojilerden biri olması nedeniyle ülkemize takviye yapmak amacıyla ve ülkemizde içme suyu sıkıntısı yaşanmaması amacıyla hazırlanmış bulunmaktadır.
Evsel çamaşır yıkama sonucu oluşan mikroplastik ve mikrolif oluşumunun değerlendirilmesi
Günümüzde en önemli kirlilik problemlerinden biri olan mikroplastikler, ülkemiz kaynakları için büyük tehdit oluşturmaktadır. Mikroplastikler, çok sayıda çevresel ortamda bulunmaları ve salınımlarının giderek artması dolayısıyla, kaynaklarının belirlenmesi ve oluşumlarının en aza düşürülmesi için iyi takip edilmesi gereken bileşenlerdendir. Bu çalışma, Tekirdağ ilinde, farklı kompozisyonlardaki tekstil ürünlerinin çamaşır makinesinde yıkanması ile atıksuya deşarj edilen mikroplastik ve mikrolif miktarının deney çalışmaları ile belirlenmesini ve yıllar boyunca bu mikroplastikler ve mikroliflerin birikiminin, dinamik model kapsamında, hassasiyet analizi ile değerlendirilmesini amaçlamaktadır. Deney çalışmalarında, çamaşır makinesi giderinden toplanan atıksu, farklı boyutlarda filtrelerden geçirilerek, filtrede tutulan mikroplastikler ve mikroliflerin ağırlıkları tespit edilmiştir. Daha sonra dinamik sistem modeli kurularak, mikroplastikler ve mikroliflerin 2017-2030 yılları arasında birikimi, bölgesel nüfus dinamikleri ve toplumsal davranışlar da dikkate alınarak, bir stok-akış diyagramı üzerinde incelenmiştir. Literatür taraması ve anket çalışması, model için veri teşkil etmiştir. Modelin simülasyonu ve deney çalışmalarından elde edilen sonuçlar karşılaştırılarak incelenmiştir. Bu çalışmanın sonucunda, kullanılan 200 µm, 100 µm, 50µm, 5µm filtreler içinde verimliliği en yüksek olanın, 200µm filtre olduğu belirlenmiştir. Bunun yanı sıra model simulasyon sonuçlarına göre mikroplastik-mikrolif kirlilik birikiminin belirlenen zaman aralığında 30-200 ton arasında olacağı tahmin edilmektedir. Bu değer aralığının, deney çalışmaları ve de karakteristik özellikleri benzer olan farklı bölgelerde yapılan çalışmaların sonuçları ile tutarlılık gösterdiği görülmüştür. Buna göre çamaşır makinelerine takılacak bir aparat ile mikroplastik-mikrolif salınımını azaltıcı girişimlerin bu kirliliğin azaltılmasında etkili olacağı sonucuna varılmıştır.
Tekirdağ ili tıbbi atık yönetimi ve COVID-19 pandemi koşulları etkisinin değerlendirilmesi
Kentsel tıbbi atık yönetiminde gelecek dönemlerde ve ihtiyaç halinde kapasite ve direnci sağlayabilecek bir tıbbi atık sisteminin oluşturulmasının ancak doğru envanter ve takip sistemi ile mümkün olabilir. Bu kapsamda çalışmada, Tekirdağ ili sınırları içinde tüm sağlık kuruluşlarından toplanıp, tıbbi atık sterilizasyon tesisine gönderilen tıbbi atık miktarlarının Ocak 2018-Mart 2021 periyodu boyunca zamana, sağlık kuruluşu türüne ve atık kodlarına göre değişimi belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre ilde 2018 yılında 959.071 kg, 2019 yılında 937.929 kg, 2020 yılında 1.272.478 kg ve 2021 yılının ilk üç ayında 354.378 kg atık toplanmıştır. Genel olarak en yüksek atık miktarları Aralık-Ocak aylarında toplanmaktadır. Devlet hastanelerinden toplanan atıkların toplam tıbbi atıklar içinde yüzdesi 2018, 2019, 2020 ve 2021 yıllarında sırasıyla %68; %69; %74 ve %76'dır. Toplanan atıkların atık kodlarına göre dağılımına bakıldığında 180103 kodlu "Enfeksiyon önlemek amacı ile toplanmaları ve bertarafı özel işlemlere tabi olan tehlikeli atıklar" tüm atıkların ortalama %98,6'sını oluşturmaktadır. Hesaplama sonuçlarına göre ilde kişi başına oluşan tıbbi atık miktarları; 0,89-1,28 kg/kişi-yıl arasında ve yatak başına oluşan tıbbi atık miktarları 1,06-1,35 arasında değişmiştir. Kişi başına tıbbi atık miktarları yıllar boyunca artış göstermiş ve özellikle Covid-19 pandemi sürecinde yüksek miktarlara ulaşmıştır. Tekirdağ ilinde nüfus projeksiyonları gerçekleştirilerek geleceğe yönelik tıbbi atık tahminleri yapılmıştır ve hesaplama sonuçlarına göre ilde tıbbi atık miktarlarında 2050 yılında %50 civarında artış beklenmektedir. Çalışma kapsamında Covid-19 sürecinde ilde tıbbi atık miktarlarının değerlendirilmesi için pandemi sürecini kapsayan 01 Nisan 2020-31 Mart 2021 tarihleri arasında Tekirdağ'da ortalama aylık atık miktarı 111.039 kg olarak hesaplanmıştır. Süreçte ilde toplanan ve sterilize edilen tıbbi atık miktarı belirlenen periyodda boyunca yaklaşık ortalama 3,7 ton/gün değerindedir. Yapılan hesaplamalar sonucu ilde 01 Nisan 2020-31 Mart 2021 periyodunda toplam 1.960 ton/yıl ekstra atık yükü gerçekleştiği ve bunun %43'ünün maske kullanımından, %39'u izole hastalardan ve %18'inin hastanelerdeki Covid-19 tedavisinden kaynaklandığı tespit edilmiştir.
Tekstil endüstrisi atıksularının ileri oksidasyon yöntemleri ile arıtımı
Tekstil endüstrisi atıksuları yüksek kirlilik konsantrasyonuna sahip, organik ve inorganik maddelerin fazla bulunduğu atıksulardır. Ayrıca tekstil endüstrisi en çok su kullanan endüstriler arasında yer aldığından çevreye olan etkileri oldukça fazladır. Oluşan atıksuların geleneksel arıtım yöntemleriyle arıtılmalarının zorlukları nedeniyle ileri oksidasyon süreçleri ile arıtılmaları son yılların araştırma konusu haline gelmiştir. Bu çalışmada tekstil endüstrisi atıksuyunun karakterizasyon çalışması yapılmış ve PS/UV, H2O2/UV, O3 ve O3/H2O2 oksidasyon süreçlerine tabi tutulmuştur. PS/UV oksidasyon sürecinde 120 dakika sonunda %77 KOİ giderim verimi ile yasal limitler sağlanmıştır. 15 dakika sonunda %94 renk giderimi elde edilirken 5 saatin sonunda %76 TOK giderimi gözlenmiştir. H2O2/UV prosesinde 150 dakika sonunda %86 giderim verimi ile yasal limitler sağlanmıştır. Renk giderimi ise PS/UV sürecine kıyasla daha yavaş olmuş, 180 dakika sonunda %94 verim elde edilebilmiştir. TOK giderimi ise 5 saatin sonunda %74 olmuştur. O3 oksidasyonu yüksek pH (11) değerinde daha etkili olmuştur ancak %27 KOİ ve %75 renk giderim verimi ile yasal limitler sağlanamamıştır. O3/H2O2 sürecinde ise sisteme eklenen H2O2 yüksek pH'da ozonlama sürecine kıyasla KOİ gideriminde yetersiz kalmıştır. %15 KOİ ve %80 renk giderim verimi sonucunda yasal limitler sağlanamamıştır. Elde edilen veriler neticesinde en verimli sürecin PS/UV oksidasyon sürecinin olduğu ancak maliyet karşılaştırılması yapıdığında H2O2/UV sürecinin daha ekonomik olduğu sonucuna varılmıştır.
Fenton ve foto-fenton oksidasyon yöntemleri ile tekstil endüstrisi atıksularının arıtımı
Tüm dünyada günlük hayatın temel ihtiyaçları arasında yer alan tekstil endüstrisi, bu özelliklerine bağlı olarak uluslararası ticaretin en önemli unsurlarından birisini oluşturmaktadır. Genel itibariyle üretim kapasitesi, üretilen ürünlerin çeşitliliği ve ürünlerin özellikleri dikkate alındığında tekstil endüstrisinin çevreye olan etkisi ve sürdürülebilirliğinin değerlendirilmesi son derece büyük ölçüde önem oluşturmaktadır. Tekstil endüstrisinin üretiminde, ürün gruplarının formülasyonuna bağlı olarak çok çeşitli maddeler kullanılmaktadır, ancak ürünün temel bileşenini su oluşturmaktadır. Haşıllama, yıkama ve haşıl giderme, ağartma, merserizasyon, boyama ve apreleme proseslerinde kullanılan su potansiyel çevresel etkileri nedeniyle büyük önem taşıyan atıksuları oluşturmaktadır. Bu çalışmada organik madde ve renk içeriğine sahip tekstil endüstrisi atıksuyunun Fenton ve Foto-Fenton oksidasyon yöntemleri ile arıtımı araştırılmıştır. Yapılan Fenton oksidasyonu arıtım çalışmalarında en iyi KOİ, TOK ve renk giderimi 200 mg/L Fe+2 ve 300 mg/L H2O2 konsantrasyonunda ve pH 3 değerinde olduğu gözlenmiştir. Tekstil endüstrisi atıksuyunun arıtımında, Fe+2/H2O2: 200/300 mg/L ve pH 3 değerinde Fenton oksidasyonu ile %90,4 KOİ, %84,2 TOK, %91,6 UV254, %90,6 UV280, %98,4 RES436, %99,3 RES525 ve %99,6 RES620 giderimi elde edilirken, Foto-Fenton oksidasyonu ile %93,2 KOİ, %88,9 TOK, %97,2 UV254, %96,2 UV280, %97,5 RES436, %99,7 RES525 ve %99,9 RES620 giderimi görülmüştür. Fe+2/H2O2: 50/75 mg/L değerlerine kadar Fe+2 ve H2O2 konsantrasyonları azaltığında Fenton oksidasyonu ile organik madde ve renk giderimi önemli ölçüde azalırken, Foto-Fenton oksidasyonu ile arıtım devam etmiştir. Sonuç olarak Fenton oksidasyonu ile daha uzun sürelerde veya daha fazla Fe+2 ve H2O2 kullanımı organik madde ve renk giderimi elde edilebilirken, Foto-Fenton oksidasyonu ile daha kısa sürede veya daha az Fe+2 ve H2O2 kullanımı ile arıtım sağlanmaktadır.
Çamaşır yıkamadan kaynaklanan mikrolif birikiminin sistem yaklaşımı ile modellenmesi
Bu çalışmada, Tekirdağ, Kırklareli ve Edirne illerinde evsel çamaşır yıkama faaliyeti sebebiyle sucul sistemlerde biriken mikrolif miktarı, dinamik sistem modelleme yöntemi ile incelenmiştir. Bu kapsamda bölge nüfusu, çamaşır yıkama sıklıkları, filtrasyon, atıksu arıtma verimi ve mikrolif deşarjı ile ilgili parametreler oluşturulmuş ve bu parametrelerin birbirleri ile ilişkisi matematiksel olarak belirlenmiştir. Sonuç olarak, proje bölgesinde mevcut şartlar altında 2035 yılı sonuna kadar çamaşır yıkama faaliyetinden kaynaklanan mikrolif birikiminin yaklaşık 500 tona ulaşması tahmin edilmektedir. Ayrıca, bu değişkenlerin uzun vadede mikrolif birikimine olan etkisinin Monte Carlo Hassasiyet Analizi ile incelenmesi için iki farklı senaryo üretilmiştir. 1. senaryoda, arıtma veriminde ileri tekniklerin kullanıldığı ve çamaşır makinelerinde atıksu giderine filtre takılmasının zorunlu halde getirilmesi durumunda mikrolif birikimi incelenirken, 2. senaryoda kumaş teknolojisinde yapılacak iyileştirmelerle kumaş yıkanması esnasında lif dökümünün önüne geçilmesi ve de toplumda çamaşır yıkama alışkanlığının azaltılmasına yönelik uygulamaların bu birikime olan etkisi ele alınmıştır. Senaryo 1'de, proje süresince mikrolif birikiminin 25 ile 450 ton arasında değişeceği görülmektedir. Bu değer, Senaryo 2'de proje süresince 30-150 ton arasında değişmektedir. Sonuç olarak, kirliliğin kaynağında önlenmesine dair girişimlerin (kumaş teknolojisinin arttırılması gibi), uzun vadede kirliliği temizleme çalışmalarına kıyasla sucul sistemlerde biriken bu partiküllerin azaltılmasında daha etkili olacağı görülmüştür.
Trakya bölgesinde biyogaz potansiyelinin belirlenmesi
Hızlı nüfus artışına paralel olarak oluşan atık miktarlarında da artış görülmektedir. Günümüzde atıkların bertarafı için kullanılan konvansiyonel yöntemler, bu atıkların çevreye zarar vermeyecek şekilde tekrar kullanımına ya da enerji elde edilmesine uygun olamamaktadır. Son yıllarda, çevrede olumsuz etkilere sebep olabilecek atıkların enerji değerleri dikkate alınmaya başlamış ve enerji elde edilebilecek bertaraf yöntemlerine olan yönelim artış göstermektedir. Trakya bölgesi, nüfusun yoğun olduğu, sanayi, tarım ve hayvancılık faaliyetlerinin iç içe yürütüldüğü, Türkiye için önemli bir coğrafik bölgede yer almakta olup, enerji potansiyeli yüksek katı atık üretimi de fazla miktarlardadır. Bu çalışmada, Trakya bölgesindeki biyogaz potansiyeli, hayvansal atıklar, bitkisel atıklar, arıtma çamurları ve kentsel katı atıklar dikkate alınarak belirlenmiştir. Trakya bölgesinin biyogaz potansiyeli belirlenirken yıl bazındaki Türkiye İstatistik Kurumu (TÜIK) verileri kullanılmıştır. Bu çalışmada, 2010 yılı toplam biyogaz potansiyelinin 203.267,64 m3/gün, 2015 yılı toplam biyogaz potansiyelinin ortalama 243.882,45 m3/gün ve 2020 yılı toplam biyogaz potansiyelinin ortalama 260.776,79 m3/gün olduğu tespit edilmiştir. Sanayileşme ile birlikte hızlı nüfus artışı yaşayan Trakya bölgesinde biyoenerji potansiyeli yüksek atık miktarlarında da artış meydana gelmiş ve biyogaz üretim potansiyeli hızlı bir şekilde artmıştır. Sonuç olarak, tükenmekte olan fosil yakıtların yerine, hem Trakya bölgesinde hem de ülkemiz genelinde yenilenebilir temiz enerji kaynakları içerisinde yer alan biyogaz enerjisi kullanılarak, atıkların en uygun şekilde bertarafı ve ekolojik bir yaklaşım ile enerji elde edilmesi mümkün olabilmektedir.
Atık taban küllerinin stabilizasyon/solidifikasyon yöntemiyle harçlarda kullanılabilirliği
Kömürün yanması sonucu uçucu kül, cüruf, taban külleri gibi çeşitli atıklar oluşmaktadır. Atık taban külleri (ATK), yakma kazanlarının diplerinde oluşan iri boyutlu katı kalıntıyı temsil etmektedir. Bu oluşan taban küllerinin depolanması sırasında yüksek alan ihtiyacı ve sızma ile çevreye verebileceği zararlar önemli çevresel problemlerdendir. Bu atıkların stabilizasyon/solidifikasyon (S/S) yöntemi ile harç/beton üretiminde çimento veya kum ikamesi olarak kullanımı son yıllarda çalışılan önemli konulardandır. Çimento üretiminin çeşitli çevresel etkilerinin (sera gazları) ve maliyetinin yüksek olmasından dolayı çimento kullanımının azaltılması ve yerine ikame olabilecek malzemelerin belirlenmesi ve ayrıca kumun da doğal bir mineral olmasından dolayı kum kullanımının yerine ikame edilebilecek maddelerin değerlendirilmesi de çevresel açıdan önem teşkil etmektedir. Bu çalışma ile çimento ve kum kullanımının azaltılması, Trakya Bölgesi'nde oluşan ATK'lar için gerekli olan depolama alanlarının azaltılması ve S/S yöntemi ile ATK'ların belli oranlarda çimento ve kum ile yer değiştirerek harç/beton kullanımı gibi çeşitli amaçlarla kullanılabilirliğinin sağlanması ile inşaat sektöründe ekonomik bir girdiye dönüştürülmesi hedeflenmiştir. Çalışma sonuçlarında S/S yöntemi ile ATK'nın belli oranlarda çimento ve kum yerine kullanılabileceği ortaya konmuştur. Ayrıca üretilen harçların sızma testi ile oluşturacakları toksisite değerlerinin de maksimum değerleri aşmadığı görülmüştür.
Persülfat ve Peroksimonosülfat Oksidasyonu ile Kentsel Atıksuların Arıtımı
Kentsel atıksu arıtımında konvansiyonel arıtma yöntemlerine alternatif olarak ileri oksidasyon prosesleri kullanılmaya başlanmıştır. Bu deneysel çalışma kapsamında konvansiyonel arıtma yöntemlerine alternatif olması açısından PS/UV-C ve PMS/UV-C proseslerinin kentsel atıksu içerisindeki KOİ ve TOK kirlilik parametrelerinin giderimi için kullanılabilirliği araştırılmış ve proseslerin performansları değişen koşullar altında karşılaştırılmıştır. PS/UV-C ve PMS/UV-C prosesleri için ekonomik analiz karşılaştırması da yapılmıştır. Giriş atıksu numunesi olarak gerçek bir kentsel atıksu arıtma tesisinin giriş atıksuyu kullanılmıştır. KOİ ve TOK parametrelerinin PS/UV-C ve PMS/UV-C prosesleriyle giderilmesi üzerine başlangıç oksidan konsantrasyonunun (5, 10, 15, 20 ve 25 mM) etkisinin araştırıldığı çalışmalar sonucunda en yüksek giderim verimi PS/UV-C prosesiyle yakalanmıştır. 25 mM persülfat konsantrasyonunda 180 dakika reaksiyon süresi sonunda giriş numunesinin doğal pH değerinde (7,6) sırasıyla %95 KOİ ve %92 TOK giderim verimleri elde edilmiştir. KOİ ve TOK parametrelerinin PS/UV-C ve PMS/UV-C prosesleriyle giderilmesi üzerine giriş atıksu numunesi başlangıç pH değerinin (4, 7, 9 ve 11) etkisinin belirlenmesi amacıyla 25 mM oksidan konsantrasyonunda deneysel çalışmalar yürütülmüştür. Yürütülen deneysel çalışmalar sonucunda en yüksek giderim verimi PS/UV-C prosesiyle elde edilmiştir. Başlangıç pH değerinin 4 olması durumunda KOİ için %97 ve TOK için %98 giderim verimleri elde edilmiştir. Yapılan maliyet karşılaştırması sonucunda en etkin ve maliyet olarak uygun proses PS/UV-C prosesi olarak bulunmuştur. En yüksek KOİ ve TOK giderim verimleri için elektrik tüketimleri sırasıyla 73,3 kWh/m3 ve 71,2 kWh/m3 olarak hesaplanmıştır. Gerçekleştirilen deneysel çalışmalardan elde edilen sonuçlar ışığında PS/UV-C ve PMS/UV-C prosesleriyle kentsel atıksulardan KOİ ve TOK parametrelerinin etkin bir şekilde giderildiği bulunmuştur.
Deri endüstrisi proses atıksularının koagülasyon, UV/PS ve nanofiltrasyon yöntemi ile arıtımı
Deri endüstrisi üretim prosesi adımlarından kaynaklı kirlilik seviyesi yüksek atıksu oluşturmaktadır. İçerisinde bulunan proteinler, yağ, krom bileşikleri, kireç, sodyum sülfat ve sodyum hidroksit, hacimleri çok fazla ve en önemli kirlilik parametrelerindendir. Bu çalışmada, deri endüstrisinin üç aşamasında bulunan yıkama, pikle ve yağ giderme ünitelerinden kaynaklanan atıksular ile çalışma yapılmıştır. Bu atıksuların alum ile çöktürme işleminden sonra persülfat (UV/PS) ile kirlilik giderimi ve en son adım olarak nanofiltrasyon yapılarak atıksu arıtımı araştırılmıştır. KOİ sonuçları ile karşılaştırılması yapılarak optimum miktarlar belirlenmiştir. Atıksuyun geri kazanımı amacıyla öncelikle alum ile çöktürme yapılarak optimum tercih edilen 100 mg/L alum konsantrasyonu ve pH 7 belirlenmiştir. UV/PS oksidasyon çalışmalarında, Yıkama ünitesi atıksuyu için 8000 mg/L S2O8 konsantrasyonu ve pH 8 ve Yağ giderme ünitesi atıksuyu için 16000 mg/L S2O8 konsantrasyonu ve pH 6 optimum seçilmiştir. Pikle ünitesi atıksuyu için UV/PS oksidasyonu verimsizliği gözlemlenmiştir. Nanofiltrasyon sistemi ile 4 bar basınç altında NP030 filtresi kullanılarak farklı pH'larda KOİ giderimi karşılaştırılması yapılmıştır. Yıkama ve Yağ giderme ünitelerinde en iyi KOİ giderim verimi pH 7 değerinde elde edilmiştir. Sonuç olarak deri üretimi sırasında yıkama ve yağ giderme ünitelerinde oluşan atıksuların koagülasyon, UV/PS ve nanofiltrasyon sistemi ile oluşan atıksuyun geri kazanımı mümkün olduğu görülmüştür.
Entegre atık yönetim sistemleri için alternatif taşıma yöntemleri
Atıkların en az maliyet ve çevresel yük ile yönetimi son zamanlarda döngüsel ekonomi açısından önem kazanmıştır. Bu çalışmada, atıkların demiryolu ve karayolu ile taşınmasına ilişkin alternatifler tanımlanarak, bu alternatiflerin, çok ölçütlü karar verme kapsamında, maliyet, çevre ve sosyal ölçütler kullanılarak karşılaştırılması, Right Choice (2.0) karar verme model yazılımı kullanılarak belirlenmiştir. Model için gerekli veriler anket ve kaynak taraması ile elde edilmiştir. Bu kapsamda, atık taşımacılığının karayolu ile yapılması, Alternatif 1 ile gösterilirken, demiryolu ile yapılması, Alternatif 2 (dorse ve çekici ile birlikte), Alternatif 3 (sadece dorse) ve Alternatif 4 (sadece atık) ile temsil edilmiştir. Sonuç olarak, Alternatif 4 ile belirtilen atık transferinin sadece atıkların vagonlara yüklenerek (çekici ve dorse kullanılmadan) yapılması optimum seçenek olarak belirlenmiştir. Buna göre, Alternatif 4'ün işletme-bakım maliyetinin düşük olması, bir diğer deyişle bu ölçüt üzerinde yüksek performans göstermesi ve işletme-bakım maliyeti ölçütünün paydaşlar tarafından yüksek göreceli önem ile derecelendirilmesi rol oynamaktadır. Aynı şekilde, Alternatif 4 için gerekli personel sayısı diğer alternatiflere göre düşüktür. Demiryolu taşımacılığı ile taşımada atıkların bekleme süresi ve operasyonel iş yüküne duyulan ihtiyaç önemli ölçüde azalmaktadır. 1000 ton atığın karayolu üzerinden transferinin yapılması yaklaşık 50 tır (50 ayrı sefer) ile sağlanırken, demiryolu için 2 (atıkların çekici ve/veya dorse ile taşınması durumunda) ya da 3 (sadece atıkların taşınması durumunda) trene ihtiyaç olmaktadır. Anahtar Kelimeler: Atık yönetimi, Çevresel yük, Döngüsel ekonomi, Karar verme modeli, Maliyet
Su ve kanalizasyon hizmetlerinde iş sağlığı ve güvenliği uygulamaları
Büyükşehirlerde, içme suyu ve kanalizasyon hizmetleri arasında yer alan su ve kanal arızası, bakım ve onarımı, kanal ve depo temizliği, abone bağlantısı, şebeke imalatı ve kanal yapımı çalışmaları su ve kanalizasyon idareleri tarafından yerine getirilmektedir. Su ve kanalizasyon hizmetlerini yürütmekle görevli bu idareler, çalışanlarının iş güvenliği risklerini azaltmak ve iş kazalarını önlemek için iş sağlığı ve güvenliği tedbirlerini almak, alınan tedbirlere uyulup uyulmadığının izlemek, denetlemek ve uygunsuzlukların giderilmesini sağlamakla yükümlüdür.Bu çalışmada, örnek olarak TESKİ Genel Müdürlüğünün iş sağlığı ve güvenliği organizasyon yapısı ve idarede uygulanan iş sağlığı ve güvenliği yönetim sistemi incelenerek yapılan çalışmalara yer verilmiştir. Genel Müdürlükte meydana gelen iş kazalarının incelenerek organizasyon yapısının ve yönetim sisteminin etkinliği sorgulanmış alınması gereken tedbirler belirlenmiştir.
Organik peroksit içeren atıksuların kombine elektrokimyasal proseslerle arıtılabilirliği
Organik peroksit üretimi ve atıksu oluşumu karmaşık bir yapıya sahip olup, yüksek miktarda organik ve inorganik madde içermektedir. Organik peroksit içeren atıksuların arıtılmasına yönelik literatürde mevcut bir çalışma bulunmamaktadır. Bu çalışmada ise elektrokimyasal oksidasyon(EKO) yöntemi ile birlikte kimyasal arıtma metodu olarak kireç ve demir sülfat, oksidasyon olarak hipoklorit, persülfat, ozon yöntemleri farklı deney koşullarında çalışılmıştır. Elektrokimyasal oksidasyon deneylerini gerçekleştirmek için bir cam reaktör, 1 L, kesikli sürekli karıştırılan reaktör kullanıldı. Dikey olarak yerleştirilmiş iki elektrottan oluşmaktadır: (i)paslanmaz çelik anot, toplam alanı 25 cm2 (5 cm×5 cm) ve (ii) aşağıdaki boyutları olan bir paslanmaz çelik elektrot olan katot: 5 cm×5 cm. Elektrotlar elektrotlar arasındaki boşluk 1.0 -4.0 cm'ye ayarlanmıştır. Voltaj, bir BK-Precision kaynağıyla (0-30 V, 0-5 A) ayarlandı. 80 mL'lik reaksiyon karışımı, 15 dakika boyunca 240 rpm'de karıştırıldı. Test sıcaklığı, reaktör ceketine bağlı olarak 25 °C'de tutuldu Kimyasal maddeler, farkı dozlarda, farklı sürelerde ve farklı pH' larda atıksulara ilave edilmiş ve bu değişkenlerinde mevcut kirleticilerin giderimi üzerine etkisi incelenmiştir. Çalışma sonucunda pH=3, pH=6.5, pH=9 ve pH=11'de elektrokimyasal oksidasyonsonucunda KOİ giderimi 20000 mg/L'den 8340 mg/L'ye azalmıştır. Kimyasal arıtma işlemi sonrası elektrokimyasal oksidasyon işlemi sonunda pH=2'de atıksu KOİ'si 7530 mg/L'den 4560 mg/L'ye azalmıştır. Hipoklorit oksidasyonu ve EKO işlemi sonucunda KOİ değeri 17120 mg/L'den 5600 mg/L'ye azalmıştır. Persülfat ve EKO işlemi sonunda KOİ değeri 20000 mg/L'den 2 saat sonunda 8560 mg/L'ye azalmıştır.
Modifiye edilmiş cüruf atıkların adsorbsiyon verimliliğinin tekstil atıksuları örneğinde değerlendirilmesi
Bu tez çalışmasında demir çelik endüstrisinde oluşan cüruf atıklarının, atıksu arıtma sistemlerinde adsorbent olarak kullanılabilirliği araştırılmıştır. Bu kapsamda sentetik boyar madde içeren atıksu ve tekstil endüstrisinden alınan atıksu ile hazırlanan numunelerde adsorpsiyon çalışmaları yapılmıştır. Adsorbent olarak kullanılan cüruf, demir malzemelerle kaplanarak etkinliği arttırılmaya çalışılmıştır. Sentetik atıksu numunesi ve tekstil endüstrisi atıksuyunda adsorpsiyon çalışmalarında adsorpsiyona etki eden parametrelerin (pH, adsorbent miktarı, sıcaklık vb.) optimizasyon çalışmaları yapılmıştır. Daha sonra yapılan analiz sonucunda Langmuir, Freundlich, D-R ve Temkin izoterm grafikleri oluşturulmuştur. Sentetik atıksu numunesinde; Cüruf ile yapılan adsorpsiyon çalışmalarında R2 sabiti 0,98 ile Frendliuch izoterm mekanizmasına uygun bulunmuştur. DKC ile yapılan çalışmalarda R2 0,999 ile Langmuir izoterm modeline uygun çalıştığı söylenebilir.
Fenton ve koagülasyon - fenton yöntemleri ile kimya endüstrisi atıksularının arıtımı
Tüm dünyada kimya endüstrisi çevreyi kirleten en önemli sanayi dallarından birisi olup, önlem alınması gereken sektörlerin başında yer almaktadır. Kimya endüstrisi atıksuları genel olarak yüksek KOİ konsantrasyonuna sahiptir. Bu çalışmada Fenton ve Koagülasyon - Fenton oksidasyon prosesleri kullanılarak kimya endüstrisi atıksuyunun arıtımı araştırılmış ve her iki proseste de işletmeye etki eden parametrelerin etkisi ve en iyi giderim elde edildiği koşullar belirlenmiştir. Koagülasyon prosesinde PAK, FeCl3 ve PAKS koagülantları ile farklı koagülant dozları ve pH değerlerinde arıtım çalışmaları yapılmış olup, en iyi arıtım sağlanan koagülantın PAK olduğu ve 500 mg/l PAK dozunda ve pH 8 değerinde en yüksek giderim verimine ulaşıldığı görülmüştür. Bu şartlar altında kimya endüstrisi atıksuyunun koagülasyonu sonunda %62,6 KOİ, %44,3 TOK, %89,5 AKM ve %87,6 Bulanıklık giderimi elde edilmiştir. Koagülasyon sonrası Fenton oksidasyonu (Fe+2: 3750 mg/l, H2O2: 4250 mg/l, pH: 3, süre: 60 dak) ile atıksuda %79,3 KOİ, %63,5 TOK, %76,1 AKM ve %99,8 Bulanıklık giderimi gözlenmektedir. Koagülasyon sonrasında Fenton oksidasyon prosesi ile arıtılmış atıksuda, toplam KOİ giderimi %92,4, TOK giderimi %79,7, AKM giderimi %96,6 ve Bulanıklık giderimi %99,8 olarak elde edilmiştir. Kimya endüstrisi atıksuyunun sadece Fenton oksidasyonu (Fe+2: 2000 mg/l, H2O2: 5000 mg/l, pH: 3) ile arıtımında ise %70,5 KOİ, %52,7 TOK, %82,0 AKM ve %98,6 Bulanıklık giderimi elde edilmiştir. Sonuç olarak, kimya endüstrisi atıksuyunun Fenton ve Koagülasyon-Fenton prosesleri ile arıtımı karşılaştırıldığında, Koagülasyon sonrası Fenton oksidasyonu ile arıtım sonunda daha yüksek KOİ, AKM ve Bulanıklık giderim verimlerine ulaşılabilmektedir.
Öğrenci yurtlarında karbon ayak izinin sürdürülebilirlik ekseninde hesaplanması: Trakya'da bir öğrenci yurdu örneği
Dünyada gelişmiş ve gelişmekte olan ülkelerde çevresel problemler uluslararası genel bir sorun haline gelmiş ve ortak çözüm yolları arayışına girilmiştir. Ancak her ülkenin sahip olduğu kaynaklar, uyguladıkları kalkınma politikaları ve bu alanda gösterdikleri faaliyetler birbirinden farklılık göstermektedir. Sürdürülebilir kalkınma farklılıklarını ortak paydada buluşturmak doğal çevreyi ve sosyal eşitliği koruyan ve geliştiren ekonomik, sosyal kalkınma türlerini kapsamaktadır. Bu tanım ekolojik, ekonomik ve sosyal üç temel yönün olduğunu açıklamaktadır. Her bir birey, gelecek için sürdürülebilir ve güvenli bir çevre sağlanmasına katkıda bulunabilmek için kişisel tüketimlerini gözden geçirmelidir. Bireyin faaliyetleri sonucu oluşturulan bir ürünün yaşam evresi boyunca doğrudan ya da dolaylı bir şekilde biriktirdiği karbondioksit emisyonlarının toplamı karbon ayak izini oluşturmaktadır. Bu çalışmada Trakya'da bulunan bir öğrenci yurdu örnek alınarak yurda ait karbon ayak izinin hesabının yapılması sürdürülebilirlik ekseninde incelenmesi amaçlanmıştır. Karbon ayak izi hesabı için GHG (Sera Gazı Protokolü) protokolünün açık kaynakları kullanılmıştır. Karbon ayak izi tespitinde toplam elektrik enerjisi tüketimi, ısınma değerleri, personelin ve öğrencilerin günlük ulaşım değerleri, personelin kullandığı araçların yakıt türleri gibi ana veriler kullanılmıştır.
Endüstrilerde karbon, su ve enerji ayak izlerinin belirlenmesi ve sürdürülebilirlik açısından değerlendirilmesi: Tekstil endüstrisi için bir vaka çalışması
1980'lerden itibaren ekolojik sorunlar artmaya devam etmiştir. Özellikle sanayileşme, kentleşme, teknolojik ilerlemeler ve hızlı nüfus artışı dünyayı derinden sarsan sorunlar olarak karşımıza çıkmaktadır. Sanayileşmenin artması ile birlikte işletmelerin çevresel durumlarının analizlerini yapabilmek ve sürdürülebilirlik düzeylerinin takip edilmesi ve raporlanabilmesi önemli bir hal almıştır. Çevresel sorunların artması ile birlikte işletmeler bu hususta kendi faaliyetlerinin sebep olduğu Su Ayak İzi, Karbon Ayak İzi ve Enerji Ayak İzi çalışmalarına önem vermiştir. Bu bağlamda proses ve işletme bazında kullanılan su miktarlarının ve özelliklerinin, karbon salınımlarının, enerji tüketimlerinin kayıt altına alınması, raporlanması, takip edilmesi ve sonuçların iyileştirilmesi için önlemlerin oluşturulma ihtiyacı doğmuştur. Bu yüksek lisans tez çalışması gerçekleştirilirken Karbon, Su ve Enerji Ayak izi için uygulanabilmesi mümkün olan bir yöntem önermek, çıktılar üretmek ve uygulama örneğini tanıtmaktır. Çalışma kapsamında örnek bir tesis seçilmiş ve uygulama sonuçları yorumlanmıştır. Bobinde iplik boyama ünitesinde açığa çıkan karbon ayak izinin %52'si Kapsam-1 emisyonlarından %37'si Kapsam-2 emisyonlarından, %11'i Kapsam-3 emisyonlarından açığa çıkmaktadır. İplik boyama ünitesinden atmosfere salınan karbon ayak izi miktarı 1 kg iplik boyama için 2,39 CO2e/ kg iplik'tir. Bobinde iplik boyama ünitesinde açığa çıkan su ayak izinin %44,73'ü Mavi Su Ayak izi, %55,18'si Gri Su Ayak İzi ve %0,09 ise Yeşil Su Ayak İzi olarak açığa çıkmaktadır. 1 kg iplik boyamak için 219 litre su harcandığı hesaplanmıştır. Tesisin 2021 yılı aylık ortalama elektrik tüketiminin 718 GCal olduğu belirlenmiştir. SET değerleri ise en fazla 2021 yılında Ocak ayında en az ise Mart-Nisan aylarında görülmüştür. Sonuç olarak Karbon, Su ve Enerji Ayak İzi sonuçlarının, sürdürülebilirlik sürecini yönetmek isteyenler için yararlı bir sayısal kılavuz olduğu kanısına varılmış ve tüm endüstriyel tesislerde uygulanabileceği görülmüştür. Bu alanda araştırmaların objektif ve tutarlı olabilmesi için daha fazla çalışma yapılması gerektiği belirtilmiş olup özellikle tesislerin veri kayıt altına alma süreçlerinin standart hale getirilmesi ve veri tabanları oluşturulması önerilmiştir.
İstanbul ili Sancaktepe ilçesi sera gazı envanterinin çıkartılması
İnsanlığın temel ihtiyaçlarından biri olan enerjiye talep; nüfus artışı, sanayi devrimi, kentleşme ve teknolojik gelişme ile birlikte artmaktadır. Bunun neticesinde dünya küresel ısınma ve iklim değişikliği problemleriyle karşı karşıya kalmıştır. Bu problem gelişmişlik düzeyi ne olursa olsun tüm ülkeleri etkisi altına almaktadır. Bundan ötürü devletler enerjinin çevre üzerindeki olumsuz etkilerini, havaya salınan sera gazlarını azaltma çalışmaları yapmaktadır. Bu çalışmada İstanbul İli Sancaktepe İlçesinde sera gazı envanteri hesaplamaları yapılmıştır. Yapılan hesaplamalar sonucunda, 572.979,96 tCO2e değeri ile en yüksek pay kent ulaşım araçlarına ait olduğu tespit edilmiştir. Konutların elektrik tüketiminden kaynaklı emisyonları 295.780,71 tCO2e, ticari ve kurumsal firmaların katkısı 336.500,43 tCO2e, olarak hesaplanmıştır. 165.120,86 tCO2e endüstriden kaynaklı, 14.343,54 tCO2e sokak aydınlatmalarından kaynaklı, 3149,20 tCO2e ise belediye binası elektrik, doğalgaz ve araç filosundan kaynaklı sera gazı salımı bulunmuştur. Bu veriler ışığında Sancaktepe ilçesinde sera gazı azaltım stratejilerinin belirlenmesine ışık tutulmuştur.
Marmara denizi'nin kuzey bölümüne dökülen atık sular ve derelerin organik ve inorganik kirlilik yüklerinin tespiti ve Marmara denizi'nde oluşturduğu kirlilik durumu
Yapılan bu çalışmada Marmara Ereğlisi'nden Şarköy'e kadar olan alanı kapsayan Kuzey Marmara Denizine dökülen atıksular ve derelerin inorganik ve organik kirlilik yüklerinin tespiti yapılmış ve oluşturdukları kirlilik boyutu araştırılmıştır. Çalışma alanındaki kirlilik yüklerinin belirlenmesi için deşarj noktalarından ve derelerden oluşan 10 noktadan 30 adet numune alınmıştır. Alınan numunelerin organik ve inorganik analizleri yapılmıştır. İnceleme alanında yapılan araştırmalarda organik maddenin konsantrasyonunun yüksek bir değerde olduğu saptanmıştır. Bu yüksek değerinin nedeninin de killi ve siltli anoksidan ortamdan kaynaklandığı belirlenmiştir. Ayrıca alınan numuneye ait bölgenin de yapılan element analizi sonucu kirlilik açısından yoğun olduğu tespit edilmiştir. Dip sedimanlardaki organik madde yoğunluğunun dengesiz dağılımı; birincil üretim ve kara girdisiyle ilgili olarak bölgede etkili olan akıntı sistemiyle bağlantılıdır. Özellikle yapılan bu çalışma sayesinde insan sağlığı için tehlikeli olmayan deniz kıyı şeritleri de ortaya çıkmaktadır.
İstanbul Avrupa yakası'nın gama doz değerlerinin ölçülmesi ve kanser risk potansiyelinin araştırılması
Dünyanın birçok noktasında yoğunlaşan radyasyon zonları bulunmaktadır. Bu radyasyonun sebepleri doğal olaylar veya insanlar tarafından yapılan radyoaktivite aktivitesinin bir sonucudur. Canlılar bu radyasyondan doğrudan etkilenir ve doğal ortamlarda alınan radyasyon çevresel radyasyonun bir sonucudur. Karasal alanlarda gözlenen radyasyon, dünyanın varoluşundan bugüne kadar bulunan U-238, Th-232 ve K-40 gibi radyonüklidlere bağlıdır. Kütle Aktivite Konsantrasyonu ise yerden bir metre yüksekte havanın absorpladığı doza karşılık gelen radyasyon şiddetidir. Doğal radyasyın kayaşlarda, toprakta ve yapı taşlarında bulunsa da, özellikle fay hatlarının geçtiği güzergahlardaki kayaçlarda radon gazı bulunabilir. Bu fay zonlarında bulunan yeraltı veya yer üstü suları ile topraklarda radyoaktivite konsantrasyonları yüksek olabilmektedir. Özellikle granitik kayalar ve yapraksı tortul kayaların bünyesinde radon gazı bulunabilmektedir. Granitik kayaçların ve bu kayaçlardan türeyen alüvyonlarda radon kaynaklarını oluşturmaları, granitlerin de yüksek uranyum ve toryum içeriği, bu bölgelerdeki toprak gazında U-238 doğal bozunum ürünü RADON ve Th-232 doğal bozunum ürünü olan radonun izotopu olan TORON'un (Rn-220) aktivite seviyelerinin ölçülmesi önem kazanmaktadır. Yerküreden salınan radon gazının seviyesi bölgeye, zamana, yerden yüksekliğe ve meteorolojik şartlara bağlı olarak değişebilmektedir. Atmosfer basıncının düşük olduğu dönemlerde atmosfere doğru yayılan RADON ortamon radyoaktivitenin artmasına neden olmaktadır. Havadan yaklaşık 8 kat daha ağır olan RADON yerden 1 m yükseğe kadar olan havada bol miktarda bulunmaktadır. Radyasyon bakımından zengin olan bu ortamda yaşayan canlıların sağlığı önemli risklerle karşı karşıyadır. Bunun dışında canlılar yapay radyasyon bakımından da ciddi sorunlar yaşayabilmektedir.
Nadir toprak elementleri lityum ve seryum'un karboksimetil-selüloz bazlı kompozit hidrojeller ile adsorpsiyonu
Güneş enerjisi pillerinin giderek yaygınlaşması ve elektronik sektöründe yarı iletken olarak kullanılan elementlerden olan lityum ve seryum nadir toprak elementlerinin geri kazanımı ve kullanımı teknolojik ilerlemeler ve önem kazanmıştır. Mühendislik nanaopartükülleri arasında yer alan NTE'lerin çevre ortamlarında, güneş ışığı altında oldukça reaktif ve fizikokimyasal olarak dinamik bir hale geldiği ve çevrede risk oluşturduğu bilinmektedir. Dolayısıyla bu çalışmada, ucuz, kararlı ve biyolojik ürün olarak tanımlanan ve pek çok metalin gideriminde kullanılmış olan karboksimetil bazlı hidrojel kompozitler ile adsorpsiyonu ile geri kazanılabilme kapasitesinin araştırılması amaçlanmıştır. Hazırlanan sentetik seryum ve lityum çözeltilerden adsorpsiyon ve desorpsiyon prosesleri ile seryum ve lityumun geri kazanımları hedeflenmiştir. Seryum adsorpsiyon calışmalarında verimli sonuçlar alınmış olup, Lityum adsorpsiyon çalışmalarında hedeflenen sonuçlar alınamamıştır. Hazırlanan S1 hidrojel için seryum adsorpsiyon verimleri hesaplanarak izoterm modelleri değerlendirilmiştir. Desorpsiyon ile geri kazanılan seryum'un tekrar adsorpsiyon ve geri kazanım verimleri çıkarılmıştır. Bu deneysel çalışmalar sonucunda seryum adsorpsiyonu %87 verimlere ulaşılırken desorpsiyon deneylerinde %100 verim elde edilmiştir.
Zeytin karasuyunun ileri oksidasyon yöntemleriyle arıtımı
Zeytinyağı üretimi sonrası oluşan ve arıtılmaksızın alıcı ortamlara deşarj edilmesinin ciddi çevresel tehlikelere sebep olabileceği bilinen atıksuyun arıtımı için ülkemizde uygulanan yaygın bir metot bulunmamaktadır. Zeytin karasuyu olarak adlandıran bu atıksu yüksek miktarda organik maddeler, yağ-gres ve fenolik maddeler içermektedir. Yapılan bu çalışmada zeytin karasuyunun arıtımında çeşitli ön arıtma ve nihai arıtma alternatifleri uygulanmıştır. Ön arıtma uygulaması olarak asit ile parçalama (AP, pH 2'nin altında) ve kireç ile çöktürme (KÇ, 12,5 pH), nihai arıtma uygulaması olarak ise Fenton, Fenton sonrası UVC ve Fenton sonrası ultrases (US) denemeleri gerçekleştirilmiştir. Ön arıtma çalışmaları sonucunda kireç ile çöktürme uygulamasının asit kullanılarak yapılan parçalama işleminden daha başarılı olduğu tespit edilmiştir. Bu iki yöntemin KOİ, yağ-gres, TOK ve fenolik maddelerin giderim verimleri kireç ile ön çöktürme için sırasıyla %52, %99,7, %42 ve %13 olarak asit ile parçalanma için ise sırasıyla %43, %89, %30, %0,30 olarak tespit edilmiştir. KÇ+Fenton ve AP+Fenton uygulamalarında belirlenen optimum şartlarda KOİ, yağ-gres ve TOK giderim verimleri sırasıyla %75, %99,3, %62 ve %66, %99,4, %42 olarak belirlenmiştir. Buna göre, Fenton uygulamasından önce KÇ ön arıtma uygulaması, AP'ya göre daha başarı sonuçlar vermiştir. KÇ+Fenton+UV ve KÇ+Fenton+US uygulamaları ile elde edilen KOİ giderme verimleri sırasıyla %78 ve %90 olmaktadır. Aynı şekilde AP+Fenton+UV ve AP+Fenton+US için KOİ giderme verimleri sırasıyla %54 ve %77 olarak belirlenmiştir. US uygulamasının KOİ giderme verimleri açısından daha başarılı sonuçlar verdiği görülebilmektedir. Bununla birlikte, KÇ+Fenton+US ve AP+Fenton+US uygulaması sonucunda KOİ, yağ-gres ve TOK giderme verimleri sırasıyla %90, %98,5, %67 ve %77, %98,4 ve %64 olarak belirlenmiştir. En iyi giderme veriminin elde edildiği KÇ+Fenton+US uygulaması sonucunda KOİ konsantrasyonunun 10.600 mg/L olduğu belirlenmiştir. Yapılan çalışma sonucunda elde edilen atıksu, yağı giderilmiş ve anaerobik arıtma tesisine verilmeye uygun hale getirilmiş olmakla birlikte, uygulanan proseslerin ön arıtım sistemi olarak değerlendirilmesinin nihai arıtma tesisi için avantajlar sağlayabileceği öngörülmektedir. Anahtar kelimeler: Fenton, Ultrases, UVC, Kireç ile çöktürme, Asit ile parçalama
Farklı düzeydeki eğitim kurumlarında atık yönetimi ve geri dönüşüm faaliyetlerinin incelenmesi
Bu çalışmada, İstanbul ilinde dört farklı seviyeden (lise, ortaokul, ilkokul ve anaokulu) seçilen okulların atık üretim miktarları ve kompozisyonları yerinde ölçülerek incelenmiş ve bu eğitim kurumlarındaki öğrencilerin atık ayırmaya yönelik farkındalığının belirlenmesi için anket uygulaması yapılmıştır. Lise, ortaokul, ilkokul ve anaokullarında sırasıyla öğrenci başına ortalama 37,13; 27,93; 16,51 ve 32,81 g/gün atık üretildiği belirlenmiştir. Sonuçlar, atık miktarlarının sadece öğrenci sayısına değil, özellikle eğitim türüne de bağlı olduğunu göstermektedir. Bu nedenle eğitim kurumlarında oluşan atık miktarının karşılaştırılması, okullardaki eğitim düzeyi ve öğrenci sayısı bilgileri ile birlikte yapılmalıdır. Bu çalışmada ayrıca, okullardan üretilen atıkların %36,4'ünün organik, %24'ünün kağıt, %14,4'ünün plastik, %8,1'inin cam ve %4,8'inin metal atık gruplarını içerdiği görülmüştür. Atık kovalarından elde edilen başarılı ayrıştırma oranı ise anket sonuçları ile karşılaştırıldığında oldukça düşük kalmaktadır. Bu çalışmada, eğitim kurumlarındaki sürdürülebilir atık yönetimi için geri dönüşüm faaliyetlerini teşvik etme ve atık üretimini azaltma önerileri ve fırsatları da tartışılmıştır. Anahtar Kelimeler: Atık Üretimi, Atık Kompozisyonu, Ayrıştırma Oranı, Eğitim Kurumları, Eğitim Türü, Geri Dönüşüm Faaliyetleri
Büyük Akdeniz Havzasında kum ve tozfırtınalarının incelenmesi ve Türkiye'yi etkileyentoz kaynak bölgelerinin belirlenmesi
Mineral tozlar, atmosferdeki en baskın aerosol çeşitlerinden bir tanesi olarak bilinmekle birlikte, Dünya ekosistemi için büyük önem taşımaktadır. Toz taşınımının ana nedeni, kuraklık ve çölleşme olarak belirtilmektedir. Dünyadan atmosfere her yıl salınan toz miktarının yaklaşık olarak 2 milyar ton olduğu hesaplanmaktadır. Sahra bölgesinden atmosfere salınan yıllık toz miktarı, dünya üzerindeki tüm kaynaklardan salınan toz miktarının yaklaşık yarısı kadardır. Sahra'dan sonra gelen önemli toz kaynak alanları sırasıyla Ortadoğu ile Orta ve Güney Asya'dır. Afrika ve Ortadoğu Bölgelerinden kaynaklanan tozlar birlikte değerlendirildiğinde, küresel yıllık toz salımlarının yaklaşık olarak % 70'ini oluşturmaktadır. Çöllerden kalkan tozlar, atmosferin üst tabakalarına yükselerek uzun mesafeler kat etmektedir. Göreceli olarak daha büyük olan toz parçacıkları, kaynak alanlarının yakınlarında çökerken, küçük olan parçacıklar ise binlerce kilometre yol kat edebilmektedir. Türkiye, coğrafi konumu itibarıyla dünyadaki en önemli iki toz kaynağı olan Afrika ve Ortadoğu kaynaklı çöl tozlarının etkisi altında bulunmaktadır. Suriye ve Irak sınırına yakın bölgelerimiz ile Konya-Karaman havzası toz taşınımından en fazla etkilenen yörelerimizdir. Hükümetlerarası İklim Değişikliği Panelinin (IPCC) güncel iklim öngörülerine göre, kuraklık hadisesinin sıklığı ve şiddetinin artmasıyla birlikte, kum ve toz fırtınalarının daha yoğun yaşanması beklenmektedir. ii Bu çalışmada, Güney Avrupa, Kuzey Afrika ve Orta Doğunun tamamını kapsayan Büyük Akdeniz Havzası için 2003-2017 yılları arasındaki dönemde çöl tozlarının alansal ve zamansal değişimleri incelenmiştir. Çalışmada, uluslararası yayına giren 296 adet sinoptik meteoroloji istasyonuna ait rasatlar ile aynı döneme karşılık gelen Aerosol Optik Derinliği (AOD) uydu gözlem verileri kullanılmıştır. Ayrıca NCEPNCAR tarafından üretilen analiz verilerinden yararlanılmıştır. Yapılan çalışmalarda, atmosferdeki aerosollerin ve mineral tozların son yıllarda küresel olarak önemli bir değişiklik göstermemesine, bölgesel ölçekte önemli azalış ve artışlar tespit edilmiştir. Toz miktarlarındaki önemli artışlar genellikle, Arap Yarımadası ile Bengal Körfezi ve Asya'nın doğu kıyılarında hesaplanmıştır. Yapılan hesaplamalarda, uydu Aerosol Optik Derinliği (AOD) verileri ile sinoptik meteoroloji istasyonlarına ait rasatlar arasında, özellikle toz kaynak alanları ve yakın bölgelerinde % 95 güven aralığında çok yüksek korelasyonlar bulunmuştur. Hem uydu AOD verileri, hem de sinoptik meteoroloji rasatlarına göre, 2003-2017 yılları arasında Kuzey Afrika atmosferinde önemli bir değişiklik yaşanmazken, Orta Doğu üzerinde 2007 yılından itibaren başlayan artış eğiliminin 2012 yılında son bulduğu ve 2013 yılından itibaren azalma eğiliminin olduğu bulunmuştur. Avrupa'nın güneyinde ise atmosferdeki aerosollerin yıllar bazında anlamlı bir azalma eğiliminde olduğu bulunmuştur. Kum ve Toz Fırtınası gün sayıları ve AOD ortalamalarının Orta Doğu Havzasında artış gösterdiği dönemde (2008-2012), Büyük Akdeniz Havzasının büyük bölümünde basınç değerlerinin azaldığı tespit edilmiştir. Azalan basınç değerleri, bu dönemde alçak basınç merkezlerinin daha etkin olduğunu göstermektedir. Aynı dönem (2008-2012) için hesaplanan nisbi nem ve toprak nemi ortalamaları da, uzun yıllar ortalamalarının altında hesaplanmıştır.
Arıtma çamurlarının hidrotermal karbonizasyonu ile elde edilen ürünlerin yararlı kullanım alternatiflerinin araştırılması
Biyokütlenin hidrotermal karbonizasyonu sonucu elde edilen ürünlerin tekrar kullanılabilmesi son zamanlarda dikkat çeken bir çalışma alanı haline gelmiştir. Hidrotermal karbonizasyon işleminin biyokütle için bir ön kurutma gerektirmemesi arıtma çamurları için uygun bir yöntem olabileceğine işaret etmektedir. Bu çalışmada, arıtma çamurlarının yönetimine bir nebze de olsa katkı sunmak açısından kentsel atıksu arıtma tesisi çamurlarının hidrotermal karbonizasyon işleminden geçirildikten sonra elde edilen ürünlerin yararlı kullanım alternatifleri değerlendirilmiştir. Çalışmada, öncelikle hidrotermal karbonizasyon işlemine etki eden parametrelerin (çamur/su oranı, sıcaklık, süre) optimizasyonu maksimum ısıl değer ve enerji verimine Box-Behnken İstatistiksel Deney Tasarım Yöntemi'ne göre gerçekleştirilmiştir. Elde edilen hidrokömürler için dört farklı yararlı kullanım alternatifi (anaerobik çürütücüde metan oluşum verimliliğinin artırması, hidrokömürden fosfor geri kazanımı, adsorpsiyon ile ağır metal gideriminde adsorban olarak kullanabililirliği ve toprak iyileştirici olarak kullanılabilirliği) değerlendirilerek her bir kullanım alanı için en uygun hidrokömür özellikleri ortaya konmaya çalışılmıştır. Üst ısıl değerlerinin (HHV) 15.97-18.22 MJ/kg arasında değiştiği görülmüştür. Hidrokömürlerin ısıl değer artış yüzdelerinin %95.29 (1 sa, 215°C, v/w: 0.1) ve %108.71 (3 sa, 250°C, v/w: 0.07) aralığında olduğu bulunmuştur. Adsorpsiyon çalışmalarında ise ağır metallerde giderim sağlanmıştır. Optimizasyon sonuçlarına göre: çinko verim ≥%99.51, kurşun için verim ≥%99.98, nikel için verim ≥%87.79, demir için verim ≥%99.75, bakır için verim ≥%99.45, kobalt için verim ≥%87.00, kadmiyum için verim ≥%99.34 olarak elde edilmiştir. Fosfor geri kazanım çalışmasında sıcaklık, süre ve Mg(OH)2 etkileri analiz edilmiştir.Hidrokömürlerde fosfor %23.96-97.58 arasında geri kazanılmıştır. Bu çalışmada süre ve Mg(OH)2 miktarı en önemli parametrelerdir. Hidrokömürün toprak üzerindeki etkilerinde çalışma sonuçlarına bakıldığında, toprağa uygulanan hidrokömür materyalleri incelenen (kireç, organik madde, yarayışlı fosfor, toplam azot, katyon değişim kapasitesi (KDK), değişebilir ve çözünebilir katyon (Ca+2, Na+2, Mg+2 ve K+2) parametreler açısından kontrollere göre iyileştirmeler sağlamıştır. Anaerobik çürütücüde metan oluşum verimliliğinin üzerinde de anlamlı sonuçlar elde edilmiştir. Çalışma 12 iş günü süresince takip edilmiştir Anaerobik çürütme deneyleri boyunca kümülatif metan verimleri 15.75-221.67 %LEL CH4 olarak elde edilmiştir. Çalışmada, yüksek metan eldesinin, yüksek sıcaklık ve yüksek sürelerde elde edilen hidrokömür sıvı fazının eklenmesi ile kurulan reaktörlerde gözlendiği belirlenmiştir.
Harran Üniversitesi Osmanbey Kampüsü karbon ayak izinin hesaplanması
İnsan faaliyetleri sonucunda ortaya çıkan sera gazı emisyonları sera etkisini güçlendirerek küresel ısınmaya ve iklim değişikliğine sebep olmaktadır. Karbon ayak izi, Kyoto Protokolü tarafından belirlenmiş olup farklı faaliyetler sonucunda oluşan sera gazları etkilerinin birim karbondioksit (CO2) cinsinden eşdeğerlerinin hesaplanması çalışmasıdır. Bu yöntem sayesinde karbonun üretilen miktarı ve çevreye yansıyan zararı öğrenilebilmektedir. Dünya genelinde karbon ayak izinin düşürülmesine yönelik çalışmalar yapılmaktadır. Bu çalışmaların insanların bilinçlendirilmesi, sürdürülebilir tüketim davranışının kazanılması, yenilenebilir enerjinin ön plana alınması temellerine bağlı olarak yürütülmektedir. Atmosfere salınan sera gazı miktarının yükselmesiyle birlikte karbon ayak izi hesaplama çalışmaları farklı alanlarda araştırmacılar tarafından başlanmıştır. Bu çalışmada Harran Üniversitesi Osmanbey Kampüsü 2021 yılına ait karbon ayak izi Üreden ve Özden (2018) tarafından geliştirilen hesaplama denklemleri IPCC metodolojisine göre hesaplanmıştır. Karbon ayak izi hesaplamasında toplam elektrik enerjisi tüketimi, ısınma amaçlı enerji tüketimi, personel ve öğrencilerin günlük ulaşım verileri, personelin kullandığı araçların yakıt türleri, ağaçlık alanları gibi veriler kullanılmıştır. Osmanbey Kampüsünün karbon ayak izi 11.840 EtCO2/yıl olarak hesaplanmıştır. Hesaplanan karbon emisyonların en yüksek değeri 7.334 EtCO2/yıl ile elektrik enerjisi tüketiminden kaynaklanmaktadır. Yapılan çalışmanın sonuçlarına göre üniversitedeki karbondioksit emisyonlarının azaltmasına enerji tasarruf önlemlerinin ve yenilenebilir enerji üretimine yönelik öneriler sunulmuştur.
Assessment of heavy metals in agricultural soil and monitoring by GIS in Erbil governorate
The contamination of soil with heavy metals poses a serious environmental threat, ranking among the most pressing global environmental issues. Pollution by toxicants is a critical environmental concern, presenting significant threats to both human health and agricultural production. Heavy metals and pesticides are at the forefront of environmental toxicants, posing a danger to nature. The primary objective of this study is to investigate the distribution of specific heavy metals in soil and assess the factors contributing to soil pollution with different heavy metals. To achieve this, the study involves the determination of heavy metal concentrations, including Ni, Cu, As, Cd, and Pb, in 60 samples collected from six different soil locations in the Erbil governorate. Soil samples were collected at two depths: 0–30 cm and 30–60 cm. The analysis included the determination of concentrations of Ni, Cu, As, Cd, and Pb. Following the analysis and a comparison of the results with the maximum international allowable concentration of heavy metals in soil, GIS was employed to facilitate the study of heavy metals. Heavy metal concentrations in the study area were mapped within the GIS environment. Overall, the results indicated that both location and depth significantly influenced concentrations of Ni, Cu, As, Cd, and Pb. The highest and lowest values for Ni (57.23 and 23.13 ppm), Cu (68.47 and 41.19 ppm), As (5.49 and 3.07 ppm), Cd (1.64 and 1.47 ppm), and Pb (12.02 and 8.96 ppm) were obtained from the combination treatments of L3 D2 and L1D1, respectively. The study also highlighted the deleterious implications of heavy metals and pesticides on human health. It discussed the synergistic and antagonistic interactions between heavy metals and pesticides, emphasizing their combined toxic effects. The information provided in this study offers profound insights into the understanding of environmental toxicants and their hazardous effects.
Biyoklimatik konfor düzeyleri ile SO2 ve PM10 'a dayalı hava kalitesi düzeyleri arasındaki ilişkinin iklim değişikliği kapsamında değerlendirilmesi: Şanlıurfa iliörneği
Bu çalışmanın amacı; (i) Şanlıurfa ilinde Rahatsızlık İndeksi'ne (DI) bağlı biyoklimatik konfor alanlarını Coğrafi Bilgi Sistemi (CBS) yardımıyla ortaya koymak, (ii) Şanlıurfa merkez ilçesinde ise biyoklimatik konfor düzeyleri (DI) ile hava kalitesi düzeyleri (AQI) arasındaki ilişkiyi belirlemektir. Çalışmada yapılmış olan tüm analizler için 2006-2021 yılları arasındaki meteorolojik (sıcaklık, bağıl nem, rüzgar hızı) ve hava kirletici parametrelerine (PM10 ve SO2 için) ait yıllık ve aylık ortalama değerler kullanılmıştır. Bu kapsamda; meteorolojik parametreler, hava kirletici parametreleri, DI ve AQI (PM10 ve SO2 için) parametrelerinin zamansal değişimleri Mann-Kendal trend analizi ile ve tüm bu parametreler arasındaki ilişkiler Pearson korelasyon analizi ile belirlenmiştir. Çalışma sonucunda Şanlıurfa ilinde biyoklimatik konfor açısından en uygun (21≤ DI≤ 24) aylar Haziran ve Eylül ayları olarak belirlenmiştir. Şanlıurfa merkez ilçesinde yıllık ve aylık ortalama AQIPM10 değerleri genel olarak "iyi" ve "orta" sınıfında iken AQISO2 değerleri ise tüm yıllarda ve tüm aylarda "iyi" sınıfında yer almıştır. Yıllık ortalama sıcaklık değerleri istatistiksel olarak anlamlı artış gösterirken yıllık ortalama rüzgar hızı, PM10 ve AQIPM10 değerleri istatistiksel olarak anlamlı azalış göstermiştir. DI ile AQIPM10 arasında negatif yönde "zayıf" korelasyon (r = -0.028), DI ile AQISO2 arasında pozitif yönde "orta" korelasyon (r = 0.449; p<0.05) bulunmaktadır. Ayrıca DI ile PM10 ve SO2 arasındaki korelasyonlar da p<0.05 düzeyinde anlamlılık göstermiştir.
Sucul ortamda sentetik boya kirliliği ve arıtım yöntemlerinin karşılaştırılması
Sentetik boyalar tekstil, kağıt, deri, kauçuk, kozmetik, ilaç vb. endüstriler tarafından çevreye salınan, insan, bitki ve sucul yaşam için önemli derecede tehlikeli oldukları bilinen başlıca kirletici sınıflarından birini oluşturmaktadır. Sentetik boyalar, su kütlelerinde biyolojik ve kimyasal oksijen ihtiyacını (BOİ ve KOİ) artırma, sucul ortam içerisindeki fotosentez mekanizmasını bozma ve sucul bitkilerin gelişimini engelleme gibi çeşitli sorunlara yol açabilmektedir. Ayrıca sucul ekosistem yoluyla besin zincirine katılarak çeşitli canlı dokularında biyobirikim sağlamakta ve buna bağlı olarak toksisite, mutajenite ve kanserojeniteyi teşvik edebilmektedir. Sentetik boyaların düşük biyobozunur özellikte olması nedeniyle sentetik boya molekülleri sucul ortamlarda daha uzun süre kalmakta ve buna bağlı olarak su kütlelerinin estetik kalitesi açısından istenmeyen bir durumu beraberinde getirmektedir. Bu nedenle çevre, insan sağlığı ve doğal su kaynakları üzerindeki olumsuz etkileri önlemek için sentetik boya içeren atıksuların çevre dostu teknolojiler kullanılarak etkin bir şekilde arıtılması gerekmektedir. Sucul ekosistemlerden sentetik boyaların giderimi için kullanılan adsorpsiyon, iyon değişimi, koagülasyon-flokülasyon, membran teknolojileri ve oksidasyon gibi fizikokimyasal konvansiyonel yöntemlerin sahip olduğu sınırlamalar göz önüne alındığında çevre dostu biyolojik yöntemler ön plana çıkmaktadır. Bu çalışmada, sentetik boyaların neden olduğu sucul kirliliğin çevre, insan sağlığı ve doğal su kaynakları üzerindeki olumsuz etkileri ve bu etkilerin en aza indirilmesi ve giderilmesi için çeşitli atıksu arıtım yöntemlerinin kapsamlı karşılaştırılması yapılmıştır. Ek olarak ülkemizde sentetik boya içeren atıksuların arıtılmasında kullanılan yöntemler ve maliyetleri incelenmiştir. Netice olarak sentetik boya içeren atıksuların arıtımında fizikokimyasal hibrit proseslerin oldukça etkili olduğu diğer taraftan bu yöntemlere karşı biyoremediasyon proseslerinin gelecek vadeden yeşil nesil bir alternatif arıtım prosesi olduğu sonucuna varılmıştır.
Asbestin sağlık coğrafyası ve çevre perspektifinden uzaktan algılama ve coğrafi bilgi sistemleri kullanılarak incelenmesi: Güneydoğu Anadolu Bölgesi
Günümüzde, çevresel sağlık riskleri, doğal kaynakların kullanımı ve çevre kirliliği gibi konuların insan sağlığı açısından önemi giderek artmaktadır. Bu nedenle, belirli minerallerin çevreye ve insan sağlığına olan muhtemel etkileri dikkatle incelenmektedir. Bu minerallerden birisi de asbesttir. Asbest liflerinin solunması sonucu akciğer zarında kireçlenme ve kalınlaşma, su toplanması, malign mezotelyomanın (MM) yanı sıra karın zarı kanserine neden olduğu da tıp otoriteleri tarafından tespit edilmiştir. Aynı zamanda, tıp dışında, coğrafya, jeoloji ve çevre mühendisliği gibi disiplinler tarafından da doğal bir mineral olan asbest araştırmacılar tarafından yoğun bir şekilde çalışılmaktadır. Bu çalışma, Güneydoğu Anadolu Bölgesi özelinde, söz konusu asbest minerali, sağlık coğrafyasının yöntem ve ilkeleri esas alınarak çevre, jeoloji, UA-CBS teknikleriyle incelenerek çevresel etkilerini değerlendirmeyi ve potansiyel sağlık risklerini belirleyerek, bu riskleri azaltmak için önerilerde bulunmayı hedefler. Sonuç olarak, bölgenin jeomedikal risk haritası oluşturulmuştur. Yanı sıra, MTA ve literatürden derlenen sayısal jeoloji haritaları CBS ortamında çözümlenerek, uydu görüntüleri yardımıyla ve arazi çalışmalarıyla da kontrol edilerek, bölgenin asbest emisyon kaynakları belirlenmiştir. Çalışma alanından alınan 34 adet toprak numunelerinin yüzde 35.29'sinda krizotil, yüzde 14.70'sinde tremolit mineralleri belirlenmiştir. Ayrıca, çalışma alanında yer alan dört ilçede (Ergani, Çermik, Çüngüş, Gerger) çevre ve halk sağlığı için "yüksek riskli" alanların olduğu tespit edilmiştir. Siverek ilçesinde ise riskli alan tespit edilememiştir. MM teşhisi konulan vakaların yaklaşık %56'sı yüksek riskli alanların ilk bir km mesafede olduğu, vakaların yaklaşık %70'i ise yüksek riskli alanların ilk dört km mesafesinde olduğu görülmüştür. Bu çalışma sonucunda elde edilen metodoloji ve yaklaşımların özellikle asbest maruziyeti gibi çevresel risk faktörlerinin incelenmesinde ve yönetilmesinde etkin bir şekilde kullanılabileceği sonucuna varılmıştır. Bu çalışmanın çıktılarından konuyla ilgili çalışan yerel ve merkezi otoritelerin yararlanacağı önerilmiştir.
EVSEL KATI ATIKLARDAN BİYOGAZ ÜRETİMİ VE ENERJİ ELDESİ: ADIYAMAN ÖRNEĞİ
Hızla artan nüfus, ekonomik koşullar ve teknolojinin yoğun kullanımı çevre tahribatını hızlandırmaktadır. Çevre kirliliği, insan yaşamı için gerekli olan çevrenin bozulmasıdır. Ekonomik avantajları nedeniyle, düzenli depolama, katı atıkların bertaraf edilmesinde en yaygın yöntemdir. Düzenli depo sahalarının inşa edilmesindeki amaç, yeraltı ve yerüstü su kalitesini korumak, hava kalitesini korumak, gaz toplama sisteminde enerji üretmek, depolama sahasını etkin ve uzun süreli kullanımını sağlamak ve depolamaktır. Çöp çıkan gazın enerjisini mekanik enerjiye dönüştürerek elektrik enerjisi üretimi meydana getirme ilkesine dayanmaktadır. Bu çalışmada, Adıyaman ilinde evsel katı atıklardan biyogaz enerji üretimi ve enerji eldesi ile 7-9 bin haneye günlük 20-30 megavat arasında elektrik enerjisi sağlanması hedeflenmektedir. Düzenli depolama sahalarında biriken yaklaşık 380-400 ton organik atıklardan yılda 4.160.440 m3 biyogaz üretilmesi hedeflenmektedir. Düzenli depolama sahalarından çıkan yıllık katı atık miktarı 146.000 ton olarak hedeflenmekte ve elde edilen enerji değeri 32.956.035 kWh'dir.
Electrical energy generation with hybrid solar and wind power systems, a case study of wachili province in comoros island
With the increasing population density, rising fuel prices, and environmental fluctuations, it has become necessary to use renewable energy to produce energy. The production of electrical energy through solar and wind energy as renewable energy is compatible with the environment and encourages economic growth, especially countries that depend on fossil fuel to produce electrical energy such as the Comoros Islands. It is necessary to exploit available renewable energy sources, such as solar and wind energy, to produce electricity. Although the electrical network has reached the province of Wachili, there is a major electrical crisis, as the electricity is cut off daily and sometimes there is no electricity within 24 hours. Some of the people in the province of Wachili use solar energy for lighting only, and some of them use diesel generators. As diesel generators are known to have a costly impact, they also cause an increase in carbon, and they have negative effects on the environment in terms of high temperatures. The solutions to the electrical problems in the province of Wichili in particular and the Comoros Islands in general. It is to create and establish a hybrid system that includes solar energy, wind energy, a battery, and diesel to supply the province of Wichili. Only battery and diesel are used in case of necessity. According to the power supply electricity of comoros island, wachili region in comoros island is consumpted around 0.5 to 1.3 MWh per hour. Establish hybid system be able to meet the demand load in wachili region around 24 hours. The Homer program was used to design the hybrid system to obtain more accurate results. The results produced by the Homer program will be compared with the government electric company.
Kaolinit kilinin adsorpsiyon kapasitesinin arttırılmasına yönelik modifikasyon denemeleri
Su arıtımında kil mineralleri en önemli malzemelerden biridir. Tehlikeli kirleticilerin su ortamından kil mineralleri ile giderilmesi oldukça önemli bir işlemdir. Adsorban olarak kullanılan killer, ağır metallerle kirletilmiş atık sulardaki metal katyonlarının, kilin tabakaları arasındaki katyonlarla yer değiştirmesine olanak sağlar, bu özelliği ile kil, atıksuların arıtılmasına katkıda bulunur. Son zamanlarda, yüksek verimlilik, kullanımının kolaylığı ve geri kazanım avantajlarından dolayı, su arıtımı amacıyla kaolinit ve simektit killerin kullanımı çok yaygınlaşmıştır. Modifikasyon, gözenek boyutunu ve aktif yüzey alanını arttırdığından, bu işlemle kil yüzeyinin adsorpsiyon özellikleri geliştirilmiş olur. Modifikasyonun ekonomik ve çevreci yaklaşımları göz önüne alındığında çağımız dünyasında önemli bir yere sahip olduğu görülmektedir. Geçmişten günümüze kadar çeşitli uygulamaları bulunan ve halen devam eden çalışmalar bilinmektedir. Bu çalışmada kaolinit kilinin adsorpsiyon kapasitesi üzerinde önemli etkiye sahip yüzey özellikleri değişik modifikasyonlarla değiştirilerek ham kil ile modifiye killerin karakterizasyonları incelenmiştir. Modifikasyon çalışmaları ısı ile, asit ile ve tuz çözeltisi ile ayrı ayrı gerçekleştirilmiş ve kil yapısındaki olası değişimler ham kil ve modifiye killer arasında XRD, XRF sonuçları ve SEM-EDX görüntüleri ile karşılaştırılmıştır. Modifiye killer; ham kaolinit kilinin, magnezyum klorür (MgCl.6H2O) ile doyurulmasıyla (K- MgCl.6H2O), 500 oC' de kalsine edilmesiyle (K-500) ve Sülfürik asit (H2SO4) ile doyurulması ile (K- H2SO4) elde edilmiştir. Elde edilen modifiye killerin yüzey gözeneklerindeki değişim ve karakterizasyonları, XRD ve SEM görüntüleme yöntemleriyle belirlenmiştir. Modifiye edilmiş kil yüzeyleri ham kaolinit kil yüzeyi ile karşılaştırılmıştır. Yüzey gözeneklerindeki artış en fazla K- MgCl.6H2O modifikasyonuyla elde edilmiştir. K-500 ve K- H2SO4 modifikasyonlarında da aktif yüzey alanı artmıştır. Modifiye killerin bileşenleri için SEM-EDX analizi sonucunda modifiye edilmiş kil içeriğinde ağırlıklı olarak Alüminyum (Al), Silisyum (Si), Oksijen (O2), Magnezyum (Mg), Mangan (Mn), Krom (Cr), Kalsiyum (Ca) ve Kükürt (S) elementlerine rastlanılmıştır. Ayrıca görüntülemenin yapılabilmesi için analiz sırasında altın kaplama işlemi nedeniyle Altın (Au) elementi yüksek oranda tespit edilmiştir.
Biyogaz saflaştırma vetaşıt yakıtı olarak kullanma teknolojileri
Çalışmada; biyogaz saflaştırma işleminde en yaygın olarak kullanılan ve işletme maliyeti en düşük olan water scrubbing yöntemi kullanılmıştır. Dünya genelinde temiz su kaynaklarının azalması ve kullanım olanaklarının zorlaşması nedeniyle son zamanlarda arıtılmış atıksuların yeniden kullanımı son derece önem arz etmektedir. Bu yüzden çalışmada biyogaz yıkama suyu olarak temiz su yerine arıtılmış atıksu kullanılmıştır. Atık suyun, hem su ile yıkama tekniği ile biyogaz saflaştırılmasındaki verimliliği hem de arıtılmış atıksu üzerindeki AKM, KOİ, BOİ, Ph ve iletkenlik parametrelerine etkisi gözlemlenmiştir. Uygulamada uzun süreli yıkama işlemi gerçekleştirilmiş ve yıkama suyunun absorpsiyon verimi ile kullanım süresi arasındaki ilişkiyi gösteren verilerden grafik ve tablolar oluşturulmuştur. Çalışmada Atık suyun tek sefer kullanılmasıyla metan konsantrasyonu %90 seviyelerine çıkarılmıştır. Karbondioksit ayırma işlemi başarılı bir şekilde gerçekleştirilmiştir.
Sürdürülebilir yeşil kampüs - UI GreenMetric - Osmanbey Yerleşkesi örneği
Son yıllarda iklim değişikliği ve küresel ısınmanın önlenmesine yönelik çalışmalar sürdürülebilir kavramını, günümüzün önemli bir kavramı haline getirmiştir. Üniversiteler; barındırdıkları insan toplulukları ile küresel iklim değişikliği hususunda önemli bir kaynak olarak karşımıza çıkmaktadır. UI GreenMetrik, kampüslerin sürdürülebilirliğini değerlendirmek ve karşılaştırmak amacıyla 2010 Yılında Endonezya tarafından geliştirilen bir üniversite sıralama yöntemidir. UI GreenMetrik sıralama sisteminin yapısı, ana çevresel yönleri temsil eden (Enerji ve İklim, Ulaşım, Atık, Eğitim ve Araştırma, Yapı ve Altyapı ve Su) 6 ana kategoriden meydana gelmektedir. UI Grenetrik 10.000 puan üzerinden değerlendirilmektedir. UI GreenMetrik hesaplama yönteminde her kategori belirli göstergelerle değerlendirilmekte olup her bir gösterge etkisine bağlı olarak puanlandırılmaktadır. Göstergelerin belirtilen şartlara uygunluğu istatistiksel olarak değerlendirilmekte olup uygunluk etki değerine göre bir katsayı ile çarpılarak sonuç puanı elde edilmektedir. Bu çalışmada; UI GreenMetrik metodu kullanılarak Harran Üniversitesi Osmanbey Yerleşkesinin UI GreenMetrik sistemine göre puanı ve derecesi belirlenmeye çalışılmıştır. Bu amaçla; 6 ana başlığı olan Yapı ve Altyapı, Enerji ve İklim Değişikliği, Atık, Su, Ulaşım, Eğitim ve Araştırma kategorilerine ait 51 kriter ile detaylı olarak incelenmeye çalışılmıştır. Çalışma sonucunda; 6 kategori ait 51 kriterden 30 tanesinden puan elde edilmiş olup Ulaşım, Yapı ve Altyapı, Enerji ve İklim Değişikliği, Su, Atık ve Eğitim ve Araştırma kategorilerinden sırasıyla 1.075 – 975 – 800 – 400 – 375 ve 325 olmak üzere toplam 3.950 puan elde edilmiştir. Osmanbey Kampüsü 2023 yılı itibariyle Dünya sıralamasında 944. ve Türkiye sıralamasında 86. sırada yer bulmuştur.
Şanlıurfa Büyükşehir Belediyesi Suşki Merkez Atık Su ArıtmaTesisinde işletme problemleri ve çözüm önerileri
Evsel ve endüstriyel atık suların arıtımı için genellikle aktif çamur, stabilizasyon havuzları, damlatmaları filtreler ve anaerobik arıtma gibi biyolojik sistemler yaygın olarak kullanılmaktadır. Atık suların çevreye olası zararlarını azaltmak ve tekrar kullanımına imkân sağlamak için 2018 yılında işletimine başlanan ve kaba ızgara, ince ızgara, kum ve yağ tutucu, ön çökeltme havuzu, havalandırma havuzu, son çökeltme havuzu ve çamur arıtım sistemlerinden oluşan Şanlıurfa Büyükşehir Belediyesi Merkez Atık Su Arıtma Tesisinde girişten çıkışa kadar yaşanan sorunlar bu tez çalışması ile irdelenmiş olup, ayrıca arıtma veriminin arttırılması için çözüm önerilerinde bulunulmuştur. Havuz yüzeyinde koyu renkli çamur oluşması atık su içerisinde septik çamur varlığını göstermekte olup, çamur temizleme sıklığının ve sıyırıcının hızının arttırılması ile problemin çözüleceği belirlenmiştir. Son çökeltme havuzlarında çamur kabarması probleminin nedenlerinden birisi aktif çamur prosesinde filamentli mikroorganizmaların varlığı ile açıklanırken, çözüm olarak sistem pH'sını 7'ye ayarlamak, çamur hacim indeks (SVI) değerini 50 ila 150 mL/g aralığına getirinceye kadar sisteme H2O2 eklemek veya geri devir çamurunu klorlamak verilebilir. Havalandırma havuzundaki çözünmüş oksijen (ÇO) değerinin 1 mg/l altında olması durumunda ise sistemin havalandırılması önerilir. Ayrıca tesiste son çökeltme havuzlarının çıkış suyunda yüzen flok oluşumu belirlenmiş olup bunun sebebi olarak çıkış suyunda aşırı türbülans gösterilebilir. Bunun için ilk olarak havalandırma havuzunda ölçümler yapılarak ÇO değeri kontrol edilmesi gerekir. Ayrıca havalandırmada ünitesindeki türbülansı düşürmek için mikser karıştırıcıların çalışma periyodunun yeniden düzenlenmesi gerekir. Sonuç olarak atıksu arıtma tesisi işletimi özel çaba ve bilgi isteyen, sürekli denetim ve anında müdahale gerektiren bir süreçtir. Yüksek arıtma verimini sağlamak için tesiste oluşan sorunlara acil önlemler almak ve etkili çözümler üretmek önemlidir. Bu tez çalışmasının, tesis işletiminde ortaya çıkabilecek birçok problemin çözümüne yönelik bir kılavuz olması beklenmektedir.
İçme ve kullanma su sisteminin kaynaktan kullanıcıya güvenliği ve halk sağlığı açısından önemi, Adıyaman örneği
Yeryüzündeki yaşamsal faaliyetlerin temel kaynağı sudur. Canlıların ihtiyaçları oranında temiz içme ve kullanma suyuna ulaşabilmeleri, sağlıklı bir hayatın devamlılığı için temel koşuldur. İnsanların daha konforlu bir yaşam için yoğun faaliyetleri sonucu sanayileşme, küresel ısınma, yoğun kimyasal ve pestisit kullanımı içme ve kullanma sularını tehdit etmektedir. Su kaynaklarının ve depolarının kirlenmesini önlemek amacıyla kamu kurumları çeşitli faaliyetlerde bulunmaktadırlar. Bu faaliyetlerin yeterli olup olmadığı; içme ve kullanma suyunun kaynak ve depolarının korunması, güveliğinin sağlanması ve nihai tüketim noktasına mikrobiyolojik olarak kontamine edilmeden, kimyasal olarak da herhangi bir dışsal ajana maruz kalmadan ulaştırılması hedeflenmektedir. Adıyaman Merkez İlçe içme ve kullanma suyu kaynak ve su depolarında Dünya Sağlık Örgütü tarafından geliştirilen İçme Suyu Güvenlik Planı kullanılarak, su sistemlerinde iş sağlığı ve güvenliği yaklaşımı ile risk analizi yapılarak tehlike ve risklerin tespiti hedeflenmektedir. Su sisteminin risk analizlerinde; kaynak, depo ve şebekelerde insan sağlığını olumsuz etkileyebilecek tehlikelerin varlığı tespit edilmiştir. İl Sağlık Müdürlüğü Çevre Sağlığı Birimi ile su tüketim miktarı baz alınarak Adıyaman Merkez İlçeyi temsil eden 12 izleme noktası oluşturulmuştur. İzleme noktalarından çalışmanın yürütüldüğü 2021-2023 yıllarında 832 kontrol izlemesi numunesi, 38 denetim izlemesi numunesi alınmıştır. İzleme noktalarından 5348 bakiye klor ölçümü yapılmıştır. Yapılan çalışmada Kontrol izlemesi analizlerinde 114 numunede mikrobiyolojik uygunsuzluk, 1 numunede fiziksel bulanıklık uygunsuzluğu tespit edilmiştir. Denetim izlemesi analizlerinin 8'inde mikrobiyolojik, 2'sinde fiziksel bulanıklık ile mikrobiyolojik uygunsuzluk birlikte tespit edilmiştir. Ayrıca izleme noktalarında yapılan bakiye klor ölçümü sonucunda 61 ölçümde 0,2 ppm'in altında serbest klor tespit edilmiştir. Serbest klor uygunsuzluk oranı %1,14'tür. Su depolarında 0,5 ppm rezidüel klorlama yapılmasına rağmen, tüm izleme noktalarında zaman zaman serbest klor tespit edilememesi; kontrol, denetim izlemesi numunelerindeki uygunsuzluk su şebekelerindeki asbest boru kullanımı ve sistemdeki güvenlik açıklarıyla örtüşmektedir. İsale hattı ve şebekelerde kullanılmış asbest boruların değiştirilmesi, risk analizinde tespit edilen güvenlik açıklarının giderilmesi gerekmektedir. Yapılan çalışmanın İçme Suyu Güvenlik Planının yerel yönetimlere içme ve kullanma su sisteminin güvenliği açısından rehberlik etmesi amaçlanmıştır.
Yeraltı sularında yüksek florürün dağılımı ve dental florozis için sağlık bilgi sistemlerinde CBS tabanlı karar destek sistemi geliştirilmesi
Florür, kemik ve dişler için kritik bir elementtir. Vücuda çeşitli yollarla alınan florürün günlük optimum doz miktarı aşıldığında, aşılan dozun miktarına ve alım süresine bağlı olarak vücutta çeşitli sistemik etkilere neden olmaktadır. Florür iyonu optimum düzeyde alındığında dişlerde "antikariojenik (çürük önleyici) etki" göstermektedir. Florürün uzun süreli yutulmasından kaynaklanan sağlık etkileri, çoğu durumda kişilerin yaşamlarını ciddi şekilde etkileyen diş ve iskelet florozisine neden olmaktadır. Son yıllarda potansiyel florür kaynaklarının çeşitliliği nedeniyle, özellikle dental florozisin prevelansında artış gözlenmiştir. Bu nedenle florürün etkileri, mekanizmaları, florür alım kaynakları, alım süreleri ve florozis teşhisi birçok araştırmacının konusu olmaya devam etmektedir. Çünkü, florür maruziyeti ile ilgili olmayan endojen ve/veya eksojen faktörler de diş emaye lekelenmesine neden olabilmektedir. Çalışma bölgesinde potansiyel olarak florüre maruz kalan (6-15 yaş aralığı) çocuk sayısına ve florür tehlikesi/riskine ilişkin kapsamlı bir değerlendirme yapılması hedeflenmiştir. Bu kapsamda çalışmanın birincil amacı yarı kurak bir bölge olan Şanlıurfa ilinde dental florozis vakalarının tespit edilmesi ve bu vakalardan hareketle içme suyundaki florür değeriyle ilişkisinin ortaya konulması amaçlanmıştır. Mevcut çalışmada Şanlıurfa ilini temsilen su örneklerinin alındığı ve alınan su örneklerinin diş muayeneleriyle ilişkilendirilmiştir. Bu çalışma ile 40 köy / mahalle ve 30 okulda dental florozis taramaları yapılmıştır. Çalışma alanındaki florür seviyeleri Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) kullanılarak haritalanmıştır. Vaka tespit edilen bölgelerde toplam 45 noktadan su numuneleri alınmış ve analizleri yapılmıştır. Çalışma alanındaki su kaynaklarında yıllık ortalama florür konsantrasyon seviyeleri 0,26‒5,62 mg/L arasında değişmektedir. Ayrıca iki yaş grubu için kanserojen olmayan risk değerlendirmesi yapılmıştır. Çalışma gruplarında sağlık risklerinin sırası çocuklar > ergenler şeklinde olmuştur. Ortalama tehlike katsayısı olan HQ değeri iki yaş grubu için 0,139495 ila 7,184253 aralığında hesaplanmıştır. Özellikle bu bölgede dördüncü ve beşinci derece florozisi olan okul çağındaki çocukların dişlerinde ciddi bozulmalar ve lekelenmeler tespit edilmiştir. Çalışmanın son aşamasında yapay zekâ/derin öğrenme teknikleri ile diş görüntülerinin analizi yapılmıştır. Toplam 76 denekten toplanılan veri kümesi, yolov8 nesne tespit modelinin eğitimi için eğitim (train), validasyon ve test alt kümelerine ayrılmıştır. Söz konusu ayrım işlemi dosya listesi üzerinde random seed=123 değeri verilerek shuffling işlemine tabi tutulmuştur. 100 epok civarında model performans ve kayıp değeri açısından doygunluğa ulaştığı için model eğitimini daha yüksek epoklarda yapılmasına gerek kalmamıştır. Elde edilen sonuçlara göre diş görüntüleri üzerinde uygulanan model eğitimleri florozis derecesinin sınıflandırılmasında başarılı sonuç vermiştir.
Nonilfenol ve nonilfenol etoksilatların nitrifikasyon prosesi üzerine etkileri
Nonilfenol, kimyasal yapısı dolayısı ile alkalifenol grubuna dahil olan non-iyonik yüzey aktif maddeler sınıfına girmektedir. Tekstil başta olmak üzere, kağıt, boya ve temizlik endüstrisinde kullanılan nonilfenol, endüstriyel atıksulara karışmaktadır. Evsel kullanıma uygun deterjanlarda da sık sık kullanıldığından evsel atıksu tesislerine de giriş yapmaktadır. Nonilfenolün doğaya karıştıktan sonra deniz canlılarına, doğrudan veya dolaylı olarak insanlara olumsuz etkileri bıraktığı bilinmektedir. Östrojen hormonuna benzerliği sebebi ile vücuda alındıktan sonra; dişi ve erkek bireylerde hormonal problemlere yol açmaktadır. Nonilfenolün doğaya ve insana etkileri tespit edilmeye başladıktan sonra nonilfenol bileşenlerinin endüstride kullanımı ve deşarjına yönelik yönetmelik ve kısıtlamalar getirilmiştir. Endüstriyel ve evsel kullanımdan sonra atıksu arıtma tesislerine giriş yapan nonilfenol bileşenleri, aerobik ve anaerobik koşullarda biyolojik bozunmaya uğrar. Nonilfenol etoksilat kimyasalından, etoksilat yapı kopar ve ayrışamayan nonilfenol ortaya çıkar. Hidrofobik özelliği artan nonilfenol, çamura absorbe edilir. Arıtma tesislerinden çıkan ve tarım vb. alanlarda kullanılan çamur; insan ve doğal hayata tehlike arz etmektedir. Nonilfenolün yalnızca deşarj edildiği bölgeye değil; atıksu arıtma tesisi içinde de bir çok probleme yol açtığı bilinmektedir. Giriş yaptığı arıtma tesisinde inhibisyon etkisi göstererek; nitrifikasyonu ve arıtım verimini olumsuz yönde etkileyebileceği düşünülmektedir. Yapılan bu çalışmada da, nonilfenol bileşenlerinin karbon giderimi ve nitrifikasyon prosesine etkisi araştırılmış ve yapılan respirometrik deneylerden elde edilen veriler modelleme için kullanılmıştır. 400 mg KOİ/L sentetik besin (pepton) ile beslenen aktif çamur sistemi doldur boşalt olarak işletilmiştir. Çamur yaşı 10 gün olarak belirlenen reaktörün sıcaklığı 24±1ᵒC olarak sabitlenmiştir. Aklime edilen çamur ile respirometrik deneyler yapılmış ve AKM, UAKM, çKOİ, pH, Nitrit-N, Nitrat-N numuneleri alınmıştır. 4 ay boyunca aklime amaçlı olarak işletilen sistem kararlı haldeyken 2000 mg AKM/L ve 1245 mg UAKM/L olduğu tespit edilmiştir. Çıkış çKOİ'si 57 mg KOİ/L olarak ölçülmüş ve %86 verimle işletilmiştir. Pepton ile aklime edilen sistem; daha sonra 400 mg KOİ/L pepton ve 400 mg KOİ/L NP bileşeni (NPEO) ile beslenmeye başlamış ve çamur aklime edilmişir. İlk 6 ay boyunca AKM konsantrasyonunda düşüş gözlemlenmiş ve 6 ayın sonunda sistem kararlı hal almıştır. Bu süreç boyunca respirometrik deneyler yapılmıştır. 2 yıl boyunca pepton ve NPEO karışımı ile beslenerek işletilmeye devam eden reaktörden alınan çamur ile respirometrik deneyler yapılmış ve NP bileşenlerinin nitrifikasyona etkisi incelenmiştir. Yapılan respirometrik deneylerde AKM, UAKM, çKOİ, pH, Nitrit-N, Nitrat-N ve NP numuneleri alınmış ve gerekli ölçümler yapılmıştır. Kararlı hal sonrasında sistem, 2400 mg AKM/L ve 1635 mg UAKM/L olarak ölçülmüştür. Çıkış çKOİ'si 162 mg KOİ/L olarak tespit edilmiş ve sistem verimi %80 olarak belirlenmiştir. 2,5 yıl sonunda aktif çamur siseminin aerobik stabilizasyonu incelenmiş ve 20 gün boyunca AKM, UAKM, çKOİ, pH, Nitrit-N, Nitrat-N ve NP numuneleri alınıp gerekli ölçümler yapılmıştır. 20 günlük havalı stabilizasyon çalışmasında %36 AKM ve %54 UAKM giderim verimi elde edilmiştir. Yapılan deneylerin sonucu olarak NP bileşenlerinin nitrifikasyona herhangi bir olumsuz etkisi olmadığı tespit edilmiştir.
Isolation of novel Quorum quenching bacteria for the control of membrane biofouling and the effect of Bacillus sp. T5 and Delftia sp. T6 on microbial community structure in membrane bioreactor
The outcomes of the increase in the World population and industrialization, waste discharging to non-receipt bodies or an insufficient treatment cause accumulation and rapid decrease in natural resources day by day. The shrinkage of these resources results in significant environmental issues. To overcome the water scarcity, there is a global effort to expand on water resources and reuse of wastewater. Membrane Bioreactor (MBR) technology is an advanced biological wastewater treatment technology. Nevertheless, biofouling on membrane surface remains one of the main obstacles to profitable MBR operation. Quorum Quenching (QQ) is an innovative approach attempting to solve the biofouling problem in MBRs. QQ applications prevent the group behavior of microorganisms therefore ceases/retards the formation of biofilm. Researchers have demonstrated that Quorum sensing and biofilm formation are strongly linked and act to regulate the biofilm formation on the membrane surface in MBR. C6-HSL and C8-HSL, 3-oxo-C8-HSL C4-HSL, C6-HSL, C8-HSL, 3-oxo-C8-HSL, C10- HSL, C12-HSL, 3-oxo-C12-HSL and C14-HSL have been detected from biofilm on the membrane surfaces and in the mix liquor of. Because biofilm formation on membranes can be controlled by QS, several studies have turned their attention to blocking AHL signals to either reduce membrane biofouling or improve reactor performance. In the last 10 years, research on QQ mediated strategies for mitigating membrane biofouling in MBRs has intensified and notable success has been achieved in this regard. Current thesis aims to isolate new and highly effective QQ bacteria from our national resources and to understand what are the Achyl-homoserine lactone (AHL) degradation pathways of the isolated new bacterial strains found in marine, pond and saltern environments that are capable of interfering with AHL-mediated Quorum Sensing. This study also evaluates applying the selected new QQ bacteria to the MBRs with QQ-fiber/beads for the purpose of controlling biofilm formation. Finally assess the interaction between the indigenous microbial community and two different QQ bacteria, Bacillus sp. T5 (Gram positive) and Delftia sp. T6 (Gram negative), in order to develop a comprehensive understanding of occurrence of QQ mechanisms in MBR step by step. A BLAST search of GenBank was performed to identify if there was any taxonomical relationship between the sequences available in the database and those of the 16S rRNA gene of the 25 new isolates. New isolates belonged predominantly to Gammaproteobacteria (G2, G4, T21, T22, T4, H1, H2, H3, H4, H7, H8, H9, H10), Betaproteobacteria (G6, T6, H5), Firmicutes (G5, T5), and Actinobacteria (G7). The assessment of the partial nucleotide sequence of the amplified 16S rRNA gene revealed a strong homology of 97-100 between this sequence and that of the bacteria from the following genera: Shewanella, Acinetobacter, Klebsiella, Bacillus, Deftia, Vibrio, Comamonas, Microbacterium, and Pseudomonas, Brevundimonas, Bosea, Stenotrofomonas and Tistrella. Minimal medium method was used which employs C8-HSL as the sole carbon source. AHL degradation activity was measured via Biotest. The activity test results indicated that Tistrella exhibited QQ activities for the first time, and strains T21, T22, T4, G2, G4 G5, G6, H1, H3, H7, H8, H10 presented lactonase activity which has not been recorded in the previous research. Strain T5 and T6 from saltern and strain S5 and S10 from leachate degraded more than 90% of the AHL, thus each of them exhibits significant AHL activity. Results point that QQ is the strategy that may typically be adopted in the different environmental sources to overcome stress conditions and achieve competitive advantages. After isolation of the QQ bacteria, a new immobilization medium named QQ-fiber was produced by hollow fiber membranes. MBRs was operated with QQ-fiber immobilized with Bacillus sp. T5 and biofilm formation was successfully mitigated with 25 % efficiency. To compare the immobilizations media and two different QQ bacteria, sodium alginate beads entrapped with chosen strains Bacillus sp. T5 and Delftia sp. T6. Total anti-biofouling effects of T5 and T6 beads were calculated as 85% and 75%, respectively. One of the major findings of the thesis was bacterial community changes during the QQ-MBR runs with QQ bacteria which investigated using metagenomic analysis. The effect of QQ on the bacterial community was examined in detail on the basis of phylum, class and genus. The gap in the understanding of bacterial community dynamics in MBRs was addressed by investigating the behavior of two types of QQ bacteria, Bacillus sp. T5 and Delftia sp. T6, within the control and QQ MBRs via Illumina's HiSeq method using 16S rRNA genes. The analysis of the results and comparison of relative abundances of taxa in MBR operations were revealed that different QQ bacteria have an effect on different taxa. Proteobacteria, Bacteroidetes, Chloroflexi, Firmicutes, Acidobacteria and Actinobacteria were most QQ affected phyla in the microcosms. Furthermore, when the QQ MBR was operated with gram-positive T5, a reduction in the abundance of gram-positive classes and an increase in the abundance of gram-negative classes was observed. On the contrary, when the QQ MBR was operated with gram-negative T6, a reduction in gram-positive classes and an increase in gram-negative classes was observed. As such, the outputs of the Illumina Hi-seq analysis were demonstrated that use of gram-negative QQ bacteria in the reactor induced a gram-positive microbial community and vice versa. This indicates a close interaction occurs between indigenous gram-negative and positive bacterial classes and Bacillus sp. T5/Delftia sp. T6 is fundamental to the performance of MBRs. To the best of the researchers' knowledge, this is the first study of its kind to demonstrate such a relationship. Molecular data of operation with mixed T5 and T6 was support this finding. To summarize, within the scope of this thesis, new and active species were isolated from different sources, used in MBR as an antibiofouling agent and successfully reduced biofilm and proven to be a highly effective biotechnological solution method for biofouling problem. Moreover, three different immobilization media (QQ-Fiber, SA Beads and PVA Beads) were applied with selected QQ bacteria. Finally, according to the results of the molecular analysis, different QQ bacteria were found to act by interacting with different microbial groups. The results of this thesis reveal valuable information about the QQ technologies that is the indispensable application for mitigating biofouling. It is anticipated that the findings of this thesis will lead to an enhanced knowledge of the relationships that exist between QQ bacteria and the bacterial community structures in MBRs. Additionally, it assistances to the researchers to select QQ bacteria/strategy in a different way from the past selection method (like only consideration of the QQ activity) for MBR operations and different biotechnological applications. Consequently, the results support the idea that molecular and metagenomic analysis in MBR could be essential for membrane biofouling control.
Membran biyoreaktörlerde titreşim ile tıkanma kontrolü
Membran Biyoreaktörlerde (MBR) tıkanmanın geciktirilmesi çeşitli hidrolik yöntemlerle gerçekleştirilmektedir. Bu yöntemler, hava ile sıyırma ve periyordik geri yıkama ve periyodik bekletme olarak sıklıkla kullanılmaktadır. Hava ile sıyırma membran yüzeyindeki kayma gerilmesini bir miktar arttırarak gözenekleri tıkayıcı paritüllerin membrandan uzak durmasını sağlamaktadır. Bunun dışında geliştirilmekte olan bir diğer teknolojisi titreşim ile membranların tıkanmasının geciktirilmesidir. Titreşim sayesinde direk membran yüzeyinin kendisini titreşmesi sağlanarak çok yüksek kayma gerilimi oluşturulmakta ve böylece membran tıkayıcı partiküllerin membran yüzeine çarparak uzaklaştırılması hedeflenmektedir. Bu tez çalışmasında öncelikle konu ile ilgili litertür taraması yapılmış ve literatürdeki başarılı örnekler incelenmiştir. Literatürdeki sistemlerin çoğunluğu laboratuvar ölçeğinde uygulanabilir sistemler olup gerçek ölçekli ve pilot uygulamaya uygun değildir. Bunun yanı sıra organik ve inorganik olmak üzere laboratuvar ortamında hazırlanmış süspansiyonlar kullanılarak batık MBR sistemi modellenmeye çalışılmıştır. Literatürde kullanılan sistemler mekanik olarak, membranların itme çekme hareketiyle çeşitli yönlerde hareket ettirilmesine dayanmakta olup bir kaç tanesi manyetik transduser yardımıyla yüksek frekans düşük genlik kullanılarak gerçekleştirilen deneylerden ibarettir. Bu çalışmada öncelikle hem pilot olarak hem de laboratuvar ölçeğinde kullanılacak modüller 3 Boyutlu olarak SOLIDWORKS programı ile tasarlanmış ve labortuavar ölçekli modül ise Computational Fluid Dynamics (CFD) yöntemiyle ANSYS FLUENT programı kullanılarak modellenip simülasyonu yapılmıştır. Bu simülasyonlarda çeşitli frekans değerleri ve genlikleri modele girilerek, membran yüzeyinde oluşturacağı kayma gerilimleri karşılaştırılmıştır. Daha sonra polyetersülfon (PES) ve poliakrilonitril (PAN) bazlı ince boşluklu membranlar üretilmiş fakat bunların titreşimli batık MBR modülü için dayanıksız olacağı yapılan deneylerle görülmüştür. Bunun üzerine güçlendirilmiş ince boşluklu PVDF (polivinil floriden) bazlı membranlar sipariş edilmiş ve bu ticari membranlar kullanılarak titreşimli membran modülleri üretilmiştir. Membran modüllerinin yerleştirileceği titreşim sistemleri ise manyetik ve mekanik sistemler olarak tasarlanmış, sanayide üretimi gerçekleştirilmiş ve üretim aşamaları açıklanmıştır. Modül ve titreşim sistemlerinin üretimi tamamlandıktan sonra mekanik ve manyetik tahrikli titreşimlerin batık MBR modülleri üzerindeki etikisinin incelenmesi amacıyla laboratuva ve pilot ölçekli uzun dönemli deneyler gerçekleştirilmiştir. Laboratuvar ölçekli deneylerde hem kısa süreli kritik akının belirlenmesi deneyleri hem de uzun dönemli filtrasyon deneyleri sentetik atıksu beslemesi ile gerçekleştirilmiştir. Titreşimsiz kontrol modülü, mekanik titreşimli modül ve manyetik titreşimli modül laboratuvar ölçekli MBR sisteminde paralel olarak işletilmiş ve arıtma ve filtrasyon performansları takip edilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, manyetik titreşimli modülün tıknmayı en iyi geciktirdiği, mekanik titreşimli modülün ise titreşimsiz modüle göre daha erken tıkandığı gözlemlenmiştir. Laboratuvar öleçeğinde en iyi sonucu veren titreşim sistemi ise pilot ölçekli deneyler için seçilmiş ve uzun dönemli deney pilot ölçekli olarak gerçek atıksu ile gerçekleştirilmiştir. Pilot ölçeğinde manyetik titreşimli modül ve titreşimsiz kontrol modülü sırayla çalıştırılmış ve elde edilen arıtma ve filtrasyon performansı verileri karşılaştırılmıştır. Manyetik titreşimli sistem 150 Hz frekans ile en iyi filtrasyon performasını sağlamıştır. Arıtma performansı olarak incelendiğinde ise hem titreşimli hem de titreşimsiz modüller birbirinin aynı sonuçları göstermiştir.
Synthesis, characterization, and application of a novel thin film composite (TFC) forward osmosis (FO) membrane for seawater desalination
With extreme population growth, industry expansion, prolonged droughts, climate change, declining of both quality and quantity of conventional water resources due to overuse, pollution, or salinization, scientists found their selves in front of the huge challenges to develop new emerging technologies that can comply with these needs. Seawater desalination played the crucial role in providing water supply during the last 4 decades. Dominate initially with thermal based technology, sea water desalination is mainly membrane based technology nowadays, thanks to developing unique membrane fabrication techniques and processes with continuously decline and affordable prices. This thesis is a part of the Project entitled fabrication of innovative Forward Osmosis (FO) and low pressure Reverse Osmosis (RO) membranes and module development for Production of drinking water which supported by THE SCIENTIFIC AND TECHNOLOGICAL RESEARCH COUNCIL OF TURKEY (TÜBİTAK). The Project aims to the production of economic, new generation and low-pressure desalination membranes and membrane systems which enable drinking water production from seawater as a novel membrane technology. The thesis scope goes in line with the project goal. It is on one hand targeted the fabrication and characterization of high performance FO membrane that would enjoy high water permeation, low salt passage, reasonable mechanical strength, and low fouling propensity. On the other hand, its encompass the application of the developed FO membrane for some real-life applications, and in particular regard for seawater desalination. This thesis starts with an introduction that included general background, the importance of the thesis, and the thesis purpose, scope, unique aspects, impacts, and organization. Two main topics are highlighted in the literature review, which are forward osmosis process and electrospinning technique. The forward osmosis theory, forward osmosis membrane, membrane characteristic parameters, membrane orientation, forward osmosis applications, and draw solutions are presented in the forward osmosis process section where using electrospun nanofiber membrane in the different applications defined in the electrospinning technique section. Chapter three was a preliminary work on electrospinning based membrane fabrication, characterization and trail to enhance its mechanical stability. In this chapter, polyacrylonitrile (PAN) was utilized to synthesize electrospun nanofiber membranes on the top of a non-woven fabric. To increase the structural integrity and mechanical stability of the as-spun yarns web, 300 nm Polyvinylidene fluoride (PVDF) small particles were incorporated in the electrospun nano fiber web. PVDF solutions with various concentrations were prepared. Nanofiber webs flooded by and then immersed in the solutions to integrate the PVDF in its matrix. Finally, the membrane exposed to heat treatment for a certain period at about one hundred seventy grades centigrade, to fuse the PVDF particles. The fused particles function as a cement material that would join the fiber junctions and result in better membrane mechanical stability. Characterization was done to evaluate the membrane surface morphology, filtration efficiency, and mechanical stability. In particular regards, the impact of PVDF concentrations and submersion time on the membrane mechanical properties and filtration efficiency was evaluated. Results revealed enhancement of the membrane mechanical characteristics in terms of Young's modulus and tensile strength. In the PVDF-treated membranes, Young's modulus and tensile strength enhanced by approximately 6.6 and 20 folds, respectively, in comparison to as-spun membrane. While, the strain ratio reduced by 5.47 folds. Over the tested membranes, a permeability reduction of 12.7 to 31.7% registered PVDF treated membranes. The best membrane improvements can be obtained using 0.01% PVDF solution concentration for one second submersion time. The tensile strength and Young's modulus achieved by it were 126 MPa and 7.08 MPa respectively. Comparing to two different studies used other techniques to improve the membrane stability; this technique is less complex, applicable, and cost-time saving. Work in chapter four targeted fabrication of high performance Forward Osmosis Thin Film Composite (FO-TFC) Nanofibers based substrate membrane for potential application of saline water desalination. TFC polyamide top separation film was formed on the support layer of the by interfacial polymerization reaction between two different monomers (m-Phenylenediamine (MPD) and 1,3,5-trimesoylchloride (TMC)). Sulfonated polysulfone (sPSf) with definite sulfonation level was used to fabricate support layer. Tubular bedless fiber network owning scaffold-like structure with a fiber diameter of 247nm was formed. Polysulfone was sulfonated by heterogenous method using chlorosulfonic acid as a sulfonation agent. Characterization of both substrate and TFC separation layers have been done by means of SEM, water permeation flux, porometry, contact angle, FTIR as well as other tests. While the characterization of TFC separation layer restricted to SEM and FTIR. The characterization illustrates that the sPSf support layer is highly porous with a narrow pore size distribution. FO Performance evaluation of two commercial and newly developed membranes was probed using FO and PRO modes with co-current and counter-current flow scheme. The active layer presents excellent intrinsic properties with A/B of 17.31 and a high salt separation ratio of 99.54%. The newly developed membrane can achieve a high FO and PRO water flux of 65.7 and 313 LMH respectively, using a 1 M NaCl draw solution and DIO water feed solution. The corresponding salt flux is only 2.5 and 5.3 gMH. The reverse flux selectivity represented by the ratio of water flux to reverse salt flux (Jw/ Js) was able to be kept as high as 26.3 and 58.8 L/g for FO and PRO modes. To the best of our knowledge, the performance of the current work developed membrane is superior to all FO membranes previously reported in the literature. Performance evaluation of TFC –FO nanofibers based substrates membrane against synthetic/model and real seawater was investigated in chapter 5 as a real life application. Desalination of seawater performed using 2M NaCl as a draw solution. Performance data showed that the newly fabricated FO-TFC membrane have a water flux of 15.1 and 49.4 in both Co-current FO and Co-current PRO respectively when real seawater used as a feed solution. Two different synthetic/model seawater solution (NaCL and MgSO4), have a salt concentration equal to that of the real seawater sample, were prepared to characterize the performance of the fabricated membrane against them under the same operating conditions. The membrane also achieved a water flux of ̴ 8/54 LMH against 1.1% synthetic/model NaCl and 10.3/45.6 LMH against a synthetic/model 1.1% MgSO4 solution using 2 M NaCl solution as the draw solution under both forward osmosis (FO) and pressure retarded osmosis (PRO) modes, respectively. The structural parameter (S) of the sPSf thin-film-composite membrane estimated to be 125 µm Which consider one of the smallest values ever reported in the literature.
Melen baraj gölünün belirsizlik analizi ile trofik seviyesinin belirlenmesi
Su kirliliğinin sebebi çeşitli antropojenik ve doğal faktörlerdir ve son yıllarda bu sorunla başa çıkabilmek için çeşitli stratejiler geliştirilmektedir. Bu kapsamda doğru yönetim kararlarının alınması için arazi yönetimileriyle su yönetimleri entegre edilmiştir. Kritik öneme sahip olan su kirliliği sorunlarından biri ötrofikasyondur. Ötrofikasyonun sebebi havzadan su kütlelerine, noktasal ve yayılı kaynaklarla aşırı miktarda gelen besi maddeleridir. Sudaki besi maddelerinin tahmini için havza modelleri ile su kalitesi modellerinin birlikte kullanılmasına ihtiyaç duyulmaktadır. Barajlardaki ötrofikasyon sorununu ortadan kaldırmak veya azaltmak için su yönetimi stratejiler uygulanmaktadır. Su kütlelerinde meydana gelen ötrofikasyon sorununun yönetimi, noktasal ve yayılı kirleticilerin kontrolüyle ve bu kirletici kaynakların etkilerinin tedbirler alınmadan önce matematiksel modellerle tahmin edilmesiyle sağlanır. Su kaynakları yönetimi (SKY) için yeni ve bütünleşik yaklaşımlarla birlikte sektörlerin ve halkın katılımı da sağlanmalıdır. SKY çeşitli karmaşık sorunlarla ilgilenirken bunun yanında model çalışmasında veya verilerde çıkabilecek belirsizlikleri göz önünde bulundurup bu belirsizlikleri yönetim sürecinde dikkate almalıdır. Bu çalışmada su yönetimi süreci kapsamında su kalitesi modellerinde belirsizlik analizinin öneminden bahsedilmiş ve CE-QUAL-W2 su kalitesi modeli kullanılarak inşaası devam eden Melen Baraj Gölü'nün trofik seviyesi belirsizlik analizi gerçekleştirilerek belirlenmiştir. Bu kapsamda Melen Baraj Gölü'ne su kalitesi modeli olarak CE-QUAL-W2 modelinin uygulanması uygun görülmüş ve model yapılandırılması baraj özellikleri dikkate alınarak tamamlanmıştır. Model için kalibrasyon ve doğrulama süreçleri izleme verileri olmadığı için gerçekleştirilememiştir. Bu sebeple doğrudan duyarlılık ve belirsizlik analizlerine geçilmiştir. Duyarlılık analizi için duyarlı parametreler literatürden elde edilen bilgiler yardımı ile seçilmiştir ve bu parametreler için duyarlı oldukları aralıklar yine literatürden toplanan bilgilerle tespit edilmiştir. Bunun yanında modele her bir parametre için varsayılan (default) değerler girilmiştir. Seçilen kinetik parametrelerden her biri değiştirildiğinde diğer parametreler varsayılan değerleriyle model çalıştırılmış ve bu işlem her bir parametrenin belirlenen aralıklarındaki değerleri için tekrar edilmiştir. Bu işlem için toplamda çalıştırılan model sayısı 90 olmakla birlikte seçilen kinetik parametre sayısı da 9'dur. Geliştirilen kodlar yardımıyla modeller çalıştırılıp model sonuçlarının grafikleri çizilmiş ve seçilen parametrelerin hangisinin, hangi aralıkta duyarlı oldukları tespit edilmiştir. Duyarlı oldukları tespit edilen parametrelerle belirsizlik analizi gerçekleştirilmiştir diğer parametreler belirsizlik analizi dışında tutulmuştur. Belirsizlik analizinin gerçekleştirilmesi için 100'lerce simülasyon duyarlı parametrelerin belirlenen aralıklarındaki rastgele seçilen değerleriyle yapılmıştır. Gerçekleştirilen simülasyonlar sonucunda elde edilen grafikler Melen Baraj Gölü'nün trofik seviyesinin belirlenmesi için değerlendirilmiştir. Değerlendirme sonucunda Melen Baraj Gölü'nün trofik seviyesinin %95 güven seviyesinde hipertrofik düzeyde olacağı belirlenmiştir.