1,065
Archived Theses
0
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Discipline
Tarımsal atık karışımlarından hazırlanan aktif karbonla sulu ortamlardan bazı farmasötik bileşiklerin giderimi
Farmasötik, kozmetik, gıda ve tarım sektörü başta olmak üzere birçok endüstriyel alanda kullanılmak üzere her geçen gün yeni moleküller sentezlenmektedir. Sentezlenen bu grup moleküllerden farmasötikler en yaygın kullanılan türlerdir. Tedavi, kontrol ve önleyici amaçlarla vücuda alınan farmasötiklerin bir kısmı metabolizma tarafından bağlanıp faydalı amacı için vücutta kullanılırken, diğer bir kısmı ise vücut ifrazatlarıyla atılmaktadır. Bu nedenle evsel atıksularda ve bunların verilmiş olduğu alıcı ortamlarda çok düşük konsantrasyonlarda bulunurlar. Mikro mertebelerdeki konsantrasyonları dahi son derece riskli olan bu moleküllerin, alıcı ortamlara verilmeden gerek üretildiği endüstriyel tesislerin atıksularından gerekse de evsel atıksulardan uzaklaştırılması gerekmektedir. Biyolojik arıtma yöntemleriyle sulardan giderilemeyen bu dirençli organik bileşiklerin sulardan giderilmesinde; adsorpsiyon, ileri oksidasyon prosesleri (İOP) ve membran prosesler gibi ileri arıtım teknolojilerinden faydalanılmaktadır. Bu prosesler arasında İOP'ler kontrollü tam bir mineralizasyon sağladığından ve ikincil bir atık riski oluşturmadığından en avantajlı yöntem olarak kabul edilmektedir. Ancak daha çok yüksek konsantrasyonlu atıksuların arıtımı için uygun olup oldukça pahalı yöntemlerdir. Düşük konsantrasyonlu kirleticiler için en yaygın uygulanan yöntem adsorpsiyondur. Aktif karbonlar; büyük yüzey alanları, gözenek hacimleri ve rejenerasyon kolaylıkları gibi nedenlerle endüstriyel uygulamalarda en fazla kullanılan adsorbenttir. Ancak hammadde ve üretim yöntemlerine bağlı olarak nispeten pahalıdırlar. Son zamanlarda üretim maliyetlerini düşürmek için tarımsal atıklar kullanılarak son derece avantajlı aktif karbonlar üretilmiştir. Yapılan bu tez çalışmasında; tarımsal bir artık olan badem, kayısı ve şeftali çekirdeği kabuğu karışımlarından çinko klorür (ZnCl2) kimyasal aktivasyonuyla hazırlanmış olan yeni bir aktif karbon kullanılarak, sulu ortamlardan birer antibiyotik olan amoksisilin (C16H19N3O5S) ve tetrasiklin (C22H24N2O8), birer ağrı kesici türü olan parasetamol (C8H9NO2) ve naproksen (C14H14O3) giderilmesi araştırılmıştır. Bu amaçla; her bir molekülün giderimi üzerine etkin olan aktif karbon dozu, temas süresi, sıcaklık ve başlangıç farmasötik konsantrasyonu gibi parametrelerin etkisi incelenmiştir. Elde edilen veriler birinci-ikinci derece kinetik eşitliklere, Freundlich-Langmuir adsorpsiyon izotermleri uygulanarak aktif karbonun her bir molekül için maksimum adsorpsiyon kapasitesi hesaplanmıştır. Tekli sistemde optimize edilen şartlarda dört molekülü içeren sistemde, moleküllerin yarışmalı adsorpsiyonu incelenmiş ve aktif karbonun her bir molekül için seçiciliği ortaya koyulmuştur. Ayrıca adsorpsiyon kalıntısından moleküllerin desorpsiyonu farklı konsantrasyondaki metanol çözeltilerinde incelenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre: 500 ppb olan tekli amoksisilin, parasetamol, tetrasiklin ve naproksenin, 20°C sıcaklığında 0.66 g/L dozunda aktif karbon varlığında 60 dk'lık temas süresi sonunda % 98-99 oranında giderilebildiği belirlenmiştir. Sıcaklık artışına bağlı olarak giderim verimlerinin ihmal edilecek mertebede kaldığı tespit edilmiştir. Moleküllerin aktif karbon yüzeyine adsorpsiyonunun yalancı ikinci mertebeden kinetiğe ve Langmuir adsorpsiyon izotermine uyduğu ve aktif karbonun maksimum adsorpsiyon kapasitesinin amoksisilin, parasetamol, tetrasiklin ve naproksen için sırasıyla 100, 50, 50 ve 100 mg/g olduğu bulunmuştur. Başlangıç konsantrasyonunun artışına bağlı olarak giderim verimlerinde bir azalma olmasına rağmen söz konusu aktif karbonun incelenen dört molekülü 0.66 g/L gibi düşük bir dozla 20.000 ppb'ye kadar % 87'nin üzerinde giderdiği tespit edilmiştir. Aktif karbonun dörtlü sistemde incelenilen molekülleri; naproksen, parasetamol, amoksisilin ve tetrasiklin sırasıyla adsorpladığı belirlenmiştir. Adsorpsiyon kalıntısından adsorplanmış olan moleküllerin saf metanol varlığında kısmen desorbe olduğu tespit edilmiştir.
Pseudomonas putida tarafından üretilmiş mangan oksitler ile sulu ortamdan farmasotik gideriminin incelenmesi
Parasetamol, ağrı kesici ve ateş düşürücü olarak yaygın bir şekilde kullanılan farmasotik bir maddedir. Bu çalışmada, Pseudomonas Putida bakterisinin manganı oksitleyerek oluşan mangan oksitlerce farmasotiklerin giderilmesi araştırılmış ortam pH'ı, parasetamol konsantrasyonu ve biyojenik mangan oksit miktarının giderim üzerine etkileri incelenmiştir. Giderim farklı şartlar ve miktarlar kullanılarak yapılmış ve parasetamol giderim ortamı tepki yüzey metodu ile optimize edilmiştir.
Determination of flood areas of streams in Bingöl province with geographical information systems (GİS)
In this study, flood risk assessment especially Çapakçur Creek in Bingöl Province Center was investigated using hydraulic and hydrologic models. 3D terrain modeling and determination of floodplain areas have been done the GIS software of ArcGIS 10.1, and hydraulic models has been realized by using Hydrologic Engineering Centers River Analysis System (HEC-RAS) 5.0.3. All the topographic data obtained, have been transferred to the HEC-RAS which makes hydraulic analysis using HEC-GeoRAS tool. It is used, 1/1000 scale topographic maps of the region with 1 meters elevation differences for contour lines to prepare TIN map (Triangulated Irregular Networks) that is the primary data for hydraulic and hydrologic modeling. The computed values of 2, 5, 10, 25, 50, 100, 500 and 1000 years were included into the hydraulic model, and the water levels corresponding to the same recurrence intervals have been determined and flood risk maps have been prepared by transferring the results to ArcGIS using HEC-GeoRAS. This study will provide risk assessment for development plans.
Muş ve Bingöl illerindeki tıbbi atık yönetimi
Bu tez çalışmasında; Muş ve Bingöl ili tıbbi atık yönetim planları, tıbbi atıkların üretiminden bertarafına kadar uzanan sürecin yıllara göre değişimi 2017 yılında revize edilen Tıbbi Atık Kontrolü Yönetmeliği çerçevesinde incelenmiştir. Tıbbi atıkların illerde bertaraf edilmesi veya taşınması durumda yapılan uygulamalar, mevcut tesislerde kullanılan makineler ve ekipmanların işleyiş ve yönetim biçimlerine değinilmiştir. Doğu Anadolu Bölgesi'nin nüfus, ekonomik ve sosyal olarak birbirine yakın Muş ve Bingöl illerinin tıbbi atık miktarlarının yıllara göre değişimi ve tıbbi atık üretici sayıları karşılaştırılmıştır. Vahşi depolama sahalarından taşıma yoluyla Erzurum ilinde bertaraf edilen tıbbi atık miktarlarından mevcut illerin kendi bünyelerinde kurdukları tıbbi atık sterilizasyon tesislerine entegre edilen tıbbi atık yönetimleri değerlendirilmiştir. Muş ve Bingöl illerinin tıbbi atık yönetimleri yıllara göre incelendiğinde toplanan ve sterilizasyon işlemine tabi tutularak bertaraf edilen yıllık tıbbi atık miktarlarının düzenli bir seyir izlemediği ve sterilizasyonla bertaraf yönetimine geçişte uygulama hataları olduğu görülmüştür. Tespit edilen uygulama hatalarının ana sebebinin bu illerdeki tıbbi atık yönetiminde yıllara göre yapılan uygulama farklılıklarından kaynaklandığı düşünülmektedir. Muş ve Bingöl illerinin yıllara göre atık yönetimi incelendiğinde tıbbi atıkların bulunduğu ilde faaliyete geçirilen sterilizasyon tesisinde bertaraf edilmesinin; üretilen atık miktarları, atıkların taşınma güzergahı ve atık üreticilerinin ünite içi atık yönetimlerinin uygulanabilirliğinin yerinde izlenmesi açısından daha avantajlı olduğu gözlemlenmiştir.
Gözenekli ve gözeneksiz hidrofobik gaz transfer hollow fiber membranların üretimi ve uygulaması
Bu doktora tezi kapsamında, kuru ve ıslak faz ayrımı metoduyla gözenekli ve gözeneksiz hidrofobik gaz transfer ince boşluklu membranların üretimi ve karakterizasyon çalışmaları yapılmıştır. Ayrıca karakterizasyon sonuçlarına göre en iyi gaz transfer performansı gösteren ince boşluklu membran laboratuvar ölçekli O2 ve H2'e dayalı membran biyofilm reaktörlerde kullanılabilirliği test edilmiştir. İnce boşluklu membranların üretim ve karakterizasyon çalışmaları Prof. Dr. Dinçer Topacık Ulusal Membran Teknolojileri ve Araştırma (MEM-TEK) laboratuvarlarında gerçekleştirilmiştir. Pilot ölçekli ince boşluklu membran üretim cihazı kullanılarak kuru ve ıslak faz ayrımı metoduyla ince boşluklu membranlar üretilmiştir. Üretim çalışmalarında membran morfolojisi ve performansına etki eden parametrelerden çekme ve iç koagülant çözeltilerinin içeriği ve hava boşluğu mesafesi değiştirilerek denenmiştir. Çekme çözeltisinde ağırlıkça %20-30 PVDF (Poliviniliden Florid), ağırlıkça %2,5-5 PA (Propiyonik Asit) ya da PVP K10 (Polivinilpirolidon) ve NMP (N Metil Pirolidon) karışımları, iç koagülant sıvısı olarak ya tamamen su ya da %70 ve 90 oranlarında NMP ile su karışımları kullanılmıştır. Üretimler 0 ve 10 cm'lik hava boşluğu mesafelerinde gerçekleştirilmiştir. Her üretim prosesi öncesi çekme çözeltisinden alınan numunelerin viskozite değerleri ölçülmüştür. Üretilen bütün membranların karakterizasyon çalışmaları yapılmıştır. İnce boşluklu membranların karakterizasyon çalışmaları Stereo ve SEM görüntülerinin alınması, yüzey temas açılarının tespiti, gerçekleştirilen FTIR-ATR analizleri, yüzey pürüzlülüğü ölçümleri, mekanik dayanım testleri ve gaz transfer performanslarının belirlenmesiyle tamamlanmıştır. SEM görüntülerinin ışığında tez kapsamında hedeflenen gözenekli ve gözeneksiz ince boşluklu membranların üretildiği sonucuna varılmıştır. Gaz transfer performans testleri sonucu çekme çözelti kompozisyonu ağırlıkça %25 PVDF / 70 NMP / 5 PVP K10, iç koagülant sıvısının ise tamamen su olduğu ve 10 cm'lik hava boşluğu mesafesinde gerçekleştirilerek üretilen ince boşluklu membranın en yüksek oksijen transfer katsayısına sahip olduğu tespit edilmiştir. FTIR-ATR analizleriyle PA'nın membran matriksinde tutulmadığı görülmüştür. Bu nedenle gaz transfer performansını arttıracağı öngörülen PA'nin bu anlamda bir etkisi olmamıştır. Üretim ve karakterizasyon çalışmalarının devamında en iyi gaz transfer özelliğine sahip ince boşluklu membran O2'e ve H2'e dayalı membran biyofilm reaktörlerde gaz transferi ve destek tabakası görmesi amacıyla kullanılmıştır. Çalışmanın bu kısmında hidrojene ve oksijene dayalı membran biyofilm reaktörlerinde (MBfR) nitrat indirgenmesi ve amonyum oksidasyonu incelenmiştir. Farklı hidrolik bekletme süreleri (HRT) ve farklı gaz basınç şartları denenmiştir. Her iki sistemde reaktörlerin ilk çalışma şartları dikkate alınmadığında H2'e dayalı membran biyofilm reaktöründe en yüksek nitrat azotu giderimi hidrolik bekletme süresinin 12 st, hidrojen gaz basıncının 4 psi ve 10 mg/L giriş nitrat azotu beslemesinin yapıldığı işletme şartlarında %74 şeklinde gerçekleşmiştir. O2'e dayalı membran biyofilm reaktöründe en yüksek amonyum oksidasyonu hidrolik bekletme süresinin 7,5 st, oksijen gaz basıncının 4 psi ve 15 mg/L giriş amonyum azotu beslemesinin yapıldığı işletme şartlarında %83 şeklinde gerçekleşmiştir. Reaktör işletimi sırasında ince boşluklu membran gaz transfer görevini kabarcıksız bir şekilde gerçekleştirmiştir.
Elazığ Baskil Harabekayış mikro havzası erozyon riskinin coğrafi bilgi sistemleri ile tahmin edilmesi
daha sonra doldurulacaktır
Membran biyofilm reaktöründe biyofilm kalınlığının sinyal iletiminin önlenmesi yöntemi ile kontrolü
Membran biyofilm reaktörü (MBfR), içme suyu ve atıksu arıtımı için gelecekte yaygın olarak kullanılma potansiyeli olan bir ileri arıtım teknolojisidir. MBfR, membran fiberlerinin kullanılarak difüzyon ile gaz transferinin sağlandığı ve biyofilm büyümesi için etkin bir yüzey sağlaması açısından dikkat çekici bir teknoloji olarak göze çarpmaktadır. MBfR sistemlerinin temel problemi, membran yüzeyindeki biyofilm kalınlığının kontrolsüz bir şekilde artışıdır. Biyofilm kalınlığının artışı ile membran yüzeyinde fazla biyokütle birikimi üniform olmayan gaz transferine neden olur ve buna bağlı olarak sistem performansı düşer. Membran yüzeyinde hızlı biyokütle oluşumu, MBfR sistemlerinin içme suyu ve atıksu arıtma tesislerinde yaygın bir şekilde kullanımını kısıtlayan ana unsurlardan biridir. Bu çalışmada, biyofilm kontrolüne olanak sağlayan "Sinyal iletiminin önlenmesi (Quorum quenching)" yöntemi ile bu problemin önüne geçilebileceği düşünülmektedir. Çalışmada oksijen tabanlı MBfR (O2-MBfR) sisteminde Quorum quenching (QQ) yöntemi kullanılarak biyofilm kalınlığı kontrol altında tutulmaya çalışılmıştır. Bu amaçla, başlangıçta tek bir izole edilmiş QQ bakterisi denenerek biyofilm kalınlığı optimum düzeyde tutulmaya çalışılmış ve sistem performansının sürdürülebilirliği araştırılmıştır. İkinci aşamada ise farklı ortamlardan QQ aktivitesine sahip bakteri izolasyonu gerçekleştirilerek en yüksek QQ aktivitesi gösteren türler reaktörlere aljinat boncuklara immobilize edilerek eklenmiş ve O2-MBfR performansına etkileri araştırılmıştır. Tez çalışması kapsamında, O2-MBfR'nde QQ aktivitesi ve reaktör performansına etkisi, membran yüzeyindeki biyofilm yapısı ve biyofilm içerisindeki mikrobiyal türlerin değişimi detaylı bir şekilde incelenerek biyofilm kontrolünün reaktör performansına etkisi araştırılmıştır. Burada asıl hedef, sistemin arıtım performansı değil O2-MBfR sisteminde biyofilm kalınlığını QQ uygulamaları ile kontrol altında tutarak sistem performansına etkilerini araştırmaktır. Rhodococcus sp. BH4 bakterisi için elde edilen çalışma sonuçları membran yüzeyindeki biyofilm kalınlığının özellikle 12 sa hidrolik bekletme zamanı (HRT) değeri, 6 psi O2 gaz basıncı ve 15 ml QQ boncuk konsantrasyonunda etkin düzeyde tutulduğunu göstermiştir. Bakteri izolasyonu sonucunda en yüksek QQ aktivitesi gösteren türler Bacillus methylotrophicus, Klebsiella pneumoniae, Lysinibacillus fusiformis, Achromobacter xylosoxidans şeklinde sıralanabilir.
Removal of chemical oxygen demand and sulfate in batch reactor by using anaerobic haloalkaphilic bacteria
Haloalkaliphiles was considered as an ideal choice in biological treatments for alkaline wastewaters that contain toxic residues from industrial processes. They normally activated in a medium with high salinity rate of cations (Na+, K+), anions (Cl-, CO3-2, HCO3-, SO4-2), and high pH ranging from 9-10. These microorganisms are normally implemented in anaerobic treatments on wastewater after determination and isolation of alkaliphilic bacterial under several operating conditions. In this thesis, the reductions of sulfate and organic matter have been studied under high salinity and alkalinity medium, using anaerobic Haloalkaphilic microorganisms, isolated from "Van Lake" Turkey. Several types of parameters have been examined including pH, COD, TOC, and identifying microbial species. The of the medium broth for haloalkaliphilic bacteria was at 9.74. In addition to, in the different salt concentration and alkalinity (5 g/L NaCl, 15 g/L NaHCO3, and 10 g/L Na2CO3 and in the different carbon sources (5 g/L acetate, and 2.5 ml/L ethanol) at 30oC were considered the optimum condition. As a result, it was determined that haloalkaliphilic bacteria could be used for COD and sulfate removal in biotechnological studies and anaerobic systems.
Bazı sucul bitkilerin atıksu arıtma tesisi çıkış suyundaki bazı ağır metalleri alım kapasitesinin araştırılması
Bu tez çalışmasınının amacı, ileri biyolojik atıksu arıtma tesisi çıkış sularına maruz bırakılan su sümbülü ve su marulu bitkilerinin bazı ağır metalleri alım kapasitesinin belirlenmesidir. Bu amaçla İstanbul Paşaköy İleri Biyolojik Atıksu Arıtma Tesisi çıkış noktasına reaktörler yerleştirildi. Reaktörlerin içerisine su sümbülü ve su marulu eklendi. Bitkilerden ve atıksudan günlük olarak numuneler alındı. Elde edilen sonuçlara göre su sümbülü numunelerinde ağır metal konsantrasyonları Ni>Cu>Cr>Co, su marulu numunelerinde ise ağır metal konsantrasyonları Cu>Ni>Cr>Co sıralamasını izlemiştir. Su marulunun Cu, Ni ve Cr ağır metallerini alım miktarları, su sümbülünün alım miktarlarından daha yüksek olarak tespit edildi. Su marulu ile su sümbülünün Co ağır metalini benzer miktarlarda bünyelerine aldıkları tespit edildi. Atıksu numunelerinde ağır metal konsantrasyonlarının sıralaması Ni>Cu>Cr>Co şeklinde olmuştur. Sonuç olarak, Paşaköy İleri Biyolojik Atıksu Arıtma Tesisi çıkış sularına maruz bırakılan su sümbülü ve su marulunun bazı ağır metalleri akümüle ettiği tespit edildiğinden bu bitkilerin fitoremediasyonda kullanılabileceği belirlendi. Anahtar Kelimeler: Su sümbülü, Su marulu, Fitoremediasyon, Ağır Metaller, Atıksu, Arıtma Tesisi
Pseudomonas fluorescens (NRRL B-2641) ile pektin liyaz,ekzo pektinaz ve endo pektinaz üretiminin tepki yüzey yönetimi ile optimizasyonu
Bu çalışmada, pektinaz grubu enzimlerden pektin liyaz, ekzo pektinaz ve endo pektinaz üretimi Pseudomonas fluorescens ile kesikli sistemde gerçekleştirilmiş ve çeşitli parametrelerin enzim üretimine etkileri tepki yüzey yöntemine göre incelenmiş ve modellenmiştir. Deneylerde derin kültür ve katı hal fermantasyonu yöntemleri kullanılmıştır. Araştırmanın ilk aşamasında derin kültür fermantasyonu deneyleri gerçekleştirilmiş, tepki yüzey yöntemi kullanılarak çalışma koşulları belirlenmiştir. % 0.17 ( w/v) amonyum sülfat konsantrasyonunda ve pH 6.5' da başlangıç pektin konsantrasyonunun enzim üretimine etkisi incelenmiş ve % 1 (w/v) pektin konsantrasyonu optimum pektin konsantrasyonu olarak belirlenmiştir. Amonyum sülfat azot kaynağı olarak kullanılmış, en yüksek pektin liyaz, ekzo pektinaz ve endo pektinaz aktiviteleri % 0.17 amonyum sülfat içeren ortamda elde edilmiştir. Daha sonra enzim aktivitelerine sıcaklık ve pH' ın etkisi incelenmiştir. Pektin liyaz, ekzo pektinaz ve endo pektinaz aktiviteleri için optimum pH sırasıyla 8, 10 ve 9 olarak; optimum sıcaklıkları ise sırasıyla 50, 40 ve 40 oC olarak belirlenmiştir. Tepki yüzey metodunda enzim üretimi için başlangıç pH 'ı, pektin ve amonyum sülfat konsantrasyonları bağımsız değişkenler olarak seçilerek, ikinci dereceden polinominal katsayıları Design Expert Software istatistik paketi kullanılarak hesaplanmış ve analizlenmiştir. Modelin istatistiksel analizi, varyans analiz modeli (ANOVA) ile gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın ikinci aşamasında katı hal fermantasyonu çalışmaları yapılmış, katı substrat olarak şeker pancarı küspesi seçilmiştir. Tepki yüzey yöntemi kullanılarak çalışma koşullarını belirlemek amacıyla şeker pancarı küspesi, amonyum sülfat ve maya özütü bağımsız değişkenler kullanılmıştır. Öncelikle şeker pancarı küspesinin enzim aktiviteleri üzerine etkisi çalışmaları yapılmıştır. En yüksek pektin liyaz, ekzo pektinaz ve endo pektinaz aktivitelerinin % 4.25 (w/v) konsantrasyonunda elde edildiği görülmüştür. Daha sonra amonyum sülfatın enzim üretimine etkisi araştırılmış ve en yüksek aktiviteler % 0.30 (w/v) derişimde tespit edilmiştir. Son olarak maya özütünün etkisi test edilmiş ve optimum derişimin % 0.30 (w/v) olduğu gözlenmiştir. Çalışmanın son aşamasında katı hal fermantasyonu tepki yüzey metodu ile optimize edilmeye çalışılmıştır. Modelin istatistiksel analizi, varyans analiz modeli (ANOVA) ile gerçekleştirilmiştir. Anahtar kelimeler: Pektinaz, Pseudomonas fluorescens, Derin Kültür Fermantasyonu, Katı Hal Fermantasyonu, Tepki Yüzey Metodu
Kaolin destekli nano boyutlu sıfır değerlikli demir partikülleri ile sulu ortamdan fosfat giderimi
Bu çalışmada, kaolin destekli nano boyutlu sıfır değerlikli demir (K-nZVI) partikülleri ile sulu ortamdan fosfat giderimi araştırılmıştır. Bunun için K-nZVI, laboratuar ortamında demir(III)'un borhidrür ile kimyasal indirgeme yöntemi kullanılarak hazırlanmıştır. Kaolin destek materyali olarak kullanılmıştır. Çalışmada ayrıca aynı yöntemle kaolin kullanılmadan nano boyutlu sıfır değerlikli demir (nZVI) de sentezlenmiştir. Kaolin, nZVI ve K-nZVI materyalleri fosfat gideriminde kullanıldığında en iyi giderim verimi K-nZVI ile sağlanmıştır. Fosfat giderimi için en etkili kaolin:nZVI kütle oranını belirlemek için farklı kaolin:nZVI kütle oranlarına sahip K-nZVI hazırlanmış ve en iyi fosfat giderim verimi kaolin:nZVI kütle oranı 1:1 oranına sahip K-nZVI ile elde edilmiştir. Çalışmada, fosfat giderim verimi üzerinde başlangıç çözelti pH'ı, K-nZVI miktarı, başlangıç fosfat konsantrasyonu, sıcaklık ve klorür, sülfat ve bikarbonat anyonu gibi parametrelerin etkisi de incelenmiştir. Giderim verimi pH'ya bağlı olmuş ve en iyi giderim verimi pH 3 değerinde sağlanmıştır. Fosfatın etkili adsorpsiyonu için 0.5 g/L K-nZVI dozajı yeterli olmuştur. Başlangıç fosfat konsantrasyonunun artışıyla fosfat giderim veriminin azaldığı ve sıcaklık artışı ile fosfat giderim veriminin arttığı görülmüştür. Klorür ve sülfat anyonu giderim verimini etkilemezken bikarbonat varlığında giderim verimi azalmıştır. Langmuir ve Freundlich izoterm modelleri denge verilerine uygulanmış ve Langmuir izoterm modelinin Freundlich izoterm modelinden daha iyi uyum sağladığı görülmüştür. Ayrıca, K-nZVI üzerine fosfat adsorpsiyon prosesinin yalancı ikinci derece kinetik modele uyduğu belirlenmiştir. K-nZVI kullanılarak gerçek atıksulardan fosfat etkili bir şekilde giderilmiştir. Mevcut veriler dikkate alındığında, K-nZVI partiküllerinin sulu ortamlardan fosfatın gideriminde başarılı bir şekilde kullanılabileceği anlaşılmıştır.
Zeolit destekli nano boyutlu sıfır değerlikli demir/persülfat ile sulu ortamlardan ibuprofen giderimi
Farmasötikler, yüksek miktarda tüketimlerinden dolayı çeşitli faaliyetler yoluyla sucul ortamlara doğrudan veya dolaylı olarak girebilmektedir. Çevrede bulunmaları insan ve ekolojik sağlık için bir tehdit oluşturabilmektedir. Bu nedenle, bu kirleticilerin alıcı ortamlara verilmeden önce atıksulardan giderilmesi gerekmektedir. Son yıllarda, farmasötik gibi kirleticilerin gideriminde sülfat radikali bazlı ileri oksidasyon proseslerin kullanımı ile ilgili çalışmalar ön plana çıkmıştır. Bu çalışmada, zeolit destekli nano boyutlu sıfır değerlikli demir (Z-nZVI)/persülfat ile sulu ortamdan ibuprofen giderimi incelenmiştir. Bunun için Z-nZVI partikülleri, destek materyali olarak zeolit kullanılarak borhidrüre dayalı sıvı fazlı indirgeme metodu ile sentezlenmiştir. Sadece persülfat ve sadece Z-nZVI ile karşılaştırıldığında, Z-nZVI ile persülfatın birlikte kullanımı ibuprofen gideriminde çok daha etkili olmuştur. Çalışmada, Z-nZVI/persülfat ile ibuprofen giderim verimi üzerinde zeolit:nZVI kütle oranı, başlangıç çözelti pH'ı, Z-nZVI miktarı, persülfat konsantrasyonu, başlangıç ibuprofen konsantrasyonu, klorür ve bikarbonat anyonu ve humik asit gibi faktörlerin etkisi bir seri kesikli deney ile değerlendirilmiştir. Z-nZVI/persülfat sistemde ibuprofen giderimi için en etkili zeolit:nZVI kütle oranı 1:1 olarak belirlenmiştir. Çözeltinin orijinal pH'ında ibuprofen giderim verimi yüksek bulunmuştur. 0.2 g/L'e kadar Z-nZVI miktarındaki artış ile giderim verimi artarken 0.2 g/L'nin üzerinde dozajlarda azalmıştır. Persülfat konsantrasyonundaki artış ile ibuprofen giderim verim artmıştır. Başlangıç ibuprofen konsantrasyonundaki artış ile giderim verimi azalmıştır. Deneysel çalışmada Z-nZVI/persülfat sistemde ibuprofen giderimi yüksek verimler ile gerçekleşmiştir. Z-nZVI/persülfat sistemde ibuprofen gideriminde baskın radikal tür sülfat radikali olmuştur. Anahtar Kelimeler: İbuprofen Giderimi, İleri Oksidasyon, Persülfat, Sülfat Radikali, Zeolit, Z-nZVI
Atıksu arıtma tesisi için proje aşamasında öngörülen ve mevcut durumda sağlanan verimin sürekliliğinin karşılaştırılması: Azerbaycan Nahçıvan Atıksu Arıtma Tesisi örneği
Dünyamızdaki hızlı nüfus artışı ve buna paralel hızlı teknolojik gelişmeler ekolojik sistemi olumsuz yönde etkilemektedir. Ekolojik sistemin en önemli parçası olan su kaynakları hızla kirlenmekte, oluşan atıksu miktarları nüfus artışı ve teknolojik gelişmelere paralel olarak artmaktadır. Atıksuların deşarj edildiği ortama olumsuz etkilerini en aza indirmeyi amaçlayan Azerbaycan Nahçıvan Atıksu Arıtma Tesisi 2012 yılında projelendirilmiş bir A2O prosesidir ve 2018 yılında yapımı tamamlanarak işletmeye alınmıştır. Bu tez çalışmasında, Azerbaycan Nahçıvan Atıksu Arıtma Tesisi'nin proje aşamasında hedeflenen kirlilik giderim verimi ve işletme aşamasındaki kirlilik giderim verimi kıyaslanarak projelendirmenin ne derece isabetli ve rasyonel olduğunun belirlenmesi amaçlanmaktadır. Bunun için; tesiste bizzat incelemelerde bulunulmuş, tesisin giriş ve çıkış suyundan alınan numunelerin laboratuar analizleri değerlendirilmiş, ünitelerde yaşanan aksaklıklar araştırılmıştır. Yapılan araştırmalar arıtma tesisi proje aşamasının en az yapım aşaması kadar önemli olduğunu göstermektedir. Proje hazırlanırken, oldukça düşük maliyetlerle gerçekleştirilebilecek deney ve gözlemler neticesinde daha sonra geri dönüşü imkânsız hatalardan kaçınılabilir. Projeyi hazırlayan ve denetleyen mercilerin projelere daha fazla hassasiyet göstermeleri ve zaman harcamaları gerekmektedir.
Haloalkali şartlarda anaerobik batık membran biyoreaktör ile eş zamanlı sülfat ve organik madde giderimi
Bu tez çalışmasında haloalkali şartlarda eş zamanlı sülfat ve organik madde giderimini gerçekleştirmek için tam karışımlı anaerobik batık membran biyoreaktör (SAnMBR) kullanılmıştır. Biyoreaktör işletimine başlamadan Van Gölü'nün farklı derinkliklerinden alınan sedimentlerden haloalkalifilik mikroorganizmaların zenginleştirilmesi gerçekleştirilmiştir. Zenginleştirme işleminde elde edilen mikroorganizmaların reaktöre aşılanmasıyla işletim başlatılmıştır. Yaklaşık 380 gün boyunca çalıştırılan biyoreaktör işletimi 11 periyotta gerçekleştirilmiştir. Periyotlarda; farklı kimyasal oksijen ihtiyacı/sülfat oranı (KOİ/SO42-) (1-12), hidrolik bekleme süresi (HBS) (7-15 gün) ve organik karbon kaynakları (asetat, etanol, asetat+etanol) denenmiştir. Bu farklı işletme şartlarının kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ), sülfat ve toplam organik karbon (TOK) giderim verimlerine olan etkileri değerlendirilmiştir. Sülfat indirgenmesine bağlı olarak üretilen bisülfür konsantrasyonu da belirlenmiştir. Ayrıca biyoreaktör işletimine etki eden diğer faktörler; sentetik atıksu beslemesi ve çıkış atıksuyu pH'ı, alkalinitesi ve iletkenliği belirli aralıklarla ölçülmüştür. Bunun yanı sıra uygulanan farklı işletme şartlarının mikrobiyal tür çeşitliliğine olan etkisi de araştırılmıştır. Sülfat giderimi tek başına karbon kaynağı olarak asetatın kullanıldığı işletme periyotları süresince gerçekleşmemiştir. Buna karşılık etanolün kullanıldığı işletme periyotlarında en yüksek sülfat giderim verimleri gözlenirken, etanolün dönüşüm ürünü olan asetatın oluşumundan dolayı KOİ giderim verimi nispeten sınırlı kalmıştır. KOİ/SO42- oranı 1 (3000:3000), HBS:10 gün ve etanol/asetat oranı 1:2 olan 10. periyotta (P10), KOİ ve sülfatın eş zamanlı en yüksek giderim verimleri %69 olarak elde edilmiştir. Buna karşılık en yüksek KOİ giderim verimi %81,70 ile KOİ/SO42- oranının 1 (3000:3000), HBS:10 gün ve etanol/asetat oranı 1:4 olan 11. periyotta (P11) meydana gelmiş, en yüksek sülfat giderim verimi %70,41 ile KOİ/SO42- oranının 1 (3000:3000), HBS:10 gün ve etanol/asetat oranı 1:1 olan 8. periyotta (P8) belirlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Anaerobik batık membran biyoreaktör, Elektron verici, Haloalkalifilik mikroorganizmalar, Sülfat giderimi
Atıksu arıtma tesislerinin sürdürülebilirliği için verimlilik projeleri; Malatya İleri Biyolojik Atıksu Arıtma Tesisi örneği
Bu çalışmada kentsel atıksu arıtım yöntemleri ve atıksu hakkında bilgi verildikten sonra, Malatya İleri Biyolojik Atıksu Arıtma Tesisinde Enerji dengesi detaylıca incelenmiş ve tesiste enerji harcayan ekipmanlar tespit edilerek arıtma verimini düşürmeden alınabilecek önlemler ile enerji üretimi için gerekli ekipmanlar ve sistemler anlatılmıştır. Tesis de mevcut olan enerji analizörleri hariç, 7 farklı noktaya sayaç takılarak günlük olarak raporlamalar yapılmıştır. Tesis içi enerji tüketimini oluşturan özellikle yüksek güçteki ekipmanlar detaylıca irdelenerek yeni teknolojik gereksinmlere karşılık gelen ürünler ile değişimi incelenmiştir. 2005 yılı ila 2017 yılları arasında m3 başına harcanan birim enerji tüketimi (kwh/m3) ortalama 0,209 olup, en fazla 0,299 en az 0,150 kwh/m3'dür. Tesis iç izlemeye yönelik olarak günlük olarak birden çok noktadan numuneler alınarak analiz edilmiştir. Aylık bazda görülebilmesi için tesisin farklı noktalarına takılan sayaçların çıktıları ile yeni ekipman takılmasında kazanılacak faydalar detaylıca açıklanmıştır. Arıtma tesisinde 2017 yılı ortalama değerleri çerçevesinde % 93 AKM, % 90 KOİ, % 85 BOİ5, % 75 TN ve % 82 TP giderimi yapılmıştır. Yapılan çalışma sonucunda öncelikli olarak karbon salınımı ve enerji maliyetini düşürmek adına yeni nesil blower ve çevre aydınlatma değişimi ile eski tip olan pompaların revize edilerek enerji verimliliği yüksek pompa temin edilmesi ve güneş enerji santrali kurulduğunda tesis enerji tüketimi 5.026.764 kwh azalacağı, 2.865.255,84 TL kazanç sağlanacağı hesap edilmiştir.
Biyofotovoltaik hücre ile elektrik üretimi
Bu tez çalışmasında tek bölmeli ve çift bölmeli biyofotovoltaik hücre (BFVH) kullanılarak farklı alg türlerinin elektrik üretim kapasiteleri araştırılmıştır. Bu amaçla Chlorella vulgaris, Chlorella protothecoides, Chlorella sp. ve Spirulina sp. türleri kullanılarak elektrik üretim potansiyelleri araştırılmıştır. En yüksek güç üretimi hem çift bölmeli hem de tek bölmeli (hava katot) BFVH reaktörlerinde Spirulina sp. türünde elde edilmiştir. Elde edilen max güç miktarı çift bölmeli BFVH reaktöründe 277,86 mW/m2, tek bölmeli BFVH reaktöründe ise 217,33 mW/m2 olarak ölçülmüştür. Diğer alg türleri de literatüre kıyasla yüksek güç sonuçları sergilemiştir. Çift bölmeli BFVH reaktörlerinde Chlorella vulgaris'te 142,28 mW/m2, Chlorella sp.'de 170,66 mW/m2, Chlorella protothecoides'te ise 247,06 mW/m2 maksimum güç yoğunluğu elde edilmiştir. Tek bölmeli (hava katot) BFVH reaktörlerinde ise Chlorella vulgaris'te 87,08 mW/m2, Chlorella sp.'de 68,38 mW/m2, Chlorella protothecoides'te 103,01 mW/m2'lik güç miktarları elde edilmiştir. SEM sonuçları BFVH'lerin anot elektrotu yüzeyinde yoğun bir biyofilm tabakasının mevcut olduğunu göstermiştir.
Haloalkali şartlarda anaerobik membran reaktörde membran kirlenmesinin incelenmesi
Bu tez çalışmasında, haloalkali koşullarda batık anaerobik membran biyoreaktörde eş zamanlı sülfat ve organik madde giderimi esnasında meydana gelebilecek membran kirlenmesi incelenmiştir. Bu amaçla, öncelikle Van Gölü'nden alınan çamurda bulunan tuzlu ve alkali koşullara toleranslı mikroorganizmaların zenginleştirme işlemi gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sıvı besiyerindeki mikroorganizmalar ile aşılanan reaktörde farklı kimyasal oksijen ihtiyacı/sülfat (KOİ/SO42-) oranlarının, hidrolik bekleme sürelerinin (HBS), organik yükleme oranı (OLR) ve sülfat yükleme oranının (SLR), elektron vericilerinin ve tuzluluk oranlarının, membrandaki akı, transmembran basıncı, membran direnci, çözünür mikrobiyal ürün (SMP) ve hücre dışı polimerik madde (EPS) konsantrasyonu üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Reaktör, yaklaşık 409 gün ile 12 farklı periyotta işletilmiştir. İşletme süresince sisteme 1-12 aralığında değişen farklı KOİ/SO42- oranları; 7, 10 ve15 günlük HBS değerleri; 0,01-0,0417 g/Lgün aralığındaki OLR, 0,001-0,01 g/Lgün aralığındaki SLR değerleri ve 10 ile 20 g/L'lik NaCl konsantrasyonları uygulanmıştır. Membranın aşırı kirlendiği gözlendiğinde yeni membran modülü kullanılmış, işletim süresince toplamda 8 modülle çalışılmıştır. Her membran değişiminde reaktörden ve membran modülünden alınan numunelerde, SEM, EDX, FTIR, PBD ve bakteriyel analizler gerçekleştirilmiş, elde edilen sonuçlar işletme şartlarının membran kirlenmesi üzerindeki etkisi bakımından değerlendirilmiştir. Tüm çalışma boyunca membran kirlenmesi por tıkanmasından ziyade kek oluşumu sebebiyle meydana gelmiştir. Kek dirençleri por tıkanması sebebiyle oluşan dirençlerin yaklaşık 4,2 ile 242 katı olarak hesap edilmiştir. Kek oluşumu OLR'nin yüksek (0,04 g/Lgün) HBS'nin ise düşük olması (7 gün) ve karbon kaynağı olarak etanolün kullanılması nedeniyle elde edilen yüksek SMP ve EPS konsantrasyonları sebebiyle en çok Periyot 7'de (KOİ:6000 mg/L; SO42-:1000 mg/L; KOİ/SO42-:6; NaCl:10 g/L; SLR:0,006 g/Lgün) meydana gelmiştir. Sistemde iki elektron verici birlikte kullanıldığında membran kirlenmesi artmış, gözenek tıkanmasından kaynaklanan kirlenme azalmıştır. Membran gözenekleri daha çok organik kökenli kirlenme göstermiştir. En yüksek SMP ve EPS konsantrasyonları kirlenmenin en yüksek olduğu periyotlardan biri olan Periyot 8'de (KOİ:3000 mg/L; SO42-:3000 mg/L; KOİ/SO42-:1; HBS:10 gün; NaCl:10 g/L; OLR:0,01 g/Lgün; SLR:0,013 g/Lgün) gözlenmiştir. SEM ve EDX sonuçlarından membran gözeneklerinin daha çok organik kirlenmeye maruz kaldığı ve FTIR spektrumlarından da membran yüzeylerinde hidroksil fonksiyonel gruplarının, amid I grubunun, EPS ile bağlantılı grupların mevcut olduğu belirlenmiştir. Kek tabakası partikül boyut dağılımı daha çok 10-100 μm aralığında iken ikili organik karbon kaynağının kullanılması ile PBD'de 100-1000 μm aralığındaki daha büyük yapılı moleküller gözlenmiştir. Mikrobiyal analiz sonuçlarına göre elektron verici olarak asetatın kullanılması durumunda mikrobiyal çeşitliliğin daha az olduğu görülmüştür. KOİ/SO42- oranının 1'e kadar düşürülmesi baskın tür sayısının azalmasına neden olmuştur. g-proteobacteria grubuna ait bakterilerin 6-12. işletme periyotları boyunca reaktördeki baskın türler (%50) olduğu belirlenmiştir. Anahtar kelimeler: Membran Kirlenmesi, Transmembran Basıncı, Membran Akısı, Çözünür Mikrobiyal Ürün, Hücre Dışı Polimerik Madde, Batık Anaerobik Membran Biyoreaktör
Zeytin posası (Pirina) kullanılarak üretilen aktif karbon ile sulu çözeltiden sülfadiazin giderimi
Bu çalışmada ilk olarak zeytinyağı endüstrisi atığı olan pirinadan aktif karbon üretimi çalışması yapılmıştır. Pirinadan aktif karbon üretiminde aktifleştirici olarak KOH kullanılmıştır. Aktivasyon sıcaklığı ve KOH miktarının aktif karbon özelliklerine etkisini incelemek amacıyla farklı sıcaklıklarda ve emdirme oranlarında aktif karbon üretimi yapılmıştır. Ham pirina ve pirinadan üretilen aktif karbon BET, FTIR, SEM-EDX, TGA-DTA, XRD ve elementel analiz ile karakterize edilmiştir. Aktivasyon sıcaklığı ve emdirme oranının artması daha büyük spesifik yüzey alanına ve mikrogözenek hacmine yol açmıştır. En yüksek yüzey alanı 840 oC sıcaklıkta ve 1:4 (pirina/KOH) emdirme oranında 2451.770 m2/g olarak elde edilmiştir. Çalışmanın ikinci aşamasında üretilen bu aktif karbonlar arasında en yüksek yüzey alanına sahip olanı ile adsorpsiyon yöntemiyle sulu çözeltiden sülfadiazinin giderimi araştırılmıştır. Aktif karbon ile sülfadiazin adsorpsiyonu prosesine pH, sıcaklık, adsorbent dozu, temas süresi ve başlangıç sülfadiazin konsantrasyonunun etkisi incelenmiştir. pH:7, adsorbent dozajı 8 g/L, başlangıç sülfadiazin konsantrasyonu 20 mg/L ve sıcaklığın 25 oC olduğu optimum şartlarda sülfadiazin giderimi %99 civarında olmuştur. Langmuir ve Freundlich izoterm modelleri adsorpsiyon dengesini analizlemek için incelenmiştir. Deneysel veriler yalancı birinci derece ve yalancı ikinci dere kinetik modeller ile analizlenmiştir. Sülfadiazinin aktif karbon üzerine adsorpsiyonunun Langmuir izotermi ile en iyi şekilde tarif edildiği görülmüştür. Maksimum adsorpsiyon kapasitesi 66.2252 mg/g olarak bulunmuştur. Kinetik sonuçlar yalancı ikinci derece kinetik modeline uyum sağlamıştır. Termodinamik parametreler adsorpsiyon prosesinin kendiliğinden gerçekleşen ve ekzotermik yapıda olduğunu göstermiştir. Çalışmadan elde edilen sonuçlar, pirinadan üretilen aktif karbonun sülfadiazin gideriminde etkili olduğunu ortaya koymuştur.
Aktif karbon destekli heterojen katalitik sistemlerde sülfat radikalleriyle farmasötik grubu bazı organik kirleticilerin kimyasal oksidasyonu
Bu tez çalışmasında, farklı Kow değerlerine sahip farmasötik grubu bazı organik kirleticilerin persülfat ile heterojen katalitik oksidasyonları için üçlü biyokütle karışımından doğrudan kobalt ve demir tuzları ile impregnasyon-piroliz yöntemiyle aktif karbon destekli, manyetik özelliklere sahip katalizörler sentezlenmiştir. Sentezlenen katalizörler BET-yüzey alanı, toplam gözenek hacmi, por çapı, XRD, VSM, SEM-EDX, Boehm titrasyonu ve pHzpc analizleriyle karakterize edilmiştir. Sentezlenen her bir katalizör varlığında persülfat aktivasyonuyla sulu ortamlardaki; amoksisillin, asetaminofen, asetilsalisilik asit, siprofloksasin, diklofenak, eritromisin, fenoprofen, rifampisin ve tetrasiklin giderimi üzerine; katalizör tür ve miktarı, persülfat konsantrasyonu, temas süresi, pH ve yabancı iyon varlığı gibi parametrelerin etkileri incelenmiştir. Her bir molekül için optimize edilen şartlarda en etkin giderim verimlerinin elde edildiği katalizörün stabilitesi ve tekrar kullanım durumu da incelenmiştir. Ayrıca, konvensiyonel kimyasal çöktürme yöntemiyle de Fe- ve Co-esaslı katalizörler hazırlanmış ve optimize edilen şartlarda aynı deneyler yapılarak impregnasyon-piroliz yöntemiyle sentezlenen katalizörlerin karşılaştırılması yapılmıştır. İmpregnasyon-piroliz yöntemiyle sentezlenen her iki katalizörün geniş bir pH aralığında etkin olduğu, molekülleri persülfat aktivasyonuyla etkin bir şekilde mineralize ettiği ve cereyan eden reaksiyonun birinci mertebeden olduğu belirlenmiştir. Radikal söndürme deneyleriyle moleküllerin mineralizasyonunda sülfat radikalinin baskın olduğu tespit edilmiştir. İncelenen yabancı iyonlardan PO43-'ın metal iyonlarıyla çözünmeyen metal fosfatlar oluşturarak katalizör deaktivasyonuna neden olduğu, diğer iyonların ise daha düşük potansiyelli radikaller oluşturarak reaksiyon kinetiğini etkilediği belirlenmiştir. Kimyasal çöktürme yöntemiyle elde edilen katalizörlerin, her bir molekülü optimize edilen koşullarda kısmen mineralize edebildiği (%40) bulunmuştur. Bu nedenle; persülfat aktivasyonu için impregnasyon-piroliz yöntemiyle doğrudan biyokütlelerden aktif karbon destekli demir ve kobalt esaslı katalizörlerin elde edilmesi ve organik kirleticilerin gideriminde kullanılmasının avantajlı olduğu söylenebilir. Anahtar Kelimeler: Aktif karbon, Destek materyal, Katalizörler, Degradasyon, Farmasötik giderimi
Asit/baz üretimi için bipolar membran üretimi
Bipolar membranlar arafazları vasıtası ile suyu elektrik ortamında OH- ve H+ iyonlarına dönüştüren iyonik membranlar olarak adlandırılırlar. Bu tezin amacı asit ve baz geri kazanımında kullanılacak bipolar membranı üretmek ve bu membranları elektrodiyaliz hücresinde kullanmaktır. Bu çalışmada toplam 5 uygulama sunulmuştur. Birinci uygulamada (çözücüsü kloroform olan BPM) çeşitli anyon değiştirici ve kalınlıklar denenerek döküm yapılmıştır. İkinci uygulamada (Çözücüsü kloroform olan ve FeCl3 ile adsorplanan) ise birinci uygulama şartlarına ilave olarak FeCl3 ile muamele edilmiştir. Üçüncü uygulamada, birinci uygulamadan farklı olarak katyon ve anyon değiştirici tabakalar belli oranda karıştırılıp ara tabaka olarak dökülmüştür. Dördüncü uygulamada (Çözücüsü dimetilformamid olan) ise birinci uygulamadan farklı olarak çözücüsü dimetilformamid olan membranlar üretilmiştir. Son olarak beşinci uygulamada (Çözücüsü dimetilformamid olan ve polistrinden elde edilen PKMS'li), laboratuvar şartlarında polistrin'den poliklorometilstrin üretilip bipolar membranlar dökülmüştür. Çözücüsü kloroform olan bipolar membranların en düşük elektiriksel direnci 4.77 ohm ile 5 nolu membran, en yüksek membran direnci ise 290 ohm ile 2 nolu membran olmuştur. Benzer ölçümler diğer uygulama şartları için de belirlenmiştir. Çözücüsü kloroform olan ve FeCl3 ile adsorplanan en düşük bipolar membran direnci ise 9.24 ohm (17 nolu membran) en yüksek membran direnci ise 34 ohm (15 nolu membran) olarak hesaplanmıştır. Üçüncü uygulamada üretilen membranlar elektriği iletmemiştir. Çözücüsü dimetilformamid olan en düşük bipolar membran direnci 0.36 ohm (28 nolu membran), en yüksek membran direnci ise 4,32 ohm (36 nolu membran) olarak belirlenmiştir. Çözücüsü dimetilformamid olan ve polistrinden elde edilen PKMS'li bipolar membranların en düşük bipolar membran direnci 1,5 ohm (37 nolu membran), en yüksek membran direnci ise 9 ohm (45 nolu membran) olarak belirlenmiştir. Ayrıca çözücüsü kloroform olan bipolar membranların Na2SO4 tuzundan H2SO4 üretiminde pH 3.84'den 3.81'e ancak çözücüsü dimetilformamid olan bipolar membranlarda ise pH 3,7'den 2.57'e düşürüldüğü tespit edilmiştir. Aynı şekilde çözücüsü dimetilformamid olan ve polistrinden elde edilen PKMS'li bipolar membranlarda pH 3.95'den 2.55'e düşürülmüşken, çözücüsü kloroform olan ve FeCl3 ile adsorplanan membranlarının kullanıldığı asit üretimi performansında pH 3.84' den 3.12'ye düşürülmüştür. Ayrıca tez kapsamında baz üretimi denemeleride yapılmıştır. Bu kapsamda çözücüsü dimetilformamid olan bipolar membranlar pH'yı 10.96 dan 11.62'ye yükseltmiştir. Çözücüsü dimetilformamid olan ve polistrin'den elde edilen PKMS'li bipolar membranlar ise baz üretiminde pH'yı 9.15'den 10.35'e yükseltmiştir. Anahtar kelimeler: Bipolar membran, elektrodiyaliz, klorometilasyon, elektiriksel direnç
Donma-çözülme olaylarının çinko ekstraksiyon atığı ve stabilize/solidifiye ürünlerinin fiziko-kimyasal özellikleri ve kirletici salınımı üzerine etkisi
Ağır metal içerikli atıklar toksisiteleri nedeniyle genellikle tehlikeli atık olarak kabul edilirler. Bu nedenle gelişigüzel deşarjları ve düzensiz depolanmaları çevre mevzuatlarınca yasaklanmıştır. Bu tür atıklar genellikle uygun yöntemlerle stabilize/solidifiye edilerek bertaraf edilmektedirler. Stabilizasyon/solidifikasyonda (S/S); atığın çözünen bileşenleri çözünmeyen bileşiğine, toksik bileşenler toksik olmayan türlerine dönüştürülmekte ve atık uygun bağlayıcılarla genellikle yekpare hale getirilerek çevreyle temas eden yüzeyi küçültülmekte veya kapatılmaktadır. Stabilize/solidifiye edilen bu ürünler yapısal sağlamlık ve salınım testlerine tabi tutulmakta ve mevzuatlara uygun hale gelenler deşarj edilmektedir. Ancak, gerek atıklar ve gerekse de stabilize/solidifiye ürünleri depolanmaları sırasında donma-çözülmeye maruz kalarak dağılmakta ve bazı fiziko-kimyasal özelliklerinde değişiklikler meydana gelebilmektedir. Bu durumda atık yapısal olarak dağılacak ve yüzey alanındaki büyümeler nedeniyle muhtemelen tehlikeli bileşenler yeniden çözünme eğilimine geçebilecektir. Donma-çözülme etkisi yapı malzemeleri üzerinde de büyük bir risk teşkil ettiği için detaylı olarak incelenmiş ve yapısal bozulmaya sebep olduğu ispatlanmış olmasına rağmen, katı atıklar ve stabilize/solidifiye ürünler üzerine ne denli etkiye sahip olduğu şu ana kadar incelenmemiştir. Bu noktadan hareketle yapılan bu tez çalışmasında; ağır metal içeriği nedeniyle tehlikeli atık sınıfına giren çinko ekstraksiyon atığının çimento, uçucu kül ve alkali fosfat ve bunların karışımıyla hazırlanan stabilize/solidifiye ürünleri üzerine donma-çözülme olaylarının etkisi incelenmiştir. Stabilizasyondaki değişimler TCLP, EC/2003 ve Eluat testleriyle, solidifikasyondaki değişimler ise basınç dayanım testleriyle incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar; donma-çözülme olaylarının S/S ürünlerinden kirleticilerin salınımını artırdığı ve solidifikasyonu yani yapısal sağlamlığı bozduğu ve bozulmaların kullanılan S/S reaktifi türüne bağlı olarak değiştiğini ortaya koymuştur.
İleri biyolojik atıksu arıtma tesislerinde çamur yönetimi
Ülkemizde sayısı sürekli artan ileri biyolojik atıksu arıtma tesislerindeki fosfor ve karbon giderimi kaynaklı proses sonucunda arıtma çamuru meydana gelmektedir. Eşdeğer nüfusu yüksek olan tesislerde, atıksu kirlilik yükleri artmakta ve her gün tonlarca çamur oluşmaktadır. Bu durum, ileri biyolojik atıksu arıtma tesislerinde çamurun doğru değerlendirilmesi ve bertarafını içeren yönetimin belirlenmesini zorunlu kılmıştır. Tez çalışması, Malatya İleri Biyolojik Atıksu Arıtma Tesisi'nin dizayn değerleri ve 2017-2018 işletme verileri dikkate alınarak hazırlanmıştır. 2017-2018 yılları arasında ortalama 99.312 m3/gün debide atıksuyun arıtıldığı ve %16-20 katı madde içeren 73 ton/gün çamurun oluştuğu artıma tesisinin 2.kademe artışı incelenmiştir. Kademe artışıyla tesise gelecek kirlilik yükü, oluşacak ön ve son çöktürme çamur miktarları, çamurun biyogaz üretimine etkisi, çamur kurutma ve bertaraf seçenekleri değerlendirilmiştir. 2. kademeyle birlikte arıtma tesisi kapasitesinin 850.000 eşdeğer nüfusa artacağı hesap edilmiştir. Ön ve son çöktürme çamurları anaerobik çürütücülerde stabilize edilmiş ve çamurun organik kısmı azalmıştır. Çamur susuzlaştırma ünitesinden nihai olarak, %25 KM içeren 75 ton/gün çıkan çamur oluşacağı hesap edilmiştir. İnşa edilecek anaerobik çürütücülerde oluşan biyogaz ile tesisin en az %30 enerji tüketiminin biyogazdan karşılanacağı hesap edilmiştir. Çamur kurutma sistemlerinin nihai bertaraf seçeneğine göre değerlendirilmesi yapılmıştır. Malatya ili özelinde sürdürülebilir yöntemler üzerinde yapılan değerlendirmede, tesiste üretilecek stabilize çamurun en ekonomik bertaraf yöntemi düzenli depolamadır. Ancak bu seçenek depolama alanın kısıtlı olması sebebiyle uygun görülmemiştir. Anaerobik stabilzasyon sonrasında solar kurutma ile toprakta kullanım uygun görülmüştür. Ayrıca termal kurutmayla ≥ %90 KM değerine ulaşan çamurun termal olarak da bertaraf edilebileceği değerlendirilmesi yapılmıştır.
Sulu çözeltilerden astrazon orange G boyar maddesinin TiO2 ve ZnO fotokatalizörleriyle gideriminin incelenmesi
Organic contaminants from textile effluents are harmful to the environment by degrading the quality of the aquatic environment. So, these contaminants must be reduced to levels that are not harmful to the environment before disposal. Among the available chemical methods, heterogeneous photocatalytic oxidation has been found particularly effective in removing a large number of persistent organics in water. In this study, photocatalytic removal of Astrazon Orange G dye, which is widely used in the textile industry was investigated. Photocatalytic degradation was carried out in an air-fed and batch column reactor, titanium dioxide, zinc oxide photocatalysts, and a UV-C light source. The effects of certain parameters such as the amount of catalyst, initial concentration of dye, pH of the solution, air flow rate, and temperature were examined. Optimum pH values for dye and TOC removals were determined as 10 and 6, respectively. The central composite design of response surface methodology was used to optimize the effect of initial dye concentration, amount of catalyst, and reaction time. Optimal conditions for photodegradation of dye, were a dye concentration of 150 mg/L, the reaction time of 70 minutes, and the amount of catalyst of 7.5 g L-1 using TiO2 and 8.6 g L-1 in using ZnO. Maximum dye and TOC removal yields were determined as 98.5% and 67.9% for TiO2 whereas 95.62% and 38.13%, for ZnO, respectively. The zero and first-order kinetic models were applied and reaction kinetics were found to follow the first-order type kinetic model. Finally, the process was applied to synthetic wastewater to investigate the potential performance of the method.
Metan-karbondioksit gaz karışımından membran yöntemi ile metanın saflaştırılması
Biyogazın depolanma, nakledilme ve araçlarda yakıt olarak kullanılabilmesi için onun enerji değerini azaltan karbondioksit, su buharı ve hidrojen sülfür gibi kimyasalların biyogazdan ayrıştırılması gerekmektedir. Bu kimyasallar arasında en büyük yüzdeye sahip olan karbondioksitin giderimi için uygulanan geleneksel yöntemlere alternatif olarak son yıllarda membran ayırma tekniği gittikçe artan bir önem kazanmıştır. Membran prosesler, az enerji tüketmelerinin yanı sıra; düşük sıcaklık ve düşük gaz akım hızlarında çalışabilmeleri, modüler olmaları ve basitlikleri nedeniyle uygulanabildikleri alanlarda tercih edilmektedir. Bu çalışmada biyogaz içindeki karbondioksiti ayırmak amacıyla hidrofobik, poroz, polisülfon membran kullanılmıştır. Karbondioksit poroz membrandan doğru akmakta olan su ve kalsiyum hidroksit çözeltisi içine absorplanmıştır. Karbondioksit giderim verimi farklı gaz ve sıvı akış hızlarında incelenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre karbondioksit giderimi gaz akım hızındaki azalma ile artmış, absorpsiyon sıvısı akış hızındaki artış ile artmıştır. Maksimum CO2 giderimi gaz akış hızı 122,5 ml/dk, sıvı akış hızı 1000 ml/dk ve absorpsiyon sıvısı olarak musluk suyu kullanıldığında elde edilmiştir Anahtar Kelimeler: Metan-Karbondioksit, Gaz Ayrımı, Membran Yöntemi, Metanın Saflaştırılması
Yüksek azot ve fosfor içeren atıksuların ardışık anaerobik-fotobiyoreaktör membran sistemleri ile arıtılması
Bu çalışma, biyodizel üretimi için potansiyel bir aday olarak lipit içeren Chlorella vulgaris'in atıksulardaki nütrient giderme verimlerini ve mümkün olan gelişimlerinin belirlenmesini amaçlamaktadır. Bu amaçla mikroalgler, 12 saat süre ile 12000 lüx ışık yoğunluğu sterilize edilmiş havalandırma şartlarında anaerobik membran biyoreaktör (SAnMBR) çıkış suları ile birlikte bir batık membran foto-biyoreaktör (SMPBR)'e yerleştirilmiştir. Bu çalışmada, laboratuar şartlarında Chlorella vulgaris'in büyüme performansı SAnMBR çıkış sularıyla belirlenmiştir. Hem SAnMBR hem de SMPBR sistemlerinin nutrient uzaklaştırma verimleri de araştırılmıştır. SMPBR ve SAnMBR için deneylerin tümü, sürekli akış şartlarında sürdürülmüştür. Deneyler laboratuarda, SMPBR için ortalama 25 0C de ve SAnMBR için 37 ° C de 18 günlük bir sürede yapılmıştır. Bu koşullar altında, 18 günlük sürekli çalışmalar sonucunda, SAnMBR, yüksek azot ve fosfor içeren atıksulardan amonyum, toplam azot, toplam fosfor ve toplam organik karbon (TOK)'nu sırasıyla % 7,58–55,89, % 14,35–31,38, % 1.80–19,44 ve % 96,35–98,78 oranında giderilebilmiştir. Sonuçlar ayrıca 18 gün sürekli çalışmalar neticesinde SAnMBR çıkış sularıyla beslenen SMPBR'de, amonyum, toplam azot, toplam fosfor ve toplam organik karbon (TOK)'un sırasıyla, % 27,88–67,52, % 23,29–88,29, % 0,45–24.74 ve % 6,08-51,93 giderilebileceğini göstermiştir. Sonuçlar aynı zamanda entegre sistem ile, güçlü atıksulardan amonyum, toplam azot, toplam fosfor ve toplam organik karbon (TOK)'un sırasıyla, % 34,14–81,52, % 38,27–90,67, % 7,41–26,85 ve % 97,19–98,89 giderilebileceğini ortaya koymuştur. Bulgularımıza göre, Chlorella vulgaris biyodizel üretimi için önemli miktarda lipit içermektedir. Atıksu aynı zamanda yüksek miktarlarda nütrient sağlamaktadır. Sonuçlar atıksuyun üçüncül arıtımı ve biyodizel üretimi için Chlorella vulgaris kullanılabileceğini göstermiştir. Anahtar Kelimeler: Atıksu, Chlorella vulgaris, Mikroalgler, üçüncül arıtma, nutrient giderimi.
Lipit içerenmikro alglerin (Chlorella emersonii ve Botryococcus braunii) atıksuların ileri arıtımında kullanımı
The Use in of Advanced Treatment of Wastwewater of Lipids Containing Microalgae (Chlorella emersonii and Botryococcus braunii) This work aims to analyze the possibility of growing lipid containing microalgae Chlorella emersonii and Botryococcus braunii'in wastewater as a potential candidate for biodiesel production. In this study, the growth performances of C.emersonii and B. Braunii were determined in the laboratory with synthetic wastewater. Nutrient removal efficiencies of microalgae were also investigated. Each trial was done for a period of 13 days in the laboratory at average 25 0C. Under these conditions, results for synthetic wastewater revealed average lipid contents of C.emersonii ve B. braunii 37-43 % and 31-34 % of dry-weight (dwt) biomass, respectively. The results showed that by the end of a 13-day continuous culture, B.braunii could remove ammonia nitrogen, total phosphorus, and total organic carbon (TOC) by % 81-97, % 94-99 and % 60-83, respectively from synthetic wastewater and the results also showed, C. emersonii could remove ammonia nitrogen, total phosphorus, and total organic carbon (TOC) by 82-93 %, 93-98% and 62-81 % respectively from synthetic wastewater. According to our findings, B.braunii and C. emersonii contains significant amounts of lipids for biodiesel production. At the same time high nutrient removal from wastewater is provided. For this reasons, these species both for the tertiary treatment of wastewater and for biodiesel production can be used. Key words: Wastewater, Microalgae, Biodiesel, Tertiary Treatment, Nutrient Removal, Lipid Production.
Tetrasiklinlerin sulu ortamlarda bimetalik Cu/Fe nanopartikülü ile sorpsiyon ve parçalanma mekanizması
Bu çalışmada tetrasiklinlerin sulu ortamlarda bimetalik Cu/Fe nanopartikülü ile sorpsiyon ve parçalanma mekanizması incelenmiştir Sulu ortamdan tetrasiklin (TC), oksitetrasiklin (OTC), klortetrasiklin (CTC) antibiyotiklerin giderme verimi üzerine pH, bimetalik partikül dozajı ve sıcaklık gibi deneysel değişkenlerin etkisini değerlendirmek için yapılmıştır. Bunun yanı sıra maksimum tetrasiklin gideriminin sağlandığı optimum işletme şartlarında tetrasiklinlerin parçalanma ürünleri belirlenmiştir. Çalışmadan elde edilen sonuçlar tetrasiklin (TC), oksitetrasiklin (OTC), klortetrasiklin (CTC) gideriminin büyük ölçüde pH'a bağlı olduğunu göstermiştir.Optimum koşullarda %90'ınüzerinde tetrasiklin giderimi elde edilmiştir. Tetrasiklinlerin giderimi esas olarak bimetalik partikül yüzeyinde adsorpsiyonla gerçekleşmiştir. Langmuir ve Freundlich adsorpsiyon modelleri deney verilerine ve sonuçlarına uygulanmış ve sonuçlar Langmuir modeline uymuştur. Yalancı birinci dereceden ve yalancı ikinci dereceden modeller adsorpsiyon kinetiklerini açıklamak için kullanılmış ve adsorpsiyon kinetiklerinin yalancı ikinci derece kinetiğine uyduğu bulunmuştur. Anahtar Kelimeler:Tetrasiklin, Adsorpiyon, Bakır/Demir Bimetalik Partikülü.
Doğu ve Güneydoğu Anadolu'daki evsel atık su arıtma tesislerinin çok yönlü değerlendirilmesi
Atıksular suyun evlerde, sanayide ve ticari faaliyetlerde kullanılması sonucu kirlenmesiyle oluşur. Atıksu arıtımı, çeşitli kullanımlar sonucu oluşan atık suların deşarj edildikleri alıcı ortamın fiziksel, kimyasal, bakteriyolojik ve ekolojik özelliklerini değiştirmeyecek hale getirmek için uygulanan fiziksel, kimyasal ve biyolojik proseslerin birini ya da birkaçını kapsamaktadır. Evsel atıksuların arıtıma işlemi mekanik, biyolojik ve kimyasal proseslerden oluşan arıtma kademelerinde gerçekleştirilir. Birinci kademe arıtma mekanik ve fiziksel proseslerden, ikinci kademe biyolojik proseslerden, üçüncü kademe, ileri arıtma proseslerinden oluşur. Mevcut atık suya bu işlemlerden hangisinin uygulanacağının belirlenmesi, atıksuyun karekterizasyonun doğru belirlenmesine bağlıdır. Evsel atıksular için genelde fiziksel ve biyolojik arıtma yöntemleri tercih edilirken, endüstriyel atıksuların arıtımı için kimyasal yöntemler kullanılmaktadır. Atıksuyun, deşarj edileceği alıcı ortamın standartlarını sağlayacak şekilde arıtılması gerekir. Bu çalışma da, Doğu ve Güneydoğu Anadolu bölgesinden laboratuvarları mevcut olan ve arıtma kademelerinin birkaçına sahip olan Arıtma Tesisleri hakkında araştırma çalışmaları yapılmış, bununla elde edilecek verilerin hem bilimsel olarak daha fazla kapsamlı olması hemde elde edilecek verilerin somut olması ve bilimsel olarak yorumlanabilmesi amaçlanmıştır. Öncellikle arıtma tesislerinin prosesi, Atık suyu Arıtma Yöntemi, tasarımı, arıtma tipi, işletimi, tesis verimi ve işletmede karşılaşılan sorunlar gibi konularda araştırma ve incelemeler yapılmıştır. Bu araştırma ve incelemeler sonucunda elde edilecek bilgiler ışığında arıtma tesislerinde karşılaşılan problemler, çözüm yöntemleri gibi konular hakkında bazı değerlendirmeler yapılmıştır.
Hidrojene ve oksijene dayalı membran biyofilm reaktörlerinde klortetrasiklin giderimi
ÖZET Antibiyotikler, insan ve hayvanlarda tedavi edici amacıyla kullanılan farmasotik grubu kimyasallardır. Yaygın kullanımları nedeniyle atıksular da ve alıcı ortamda yaygın olarak bulunan önemli bir mikrokirletici grubunu oluşturmaktadır. Mikro seviyelerdeki varlıklarıyla bile sucul ortamlarda olumsuz etkiye sahip olan bu kimyasal grubunun sulardan giderilmesi gerekmektedir. Bu çalışmada, hidrojene ve oksijene dayalı membran biyofilm reaktör (MBfR) sisteminde eş zamanlı klortetrasiklin (CTC) ve azotlu bileşiklerin giderimi incelenmiştir. Bu amaçla; MBfR sistemde CTC ve azotlu bileşiklerin giderimi üzerine, hidrolik bekleme süresi, H2/O2 kısmi basıncın etkisi incelenmiş ve araştırılan şartlar altında ECTC, ACTC ve EACTC gibi CTC parçalanma ürünlerinin varlığı takip edilmiştir. Ayrıca, sistemde kullanılan membran yüzey alanları dikkate alınarak her iki reaktör için kirletici yüzey akıları ve giderim akıları hesaplanmıştır. H2-MBfR da biyolojik indirgenme mekanizmasını anlamak için elektron verici olarak H2, birinci elektron alıcı olarak nitrat ve ikincil elektron alıcı olarak da CTC kullanılırken, O2-MBfR da biyolojik oksidasyon için birincil elektron alıcısı olarak O2 kullanılırken, birincil elektron verici olarak NH4-N ve ikincil elektron verici olarak da CTC kullanılmıştır. Çalışma süresince H2-MBfR sistemi, 0.4-0.5 ppm CTC, 20-25 ppm NO3-N, 2 – 6 psi H2 gaz basıncı ve 1-15 saat hidrolik bekleme sürelerinde (HRT) işletilirken, O2-MBfR sistemi ise 0.1-0.4 ppm CTC, 20-25 ppm NH4-N, 2 – 6 psi O2 gaz basıncı ve 2.5 - 18 saat arası HRT'de işletilmiştir. H2-MBfR da, eş zamanlı giderilen maksimum CTC ve NO3-N verimleri % 96 ve % 99, O2-MBfR da ise eş zamanlı giderimi gerçekleştirilen CTC ve NH4-N verimleri % 70 ve % 100 olduğu belirlenmiştir. H2-MBfR da CTC ve NO3-N maksimum kirletici yüzeysel yükleri ve giderim akıları sırasıyla 185.04, 8280 mg/m2.g ve 71.64, 2520 mg/m2.g olarak belirlenmiştir. O2-MBfR sisteminde ise, CTC ve NH4-N kirletici yüzeysel yükleri ve giderim akıları sırasıyla 14.51, 1612,8 mg/m2.g ve 3,72, 1566 mg/m2.g olduğu hesaplanmıştır. Ayrıca her iki sistemde kirletici-gaz eşdeğeri akıları da hesaplanmış olup, herbir NO3-N akısının 0.357 katı H2 eşdeğeri, NH4-N akısının 4.57 katı O2 eşdeğeri yine azotlu kirleticiler ile eş zamanlı giderilen H2-MBfR'nde herbir CTC akısının 0.178 katı oranında H2 eşdeğer akısı ve O2-MBfR'nde CTC akısının 1.86 katı oranında O2 eşdeğer akısı hesaplanmıştır. İncelenen şartlar altında, H2-MBfR sisteminde ECTC, ACTC ve EACTC konsantrasyonlarının 28, 6, 1 ppb, O2-MBfR da ise 7, 4 ve 1 ppb olduğu belirlenmiştir. Anahtar kelimeler: MBfR, CTC, Akı, Parçalanma Ürünleri, Nitrifikasyon, Denitrifikasyon
Kömürden kükürt giderimi
Hava kirliliğinde büyük paya sahip olan kömür; yakıt olarak kullanıldığında çevresel açısından zararlı ve yüksek oranda kirletici bileşenler ortaya çıkarır. Kömür kullanımında çevreyi etkileyen faktörler; partiküler madde, SOX, NOX ve diğer gaz ürünlerle birlikte atıkların salınması problemidir. Kömürden kükürt giderimi için günümüze kadar birçok yöntem geliştirilmiştir. Bu çalışmada uygulama, maliyet ve işletim açısından uygun ve yenilik getirebilecek meşe külü kullanılarak kömürden kükürt giderimi amaçlanmıştır. Bu amaçla kükürt içeriği farklı olan dört adet kömürde farklı miktarlarda meşe külü kullanılarak kükürt giderim verimleri tespit edilmiştir. Numunelerin organik kükürt analizleri de yapılmış fakat meşe külünün organik kükürt giderimi üzerine önemli bir etkisinin olmadığı gözlenmiştir. Ayrıca karbon ve kalori değerleri de belirlenmiş ve bu değerlerin çok fazla değişim göstermediği belirlenmiştir. İki farklı miktardaki meşe külü uygulamasında kükürt giderim veriminin meşe külünün miktarı ile arttığı belirlenmiştir. Ermenek kömürü toplam kükürt giderim veriminin, meşe külü miktarına bağlı olarak %17 ile % 47 arasında olduğu yapılan analizler sonucunda tespit edilmiştir. Piritik kükürt giderim veriminin ise %13 ile % 60 arasında olduğu tespit edilmiştir. Analizler sonucunda meşe külünün organik kükürtü önemli miktarda etkilemediği görülmüştür. Aynı şekilde meşe külünün karbon değerlerini de pek fazla etkilemediği gözlemlenmiştir. Tunçbilek kömürü toplam kükürt giderim veriminin %8 ile % 59 arasında olduğu belirlenmiştir. Piritik kükürt giderim verimi ise uygulanan meşe külü miktarına bağlı olarak %15 ile %28 arasında değişim göstermiştir. Organik kükürtün meşe külü ile yapılan analiz sonucu önemli düzeyde etkilenmediği tespit edilmiştir. Karbon değerlerinde pek fazla değişim gözlenmemiştir ve meşe külünün, kömürün kalori değerini etkilemediği de tespit edilmiştir. Sorgun kömürü toplam kükürt giderim veriminin % 20 ile % 29 arasında olduğu tespit edilmiştir. Piritik kükürt giderim veriminin ise % 42 ile % 58 arasında olduğu belirlenmiştir. Organik kükürt değerlerini, meşe külünün anlamlı düzeyde etkilemediği de tespit edilmiştir. Burdur kömürü toplam kükürt giderim verimi %26 ile %41 arasında olduğu belirlenmiştir. Piritik kükürt giderim verimi ise % 25 ile % 54 arasında olduğu tespit edilmiştir. Meşe külünün, kömür bünyesindeki organik kükürtü ve kömürün karbon değerlerini dikkate değer düzeyde etkilemediği tespit edilmiştir. Bir diğer yönden ilave edilen potasyum hidroksitin kükürt giderim verimi üzerinde daha etkili olduğu tespit edilmiştir. Bu nedenle potasyum hidroksitin meşe külü ile birlikte uygulamasının kükürt giderimini arttırdığı sonucuna varılmıştır. Anahtar Kelimeler: Kömür, Kükürt, Meşe Külü, Karbon, Giderim,
Dicle Üniversitesi kampüs alanı içerisinde atık yönetim planının araştırılması ve atıkların kompozisyonunun belirlenmesi
Bu çalışmanın amacı, Dicle Üniversitesi yerleşkesinde sürdürülebilir bir çevre programında kampüs alanına en uygun ve yönetmeliklerdeki şartları da sağlayacak kampüs alanı, katı atık yönetim planını oluşturmaktır. Araştırma tarama türünde betimsel bir çalışmadır. Bu araştırmada evreni 2015-2016 eğitim öğretim yılında Dicle Üniversitesinde okuyan öğrencilerinden oluşmaktadır. Üniversite öğrencilerinin evrenini temsil etmek üzere 742 öğrenci örneklem olarak seçilmiştir. Görüşleri alınan öğrenci kitlesi, tesadüfi örneklem seçimi yöntemi ile fakülte/bölüm bazında seçilmiştir. Verilerin toplanması için araştırmacı tarafından geliştirilen "Çevre Bilinci" anketi kullanılmıştır. Kullanılan veri toplama aracı üniversite öğrencilerinin demografik özelliklerini ve Dicle Üniversitesi kampüs alanı içerisinde karşılaştıkları çevre sorunları ve bu sorunlara ilişkin çözüm önerileri, çevre bilinç düzeylerini belirlemeye yöneliktir. Yapılan çevre bilinci anketinde öğrencilerin % 96,5'i çevresel faaliyetler gösteren herhangi bir sivil toplum kuruluşuna üye değillerdir, % 51'i çevre etkinliğine katılmış, % 87,3'ü kampüste çevre eğitimi olmasını istemektedir. % 39,8'i kampüs sahasındaki en önemli çevresel sorunun katı atıklar ve çöpler olduğunu düşünmektedir. % 56,1'i kampüste herhangi bir çevre sorunu ile karşılaştığında hiçbir şey yapmayacağını belirtmiştir. % 62,5' lik oranla çevre sorunlarının en önemli nedeni eğitimsizlik ve sorumsuzluk olarak öne çıkmaktadır. % 50,8'i geri döşüm hakkında bilgi sahibi iken % 43,9'u geri dönüşüm ambalajlarını çöpe atmamaya özen göstermektedir. % 48,8'i kampüs alanındaki yeşil alanların yetersiz olduğunu belirtmektedir. % 71'i atık piller için ayrı bir uygulama yapmayıp çöpe atmaktadır. Kampüs sahasındaki çevre sorunlarının çözümü adına % 23,3'lük oranda bütün eğitim birimlerinin müfredatına çevre bilinci dersi eklenmesini talep etmektedir. Kampüste evsel nitelikli çöpler, inşaat ve hafriyat atığı, yeşil alanlardan kaynaklanan park ve bahçe atıkları, geri dönüşüm atıkları, tehlikeli atıklar, tıbbi atıklar, atık piller türünde atıklardan oluşmaktadır. Yapılan çevre bilinci anketinden çıkan sonuçlar dikkate alınarak ve kampüs sahasında oluşan atıkların çevreye uygun şekilde bertaraf edilmesi veya değerlendirilmesi için atık yönetimi yönetmelikleri doğrultusund
Badem kabuğu ile kayısı ve şeftali çekirdeğinden hazırlanan ligno-selülozik karışımdan kimyasal aktivasyonla aktif karbon eldesi
ÖZET Aktif karbonlar; yüksek yüzey alanı, gözenek hacmi ve adsorptif özellikleri nedeniyle çevre, kimya, ilaç ve gıda endüstrisinde adsorbent, katalizör, katalizör destek malzemesi ve elektrot malzemesi olarak yaygın bir şekilde kullanılan malzemelerdir. Bu nedenle aktif karbona olan ihtiyaç günden güne artmaktadır. Aktif karbonlar yüksek karbon ve düşük inorganik madde içeriğine sahip materyallerden fiziksel ve/veya kimyasal aktivasyon işlemleriyle elde edilirler. Aktif karbonlar; kullanılan ham madde, aktivasyon metodu ve şartlarına bağlı olarak nispeten pahalı adsorbentlerdir. Yüksek maliyeti yaygın kullanımını sınırlandırmaktadır. Aktivasyonda uygulanan temel işlemler değiştirilemediğinden, daha düşük maliyetli aktif karbonlar elde edebilmek amacıyla, son zamanlarda ekonomik değeri olmayan veya çok düşük olan bitkisel artık ve atıkların bu amaçla kullanılabilirliği araştırılmaktadır. Bu çalışmada; tarım/gıda endüstrisinin birer artığı olan badem kabuğu ile kayısı ve şeftali çekirdeği karışımından hazırlanan üçlü hammaddeden fiziksel ve kimyasal aktivasyon yöntemleriyle farklı iki aşamada aktif karbon elde edilmiştir. Birinci aşamada; saf karbondioksit atmosferinde farklı sıcaklıklarda fiziksel aktivasyonla, ikinci aşamada ise farklı ZnCl2/üçlü karışım oranlarında çinko klorürle, farklı süre ve sıcaklıklarda kimyasal aktivasyona tabi tutulan karışımın saf karbondioksit atmosferinde farklı sıcaklık ve sürelerde karbonizasyonuyla aktif karbonlar elde edilmiştir. Elde edilen aktif karbonlar; BET yüzey alanı, toplam gözenek hacmi, por çapı, kül içeriği, elementel analiz, pHzpc, FTIR, Boehm titrasyonu, termogravimetrik (TG) ve SEM analizleriyle karakterize edilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre; fiziksel aktivasyonla tatminkar özelliklere sahip aktif karbonların elde edilemediği ancak ZnCl2 kimyasal aktivasyonuyla ticari aktif karbon özelliklerine sahip aktif karbonların elde edilebildiği belirlenmiştir. Özellikle impregnasyon oranı, süresi ve sıcaklığı ile karbonizasyon sıcaklığının aktif karbon özellikleri üzerinde önemli etkiye sahip olduğu tespit edilmiştir. Üçlü ham madde karışımının 15/40 ve üzerinde ZnCl2/üçlü karışım oranında ZnCl2 ile 25°C'de 24 saat kimyasal olarak aktive edilip, 700°C sıcaklıkta, 60 dk süreyle karbonize edilmesiyle ticari özelliklere sahip aktif karbonlar elde edilmiştir. Bu şartlarda elde edilen aktif karbonların; 792.33 – 2073.04 m2/g arası BET yüzey alanı, 0.2302 – 1.0918 cm3/g arası toplam gözenek hacmi, 1.8332 – 2.4700 nm arası por çapı, % 0.16 - 0.30 arası kül içeriği, 5.68 – 6.59 arası pHzpc değerine sahip olduğu ve yüzeylerinde asidik fonksiyonel grupların baskın olduğu belirlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Aktif Karbon, Piroliz, Badem Kabuğu, Şeftali Çekirdeği, Kayısı Çekirdeği, Aktivasyon, Karbonizasyon
Elazığ Organize Sanayi Bölgesi ve hayvan ürünleri organize sanayi bölgesi atıksularının özellikleri ve arıtılabilirlik çalışmaları
Bu çalışmada, Elazığ Organize Sanayi Bölgesi (EOSB) ve Elazığ Hayvan Ürünleri Organize Sanayi Bölgesi (EHÜOSB) atıksularının özelliklerinin belirlenmesi ve jar testi ile fizikokimyasal arıtılabilirliklerinin araştırılması amaçlanmıştır. Bu amaçla, EOSB ve EHÜOSB ortak kanallarından atıksu numuneleri alınmış ve atıksu özelliklerini belirlemek için, atıksu örneklerinin fiziksel, kimyasal ve biyolojik özellikleri incelenmiştir. Sıcaklık, iletkenlik, çözünmüş oksijen (ÇO), pH, biyokimyasal oksijen ihtiyacı (BOİ5), kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ), askıda katı madde (AKM), toplam azot (TN), toplam fosfat, toplam krom (Cr), bakır (Cu), kurşun (Pb), çinko (Zn), kadmiyum (Cd) ve demir (Fe) gibi ağır metal analizleri, toplam koliform ve fekal koliform analizleri yapılmıştır. Fizikokimyasal arıtılabilirlik çalışmalarında koagülant olarak FeCl3.6H2O ve Al2(SO4)3.18H2O (alüm), koagülant yardımcısı olarak da anyonik polielektrolit kullanılmıştır. Jar testi deneylerinde optimum koagülantların belirlenmesinde, optimum kogülantlara pH'ın etkisi ve optimum koagülantlar ile anyonik polielektrolitin birlikte kullanılmasında KOİ, AKM ve TN giderim verimlerindeki değişimler incelenmiştir. EOSB atıksu numuneleri için optimum demir (III) klorür dozu 200 mg/L ve optimum alüm dozu 400 mg/L'dir. KOİ, AKM ve TN en yüksek giderim verimleri sırasıyla optimum demir (III) klorür dozu için %61,4 %96,1 ve %53,4, optimum alüm dozu için %76,5, %96,4 ve %63,9 olarak bulunmuştur. EHÜOSB atıksu numuneleri için ise optimum demir (III) klorür dozu 400 mg/L ve optimum alüm dozu 600 mg/L olarak bulunmuştur. EHÜOSB atıksularının optimum demir (III) klorür ve alüm dozları için KOİ, AKM ve TN en yüksek giderim verimleri sırasıyla optimum demir (III) klorür dozu için %73,4, %90,5 ve %55,7, optimum alüm dozu için %62,5, %94,1 ve %56,3 olarak bulunmuştur. EOSB ve EHÜOSB atıksuları üzerine optimum kogülantlar ile birlikte polielektrolit denemeleri de yapılmış olup en iyi giderim verimleri optimum alüm dozunda sağlanmıştır. EOSB atıksuyunda 400 mg/L alüm + 10 mg/L anyonik polielektrolit ilavesiyle KOİ, AKM ve TN en yüksek giderim verimleri sırasıyla %66,2, %99,1 ve %41 olarak bulunmuştur. EHÜOSB atıksuyunda 600 mg/L alüm + 60 mg/L anyonik polielektrolit ilavesiyle KOİ, AKM ve TN en yüksek giderim verimleri sırasıyla %76,7, %96,1 ve %45,5 olarak bulunmuştur. İki organize sanayi bölgesi atıksu özelliklerini belirlemede ve fizikokimyasal arıtılabilirlik çalışmalarında elde edilen sonuçlar Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği (2004)'e göre değerlendirilmiştir. Anahtar kelimeler: Organize Sanayi Bölgesi, Fizikokimyasal Arıtılabilirlik, Atıksu Özellikleri
As (V) removal from aqueous solutions with magnetic activated carbon prepared from almond shell, apricot and peach stones mixture
Arsenic pollution, which has serious carcinogenic and toxic effects even at very low concentrations, has been a serious problem for public health for a long time. Arsenic pollution in drinking water and water resources in many countries around the world continues to threat human health. Arsenic contamination is caused by natural processes such as mineral weathering and dissolution resulting from a change in the geo-chemical environment to a reductive condition and by human activities such as mining wastes, petroleum refining, sewage sludge, agricultural chemicals, ceramic manufacturing industries and coal fly ash. It occurs in the forms of organic (usually occurs less than 1 μg/L in natural conditions) and inorganic in waters. Arsenate (As(V)) is the predominant and stable inorganic arsenic form in the oxygen-rich aerobic environments, while arsenite (As(III)) occurs (above pH 9.3) in reducing anaerobic environments. Owing to epidemiological evidence linking arsenic and cancer, maximum concentration level in drinking water has been limited to 10 µg/L by WHO. Many treatment technologies have been developed such as oxidation, lime precipitation, coagulation/filtration, adsorption, ion exchange and membrane processes to remove arsenic from water. Among these methods, adsorption method seems to be promising. Activated carbon is the most widely used adsorbent. Particularly, it can be obtained the most suitable adsorbents for different pollutants by modifying its surface properties. In this study; two magnetic activated carbons were prepared from almond shell, apricot and peach stones mixture and used for arsenic removal from aqueous solution. First activated carbon (MAC1) having 375.28 m2/g surface area and 0.2391 cm3/g of total pore volume was prepared from the mixture by direct FeSO4 chemical activation. The second one (MAC2) having 396.42 m2/g of surface area and 0.254 cm3/g of total pore volume prepared from a novel activated carbon prepared from the triple mixture by chemical activation with ZnCl2. Both activated carbons were used as adsorbent to remove the arsenic and effects of the some parameters such as pH, adsorbent dosage, contact time and initial arsenic concentration on the arsenic adsorption were examined. According to results obtained, it has been determined that pH, adsorbent dosage and contact time are important parameter affecting the arsenic adsorption onto both magnetic activated carbons. In order to remove arsenic ions having the concentration of 10 mg/L, the most suitable pH, adsorbent dosage and contact time have been determined as adsorbent dosage of 1.5 g/L and contact time of 60 min for MAC1, pH 4, adsorbent dosage of 1 g/L and contact time of 60 min for MAC2. Under these conditions, 99.31% and 100% of arsenic in the solution have been removed by MAC1 and MAC2, respectively.
Everdirect supra red bws tekstil boyasının sulu çözeltiden kitin ile adsorpsiyonu
Bu çalışmada, Everdirect Supra Red Bws (Direct Red 243) tekstil boyasının sulu çözeltiden kitin ile adsorpsiyonu çalışılmıştır. Sistem, kesikli karıştırmalı olarak sürdürülmüştür. Bu amaçla çalışmanın ilk aşamasında, iyi bir adsorpsiyon işlemi için optimum pH belirlenmiştir. Bunun için pH 3-9 arasında dört farklı pH değerinde çalışılmıştır. Daha sonra 0,67-6,67 g/L arasında değişen dört farklı adsorban dozu incelenmiş ve optimum adsorban dozu belirlenmiştir. Son aşamada ise optimum sıcaklığı belirlemek amacıyla 25-45 oC arsında üç farklı sıcaklık değeriyle çalışılmış ve optimum sıcaklık belirlenmiştir. Gerçekleştirilen deneysel çalışmalara Langmuir, Freundlich ve Temkin izotermleri uygulanmış, termodinamik parametreler hesaplanmış ve adsorpsiyon kinetikleri belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlar daha önce yapılan çalışmalarda göz önünde bulundurularak yorumlanmış ve önerilerde bulunulmuştur. Deneysel çalışmaların son aşamasında RSM metodu ile istatistiksel analiz yapılmıştır. RSM metodu; gerçekleştirilen adsorpsiyon işleminin uygulanabilirliğinin ve adsorpsiyon olayına etki eden etmenlerin aynı anda incelenmesini sağlamıştır. Bu amaçla üç boyutlu tepki yüzey metodu ile elde edilen grafikler yorumlanmış ve en uygun deney şartları belirlenmiştir.
Kitin üzerine tekli veya ikili cu(II) ve cu(II) adsorpsiyonu
The adsorption of single and binary Cu(II) and Cd(II) onto chitin was examined in the batch system. The influence of primary pH, temperature, and initial single and binary metal concentrations on the adsorption equilibrium and kinetics of every constituent, together single and binary combination were studied. The equilibrium uptakes of single and binary Cu(II) and Cd (II) were increased with increasing temperature up to 40 oC. The chitin selectively adsorbed single Cu(II), binary Cu(II) and Cd(II) ions at pH= 4.5, while single Cd(II) ions were adsorbed by the chitin at pH 5.0. The Freundlich, Langmuir, and Tempkin adsorption models were utilized for the mathematical definition of the adsorption equilibrium and isotherm constants were assessed at different temperatures (20, 30 and 40 oC). The single and binary constituent system was well defined with the Langmuir isotherm model. The maximum Cu(II) and Cd(II) adsorption capacity of chitin calculated Langmuir model were as high as 5.80 and 6.87 mg/g for single Cu(II) and Cd(II), 6.01 and 8.41 mg/g for binary Cu(II) and Cd(II), respectively. The results showed that adsorption of single and binary Cu(II) and Cd(II) onto chitin were endothermic and natural. Kinetics studies were carried out in the temperarure range of 20–40 oC. The stimulation energies of the adsorption were determined as 1.34 and 2.55 kJ mol−1 for single Cu(II) and Cd(II), respectively. Utilizing the thermodynamic equilibrium coefficients obtained at different temperature, the Gibbs free energy changes −3.78 k/J mol for single Cu(II) and −4.15 kJ /mol for single Cd(II) at 40 oC, enthalpy changes 15.38 kJ/ mol for Cu(II) and 20.13 kJ/ mol for Cd(II) of adsorption were also determined, respectively. The pseudo-first order, pseudo-second order and intraparticle diffusion models were applied to the kinetic data. The pseudo-second order kinetic fitted well model and the presence of intraparticle diffusion mechanism was specified. Thermodynamic examined presented an endothermic, dissociative, natural and a physical adsorption operating among the metal ions and the chitin. In addition, a synergistic influence of two metals has been noticed and examined in the binary metal system. The results signify that not only the concurrent attendance of the two metals does not lessen the adsorption ability, but also improves their removal from the emanation.
Atıksu kullanılarak mikrobiyal yakıt hücresi ile elektrik üretimi
Mikrobiyal yakıt hücreleri elektrik enerjisi üretmek için bakteriyel metabolizmaların kullanıldığı bir biyoreaktördür. Organik atıklardan elde edilen enerji üretimini iyileştirmek maksadı ile son yıllarda MYH'ler ile ilgili çalışmaların sayısı artmıştır. MYH'ler anot bölmesi, katot bölmesi, katyon seçici membran ve bir elektrik devresinden oluşmaktadır. Anot bölmesinde bulunan bakteriler mevcut olan organik maddeleri oksitler ve proses içerisinde elektronları ve protonları oluşturur. Yanma işleminden farklı olarak, elektronlar anot bölmesinde absorplanır ve katot bölmesine bir elektrik devresi kullanılarak aktarılır. Üretilen H+ iyonları ise katyon seçici membrandan geçerek katot bölmesine ulaşır ve oksijen ile birleşip su moleküllerini oluşturur. MYH'lerde üretilen güç anot bölmesinde kullanılan mikroorganizma türüne, MYH'nin şekline ve işletme şartlarına bağlıdır. Bu çalışmada, medyatörsüz ortamda iki farklı sentetik atıksu ile mikrobiyal yakıt hücrelerinde üretilen enerji yoğunlukları detaylıca araştırılmıştır.Anahtar Kelimeler: Mikrobiyal yakıt hücresi (MYH), Elektrik üretimi, Katyon seçici membran
Afyonkarahisar ili ambalaj atıkları yönetiminin incelenmesi
Kentlerde üretilen katı atıkların türünde ve miktarında nüfus artışı ve teknolojik gelişmelere paralel olarak son yıllarda büyük bir artış olmuştur. Katı atıkların içerisinde geri dönüşebilir atıklar önemli bir yere sahiptir. Ambalaj atıklarının çevreye zarar verecek şekilde doğrudan ve dolaylı bir şekilde alıcı ortama verilmesinin önlenmesi ve önlenemeyen ambalaj atıklarının tekrar kullanım, geri dönüşüm ve geri kazanım yolu ile bertaraf edilecek miktarının azaltılması oldukça önemlidir. Ambalaj atıklarının geri kazanılmasıyla; doğal kaynaklarımız korunur, enerji tasarrufu sağlanır, atık miktarı azalır. Bu tezin amacı ambalaj atıkların kaynağında ayrı toplanması, yeniden kullanılabilirliği ile ilgili Ambalaj ve Ambalaj Atıklarının Kontrolü yönetmeliği çerçevesinde alternatiflerin belirlenmesi ve Afyonkarahisar ilinde uygulanan ambalaj atıkların geri kazanım ile ilgili yerel yönetimce uygulanan çalışmanın çevresel ve ekonomik açıdan sonuçlarının değerlendirilmesi olarak belirlenmiştir. Yapılan bu çalışma sonucunda, geri dönüşümü mümkün olan atıkların yönetimi ele alınmış, ürün girdi çıktıları değerlendirilmiş, Afyonkarahisar ili potansiyeli göz önüne alınarak mevcut sistem değerlendirilerek öneriler sunulmuştur. Anahtar Kelimeler: Ambalaj atıkları, Atık yönetimi, Geri dönüşüm.
Organofosforlu pestisidlerden phosmetin Pseudomonas fluorescens ile biyodegradasyonunun kesikli ve sürekli sistemlerde araştırılması
Bu çalışma da, phosmet?in P. fluorescens bakterisi ile biyodegradasyonu kesikli karıştırmalı reaktörde ve dolgulu kolon reaktörde incelenmiştir. Substrat olarak seçilen glukoz pestisite ek karbon kaynağı olarak kullanılmıştır. Deneylerde serbest P. fluorescens ile kesikli sistemde başlangıç pH?ı, sıcaklık ve başlangıç pestisit konsantrasyonu gibiparametrelerin substrat tüketim ve mikroorganizma üretim hız ve verimliliklerine etkileri araştırılmış ve birbirleriyle karşılaştırılmıştır. Optimum sıcaklık 40 °C ve başlangıç pestisit konsantrasyonu 5 mg/L?de, optimum Ph phosmet için 7 olarak bulunmuştur. 5 mg/L pestisit konsantrasyonundan daha yüksek konsantrasyonlarda aşırı toksik bileşen inhibisyonunun etkili olduğu gözlenmiştir. Deneylerde kesikli sistemde substrat inhibisyonunun gözlendiği durumda mikroorganizmanın büyüme hızı substarat derişimine bağlı olarak Haldane Eşitliği ile ifade edilmiştir.Anahtar Kelimeler: P.fluorescens, Phosmet, Biyodegradasyon, pH, Sıcaklık, Başlangıç pestisit konsantrasyonu.
Atıksulardan ağır metal gideriminde elektrodiyaliz, ters elektrodiyaliz, elektrodeiyonizasyon ve ters elektrodeiyonizasyon sistemlerinin karşılaştırılması
Ağır metaller canlı yaşamı için toksik özellik taşımasının yanısıra ekonomik değere de sahiptir. Birçok endüstriyel faaliyetin atıksuyunda bulunabilen ağır metallerin alıcı ortamlara deşarj edilmesi sonucunda organizmaların bünyesinde birikerek canlı yaşamını tehdit edebilecek seviyelere ulaşabilir. Bu nedenle tüm metaller için alıcı sulara deşarj limitleri yönetmeliklerle düzenlenmiştir. Söz konusu deşarj limitlerini sağlayabilmek amacı ile ağır metallerin atıksulardan giderilmesi ve/veya yeniden bir proses içinde değerlendirilebilmesi günümüzde üzerinde önemle durulan konular arasındadır. Klasik olarak uygulanan metal giderme yöntemleri düşük derişimde metallerin sulardan ayrılması konusunda yetersiz kalmaktadır. Bununla birlikte son yıllarda elektrokimyasal yöntemlerle ağır metal giderimi veya geri kazanımı dikkat çeken prosesler arasındadır. Elektroliz prosesine iyon değiştirici membranlar yerleştirilerek tasarlanan elektrodiyaliz (ED) prosesi seyreltik çözeltilerden iyonların ayrılması için en fazla çalışma yapılan elektrokimyasal prosestir. ED prosesi iki elektrot arasına amaca uygun olarak yerleştirilmiş iyon değiştirici membranlardan oluşur. ED prosesinde uygulanan doğrusal akımın etkisi altında iyonlar yüklerine bağlı olarak anot ve katoda doğru hareket ederek iyon değiştirici membranlardan kontrollü olarak geçerler. Böylece seyreltik çözeltideki tüm iyonlar konsantre bölmeye taşınır. ED proseslerinin iyi ayırma verimlerine karşılık membran tıkanması, konsantrasyon polarizasyonu, zamanla seyreltik bölmedeki iyon miktarının azalmasına bağlı olarak akım geçişinin zorlanması ile aşırı enerji tüketimi gibi dezavantajları da bulunmaktadır. ED prosesinde bazı değişiklikler yapılarak bu dezavantajların giderilmeye çalışıldığı birkaç yeni modifiye ED prosesi son yıllarda ilgi çekmektedir. Bu yeni prosesler membran tıkanmalarını önlemek amacıyla geliştirilen ters elektrodiyaliz (EDR) prosesi, ED prosesinin bir iyon değiştirici reçine ilavesi ile desteklenmesi ile iyon transferininin sürekliliğini amaçlayan elektrodeiyonizasyon (EDI) prosesi ve EDI prosesinin ömrünü uzatmayı hedefleyen, ters elektrodeiyonizasyon (EDIR) prosesidir. Sözkonusu bu ayırma proseslerinin çalışma koşulları ve arıtılan suyun özellikleri bağlı olarak birbirlerine göre avantaj ve dezavantajları mevcuttur. Bu çalışma ED, EDR, EDI ve EDIR proseslerinin ayırma performanslarının Cu2+ içeren bir seyreltik çözeltiden, Cu2+'nin giderilmesi üzerinden karşılaştırılmasını amaçlamaktadır. Deneysel çalışmalar ticari olarak temin edilen bir ED hücresi kullanılarak yapılmıştır. Öncelikle ED prosesi, sınırlayıcı akım yoğunluğu (LCD), uygulanan voltaj, başlangıç derişimi, akış hızı, elektrolit türü ve derişimini içeren işletme parametreleri açısından optimize edilmiştir. Prosesin performansı, giderim verimi (%), akım verimi (%) ve enerji ihtiyacı hesaplanarak belirlenmiştir. Sonraki adımda ise ED prosesi için uygulanan tüm deneyler EDR, EDI ve EDIR prosesleri için de tekrarlanmıştır. Elde edilen sonuçlarla çalışma aralıklarında işletme parametrelerinin her bir proses için etkisi ortaya konmuş, aynı zamanda da proseslerin birbirleri ile karşılaştırılması için kullanılmıştır. Literatürde ED, EDR, EDI ve EDIR proseslerinin işletme koşullarının ve performanslarının karşılaştırıldığı bir çalışmaya rastlanmamıştır. Elde edilen sonuçlara göre, tüm prosesler Cu2+ gideriminde belirli bir verime sahiptir. Aynı şartlarda (Cu+2 derişimi 100mg/L, akış hızı 80 mL/dk, elektrolit çözelti 0,3M K2SO4, uygulanan voltaj 30V) çalışılan proseslerde en yüksek giderim verimi (%SP) % 89,76 ile EDIR prosesinde elde edilmiştir. Aynı koşullar altındaki ED, EDR ve EDI prosesinde elde edilen % SP değerleri ise %55,69, %66,63, %89,30'dur. Bu koşullardaki yüzde akım verimi değerleri ED, EDR, EDI ve EDIR prosesleri için sırası ile %67,46, %39,58, %25,13, %31,77 iken proseslerin enerji gereksinimleri ise (EC) 9,37, 22,03, 19,69 ve 14,69 watt.sa/m3'tür. Elde edilen tüm sonuçlar değerlendirildiğinde ise bütün proseslerin değişen işletme parametrelerine göre optimize edilmesinin proses verimini arttıracağı enerji maliyeti ile birlikte proses maliyetini düşüreceği öngörülmektedir.
Yağlı atıksuların üç boyutlu çelik tel elektrot kullanımı ile elektrokimyasal arıtımı
Elektrokimyasal teknolojiler, ağır metallerin, boyaların, organiklerin ve yağların atık sudan uzaklaştırılması için başarıyla uygulanmaktadır. Bu çalışmada, hacimce %2 oranında bor yağı (Petrol Ofisi) kullanılarak hazırlanan sentetik yağlı atıksuların arıtımı, çelik tellerin (SS410) elektrot olarak kullanımı ile gerçekleştirilmiştir. Deneylerde 0.65 mm genişliğinde çelik tellerden oluşan yataklar anot ve katot elektrot olarak kullanılmıştır. Elektrotlara 5, 10 ve 15 V potansiyel farkı uygulanmış ve en yüksek yağ giderim verimi (%90) en yüksek potansiyel farkı uygulamasında elde edilmiştir. Ayrıca çelik tel yatak elektrotlar ile elde edilen yağ giderim verimlerinin çelik levha elektrotlar kullanımında elde edilen giderim verimlerinden daha yüksek olduğu gözlenmiştir. Elektrokimyasal arıtımda akım yoğunluğunun arıtım verimine önemli etkisi olduğu bilindiği için deneyler üç farklı elektrot yatak uzunluğu (9, 18 ve 27 cm) sabit potansiyel farkında (15 V) gerçekleştirilmiştir. Elektrot yatak uzunluğu 9 cm olduğunda arıtım verimi düşük olmakla birlikte (%87), 18 cm ve 27 cm uzunluklarda ise %90 yağ giderim verimleri elde edilmiştir. Ancak bu yatak uzunluklarına karşılık gelen spesifik enerji tüketimi hesaplandığında 5.62 ÖZET (devam ediyor) kWsa/m3ve 9.10 kWsa/m3 elde edilmiştir. Bu durumda arıtım verimi ve enerji tüketimi birlikte değerlendirildiğinde en uygun elektrot yatak uzunluğunun 18 cm olduğu belirlenmiştir. Ayrıca elektrot yataklar arasına polipropilen ve poliüretan kimyasal malzemeden yapılmış gözenekleri ve emülsiyon içerisinde elektrotlar arası iletkenleri farklı, üç yalıtkan malzeme yerleştirilerek arıtım veriminin değişimi izlenmiştir. Malzemelerin iletkenliklerine bağlı olarak yağ giderim verimlerinin %10 ve %90 aralığında değişebildiği gözlenmiştir. Elektrotlara uygulanan potansiyel farkı 15 V değerinde sabit tutularak elektrokimyasal arıtım deneyleri kesikli ve sürekli akışta üç faklı debide (51, 108, 146 mL/dak) tekrarlanmıştır. Çalışılan debilerde kesikli akışta arıtılan su sürekli olarak sisteme geri gönderilerek karışım sağlanmıştır. Bu nedenle her üç debide elde edilen arıtım verimi yaklaşık olarak aynıdır ve %90 civarındadır. Sürekli akışlı deneylerde ise debinin arıtışı ile %89, %78 ve %55 yağ giderim verimleri elde edilmiştir. Çalışmanın son aşamasında hacimce %5 seyreltilmiş sintine suyu kullanılarak elektrokimyasal hücre arıtım deneyleri ile kesikli akışta %90 giderim verimi elde edilmiştir.
Şarap endüstrisi artığı üzüm saplarından aktif karbon eldesi ve karakterizasyonu
Aktif karbon; yüksek karbon içeriğine sahip maddelerden fiziksel ve/veya kimyasal aktivasyon işlemleriyle hazırlanan, yüksek yüzey alanı ve gözenek hacmine sahip adsorptif özelliği çok yüksek olan karbonlu bir adsorbenttir. Aktif karbon üretilecek malzemelerin maliyetinin yanında, uygulanan aktivasyon işlemlerinde kullanılan enerji ve kimyasallardan dolayı diğer adsorbentlere göre oldukça pahalıdır. Aktivasyonda uygulanan temel işlemler değiştirilemediğinden, daha düşük maliyetli aktif karbonlar elde edebilmek amacıyla, son zamanlarda ekonomik değeri olmayan veya çok düşük olan bitkisel artık ve atıkların bu amaçla kullanılabilirliği araştırılmaktadır. Bu çalışmada; şarap endüstrisi artığı üzüm saplarından fiziksel ve kimyasal aktivasyon yöntemleriyle farklı iki aşamada aktif karbon elde edilmiştir. Birinci aşamada; saf karbondioksit ve azot gazı atmosferinde farklı sıcaklık ve sürelerde fiziksel aktivasyonla, ikinci aşamada ise farklı ZnCl2/üzüm sapı oranlarında çinko klorürle farklı sürelerde kimyasal aktivasyona tabi tutulan üzüm saplarının saf karbondioksit ve azot gazı atmosferinde karbonizasyonuyla aktif karbonlar elde edilmiştir. Elde edilen aktif karbonlar; kül tayini, elementel analiz, partikül boyutu, BET yüzey alanı, gözenek dağılımı, FT-IR, TGA ve DTA gibi termogravimetrik analiz, iyot sayısı, Boehm titrasyonu ve SEM analizleriyle karakterize edilmiştir. Hazırlanan en büyük yüzey alanına sahip aktif karbon örneğinin adsorplama etkinliğini ortaya koymak amacıyla, Cr(VI) içeren çözeltilerle adsorpsiyon deneyleri yapılmıştır. Adsorpsiyon deneylerinde sulu çözeltilerden Cr(VI)?nın giderilmesi üzerine; başlangıç pH?sı, adsorbent dozu, temas süresi, sıcaklık ve başlangıç Cr(VI) konsantrasyonunun etkileri incelenmiş, elde edilen sonuçlar adsorpsiyon izotermlerine uygulanmış ve elde edilen aktif karbonun Cr(VI) adsopsiyon kapasitesi hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, en iyi özelliklere sahip aktif karbon; ZnCl2/üzüm sapı oranı 2 olacak şekilde ZnCl2 ile 36 saat süreyle kimyasal aktivasyona tabi tutulan üzüm saplarının karbondioksit gazı atmosferinde, 700°C sıcaklıkta, 120 dk süreyle karbonize edilmesiyle elde edilmiştir. Bu şartlarda elde edilen aktif karbonun 1411 m2/g yüzey alanına sahip olduğu belirlenmiştir. 1411 m2/g yüzey alanına sahip aktif karbon ile yapılan Cr(VI) adsorpsiyonunda;100 mg/l konsantrasyonundaki Cr(VI) iyonlarını sulu ortamlardan gidermek için, en uygun pH, adsorbent dozu ve temas süresinin sırasıyla pH 2.5, 6 g/l ve 30 dk olduğu tespit edilmiştir. Elde edilen aktif karbon, optimize edilen şartlarda ortamdaki Cr(VI)?nın % 91.37?sini gidermiştir. Cr(VI) adsorpsiyonunun Langmuir adsorpsiyon izotermine uyduğu ve 25?C?deki maksimum adsorpsiyon kapasitesinin ise 22.883 mg-Cr(VI)/g-aktif karbon olduğu belirlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Aktif karbon; Üzüm sapı; Adsorpsiyon, Aktivasyon; Yüzey alanı
Tekstil endüstrisi atıksularında indigo boyanın geri kazanımı
Bu çalışmada, indigo boya ile boyama yapılan halat boya makinelerinde boyalı çıkan atıksular ters ozmos sistemi kullanılarak, suyun bir kısmı arıtılırken, kalan kısmı konsantre hale getirilmiştir. Konsantre halde elde edilen çözelti ile kumaş boyama işlemi gerçekleştirilmiştir. Yapılan çalışmada indigo boya içeren yıkama suları kullanılmıştır. İndigo boya suda çözünmeyen bir küp boya olduğundan indirgenerek kullanılmaktadır. İlk deneylerde boya çözeltisinden doğal yollarla tekrar yükseltgenerek katı (toz) halde elde edilen madde incelenmiştir. Testler sonucu bu maddenin yükseltgenerek katı hale gelen indigo boya olduğu ayrıca yapılan deneylerle indigo boyanın özelliğini kaybetmediği görülmüştür. İndigo boyanın özelliğini kaybetmemesi neticesinde membran sistemi kullanılarak boya çözeltisi konsantre hale getirilmiş, kumaş numunelere boyanarak, konsantre hale gelmiş ve indirgenen indigo boya içeren atıksudan tekrar boyama yapılacağı görülmüştür. İndigo boyama makinelerinin yıkama teknelerinden atıksu alınmıştır. İçerisinde 0,1 g/L den az boya ihtiva eden atıksular membrandan geçirilerek konsantre çözelti elde edilmiştir. Konsantre çözelti 2. Kez membrandan geçirilerek daha yoğun boya içeren çözelti elde edilmiştir. 2. Kez konsantre hale getirilen boyalı çözelti ile kumaş boyama yapılmış, renk değerleri kontrol edilmiştir. 3 g/L indigo boya içeren boyama çözeltisinden elde edilen yıkama atıksu 12 bar basınçta 1. kez membrandan geçirildiğinde elde edilen konsantre çözeltide 0,28 g/L boya olduğu görülmüştür. 0,28 g/L boya içeren çözelti ile boyanan referans renk kabul edilen kumaşın rengi karşılaştırıldığında %18,16 oranında daha koyu mavi renk elde edilmiştir. 2.kez membrandan geçirilen konsantre çözeltide 0,34 g/L boya olduğu görülmüştür. 0,34 g/L boya içeren çözelti ile boyanan kumaşın rengi, 0,1 g/L boya içeren atıksuyla boyanan referans renk kabul ettiğimiz kumaşın rengi karşılaştırıldığında %26,56 oranında daha koyu mavi renk elde edilmiştir. Yapılan çalışmalarda görülmüştür ki, membran sistemi ile atıksular arıtılırken bir yandan da elde edilen konsantre çözelti ile boyama yapılabilmektedir.
Gaziantep ili için entegre katı atık yönetiminde yaşam döngüsü değerlendirmesi uygulanması
Yeni bir atık yönetim planının hazırlanmasında stratejik bir karar destek aracı olarak Yaşam Döngüsü Değerlendirmesi seçilmiştir. Amaç mevcut bölgesel durumu değerlendirmek ve böylece gelecekteki atık yönetimi için yararlı stratejik göstergeleri vermek ve yaşam döngüsü düşünce yaklaşımını kullanmak olmuştur. Özellikle Gaziantep ili belediye atıklarının yönetimi konusunda tıbbi atıklar, organik atıklar, ambalaj atıkları, atık lastikler ve diğer atıklara odaklanılmıştır. İlk aşamada Gaziantep ilinde günümüz yönetiminde atıkların analizinden oluşan bir çalışma yapılmıştır. Atıkların kararakterizasyonuna bağlı olarak geri kazanılabilir atıklar, Çevre ve Şehircilik Bakanlığı tarafından hazırlanan Katı Atık Ana Planı ve geri kazanım hedefleri doğrultusunda geri kazanıldığı varsayılarak değerlendirilmiştir.
Sulu çözeltilerden Cu(II), Pb(II), Cd(II) ve Cr(VI) gideriminde şarap üretim artığı üzüm saplarının kullanılabilirliği
Alaşımları ve bileşikleri halinde çok yaygın olarak kullanılan ağır metaller su kirliliğine neden olan önemli kirleticilerdir. Sularda farklı oksidasyon basamaklarında bulunan ağır metal iyonlarının toksik özellikleri nedeniyle sulardan uzaklaştırılması gerekir.Ağır metal iyonları sulu ortamlardan kimyasal çöktürme, iyon değiştirme, ters ozmoz, ultrafiltrasyon, sementasyon, elektrokoagulasyon, solvent ekstraksiyonu gibi değişik yöntemlerle giderilirler. Bu yöntemlerin bazı dezavantajlara sahip olması nedeniyle, son yıllarda ağır metal iyonlarının sulardan adsorpsiyon teknikleriyle giderilmesi yoğun bir şekilde araştırılmaktadır.Bu çalışmada; şarap endüstrisinin bir yan ürünü olarak açığa çıkan üzüm saplarıyla sulu ortamlardan bakır, kurşun, kadmiyum ve krom iyonlarının uzaklaştırılması araştırılmıştır. Bu amaçla, sulu ortamdan sözü edilen ağır metal iyonlarının giderilmesi üzerine, çözelti başlangıç pH'sı, adsorbent dozu, temas süresi, ortam sıcaklığı, başlangıç metal konsantrasyonu gibi parametrelerin ve ortamda bulunan organik maddelerin etkisi incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar adsorpsiyon izotermlerine uygulanmış ve söz konusu adsorbentin adsopsiyon kapasitesi hesaplanmıştır.Yapılan deneyler sonucunda, metal iyonlarının gideriminin pH, sıcaklık, adsorbent dozu ve temas süresine önemli oranda bağlı olduğu belirlenmiştir. 10 mg/l konsantrasyonundaki bakır iyonlarını sulu ortamlardan üzüm saplarıyla gidermek için, en uygun pH, adsorbent dozu, partikül boyutu ve temas süresinin sırasıyla pH 5, 10 g/l, -100+140 mesh ve 30 dk olduğu tespit edilmiştir. Bu şartlarda, ortamdaki bakırın % 84.8'i giderilmiştir. Üzüm saplarıyla en etkin Pb(II) giderme verimi pH 5'de, -140+170 mesh partikül boyutuna sahip 5 g/l adsorbent dozunda, ve 15 dk'lık temas süresi sonunda elde edilmiştir. Bu şartlarda, ortamdaki Pb(II)'nin % 89.12'si giderilmiştir. Başlangıç 50 mg/l konsantrasyonundaki Cd(II) çözeltilerinde maksimum giderme veriminin, pH'sı 6 olan çözeltilerde, 15 dk'lık temas süresi sonunda ve -100+140 mesh partikül boyutuna sahip 10 g/l'lik adsorbent dozunda % 92.02 olduğu belirlenmiştir. 50 mg/l konsantrasyonundaki Cr(VI) iyonlarını sulu ortamlardan üzüm saplarıyla gidermek için ise, en uygun pH, adsorbent dozu, partikül boyutu ve temas süresinin ise sırasıyla pH 2, 22.5 g/l, -200 mesh ve 60 dk olduğu tespit edilmiştir. Bu şartlarda ortamdaki kromun % 77.29'u giderilmiştir.Adsorpsiyon verimlerinin sıcaklık ve başlangıç metal konsantrasyonun artmasıyla ve kompleks oluşturucu organik madde varlığıyla da azaldığı tespit edilmiştir. Üzüm saplarıyla bakır, kurşun, kadmiyum ve krom adsorpsiyonunun Freundlich, Langmuir, Frumkin ve Temkin adsorpsiyon izotermlerine uyduğu belirlenmiştir. 25 ? C'de Cu(II), Pb(II), Cd(II) ve krom iyonları için üzüm saplarının maksimum adsorpsiyon kapasitesinin sırasıyla 20.7039; 32.8947; 21.5053 ve 6.6979 mg-metal iyonu/g-üzüm sapı olduğu hesaplanmıştır. Üzüm saplarının her dört metal iyonunu adsorplama kapasitesinin Pb(II)>Cd(II)>Cu(II)>Cr sırasında azaldığı belirlenmiştir.Anahtar Kelimeler: Ağır metal adsorpsiyonu, üzüm sapı, şarap üretim artığı, adsorpsiyon izotermleri, desorpsiyon.
Bacillus pumilus (NRLL B-212) ile pektin ve tarımsal atıklardan pektinaz üretiminin incelenmesi
Bu çalışmada, pektinaz grubu enzimlerden ekzo pektinaz, endo pektinaz ve pektin liyaz üretimi, gram pozitif bir bakteri olan Bacillus pumilus ile kesikli sistemde gerçekleştirilmiş, ortam pH' ı, başlangıç pektin konsantrasyonu, farklı karbon kaynakları, farklı azot kaynakları, fosfat konsantrasyonu ve metal iyonlarının enzim üretimine etkileri incelenmiştir. Biyoreaktör deneylerinde, karıştırma hızı ve hava akış hızının enzim üretimine etkisi incelenmiş, oksijen tüketim hızı ve sıvı faz hacimsel kütle aktarım katsayıları hesaplanmıştır. Daha sonra enzim üretimi farklı tarımsal atıklar kullanılarak yapılmış ve enzim üretim ortamı tepki yüzey metodu ile optimize edilmiştir.Çalışmanın ilk aşamasında derin kültür fermantasyonu deneyleri gerçekleştirilmiş ve maksimum enzim üretimi pH:8' de elde edilmiştir. Başlangıç pektin konsantrasyonunun enzim üretimine etkisi incelenmiş ve % 1 pektin konsantrasyonu optimum pektin konsantrasyonu olarak belirlenmiştir. Amonyum sülfat, maya özütü ve pepton azot kaynağı olarak kullanılmış ve en yüksek aktivite % 0.05 amonyum sülfat içeren ortamda elde edilmiştir. Metal iyonlarının etkisinin incelendiği deneylerde, maksimum aktivite değerleri % 0.02 NaCl içeren ortamda elde edilmiştir. Ayrıca fosfatın enzim üretimine etkileri araştırılmış, en yüksek pektin liyaz ve endo pektinaz aktivitesi % 0.3 K2HPO4+% 0.15 KH2PO4 içeren ortamda, ekzo pektinaz aktivitesi ise % 0.6 K2HPO4+% 0.2 KH2PO4 içeren ortamda sırasıyla 27.37, 20.51 ve 8.00 U/mL olarak elde edilmiştir.Pektin liyaz, ekzo pektinaz ve endo pektinaz enzimlerinin aktivitelerine sıcaklık ve pH' ın etkisi incelenmiştir. Bu amaçla pH 5-11 aralığında değiştirilirken sıcaklık ise 30-90 oC aralığında değiştirilmiştir. Pektin liyaz, ekzo pektinaz ve endo pektinaz aktiviteleri için optimum sıcaklık sırasıyla 40, 50 ve 30 oC olarak belirlenmiştir. Tüm enzimler pH=10' da maksimum aktivite göstermişlerdir.Çalışmanın ikinci aşamasında 6 L hacmindeki bir biyoreaktörde enzim üretimine karıştırma ve havalandırma hızının etkileri incelenmiş, sıvı faz kütle aktarım katsayısı ve oksijen tüketim hızı hesaplanmıştır. Karıştırma hızı 200-400 rpm aralığında değiştirilirken hava akış hızı 0.1-0.2 vvm aralığında değiştirilmiş, en yüksek enzim aktivite değerleri 300 rpm ve 0.1 vvm' de elde edilmiş ve pektin liyaz, ekzo pektinaz ve endo pektinaz aktiviteleri sırasıyla 19.5, 10.69 ve 102.13 olarak bulunmuştur.Araştırmanın son aşamasında katı hal fermantasyonu deneyleri yapılmıştır. Bu amaçla, buğday kepeği, şeker pancarı küspesi, ay çiçeği tablası, portakal kabuğu, muz kabuğu, elma posası ve üzüm posası gibi çeşitli tarımsal atıklar kullanılmış ve en yüksek enzim aktivite değerleri buğday kepeği ve şeker pancarı küspesi içeren ortamlarda elde edilmiştir. Ayrıca katı hal fermantasyonu tepki yüzey metodu ile optimize edilmeye çalışılmıştır. Katı substrat (buğday kepeği ve şeker pancarı), amonyum sülfat ve maya özütü konsantrasyonları bağımsız değişkenler olarak seçilmiş, ikinci dereceden polinom katsayıları Design Expert Software istatistik paketi kullanılarak hesaplanmış ve analizlenmiştir. Modelin istatistiksel analizi, varyans analiz modeli (ANOVA) ile yapılmıştır.Anahtar kelimeler: Pektinaz, Bacillus pumilus, derin kültür fermantasyonu, katı halfermantasyonu, tarımsal atıklar, Tepki Yüzey Metodu.
Anaerobik batık membran bioreaktörde membran modül geometrisi ve biyogaz geri devrinin membran kirlenmesine etkisi
Anaerobik membran biyoreaktörlerde temel sorunu membran kirlenmesi oluşturmak-tadır. Membran kirlenmesi, organik maddeler, inorganik maddelerin çökmesi ve membran yüzeyinde mikrobiyal hücrelerin adhezyonu sonucu oluşmaktadır. Membran kirlenmesinin kontrolü için, membran malzemesi ve modüllerinin geliştirilmesi, çamur karakteristiğinin düzenlenmesi, akı, çapraz akım hızı, geri yıkama, temizleme gibi birçok faktör üzerinde araştırmalar gerçekleştirilmiştir. Ancak anaerobik sistemde oluşan biyogazın geri devri ile membran yüzeyine verilmesi ve kirlenmeye etkisi üzerindeki çalışmalar oldukça sınırlıdır. Ayrıca anaerobik batık membran biyoreaktör (SAnMBR) proseslerinde, aynı materyalden yapılmış farklı geometrik şekillerde oluşturulan modüllerle membran kirlenmesinin izlenmesi ile ilgili çalışmalar oldukça sınırlıdır.Birçok parametrenin kararlı tutulduğu bir reaktör içerisine farklı şekillerde oluşturulan modüller iki gurup halinde yerleştirilerek, sistemin bir bölümü gaz geri devirli, diğer bölümü geri devirsiz işletmeye alındı. Bu amaçla Taramalı Elektron Mikroskobu(SEM) görüntüleri, Enerji Diffuz X-Ray (EDX) analizi, partikül boyut dağılım (PSD) analizi, Hücredışı Polimerik Maddelerin (EPS) ekstraksiyonu ve kimyasal analizleri, Çözünebilir Mikrobiyal Ürünlerin (SMP) kimyasal analizleri yapılarak membran yüzeyinde oluşan kek tabakası, organik ve kristal yapısı incelendi. Kirlenme izlenerek, membran yüzeyi ile gaz temasını en iyi sağlayan modül şekilleri belirlendi. Çalışma laboratuar şartlarında ve mezofilik (ortalama 37 0C) koşullarda sentetik atıksu kullanılarak yürütüldü. Sentetik atıksuların arıtılması için batık AnMBR'ın fizibilitesi, KOI giderim ve-rimi, biyogaz üretimi (kimyasal kompozisyonu ve oranı), partikül boyut dağılımı, Hücre dışı polimerik maddeler (EPS) ve Çözünmüş mikrobiyal ürünler (SMP) kapsayan çamur özelliklerinin karekterizasyonu ve membran kirlenme ile membran modül geometrik şekli ve biyogaz geri devir arasındaki ilişki araştırıldı.İşletme aşamasında KOİ giderim verimi% 95-98 arasında, SO4= giderim verimi % 38-65 ve TOK giderim verimi ise %95-98 arasında bulunmuştur. Ayrıca TVSS için giderim verimi % 97-98'un üzerinde gerçekleşmiştir. SAnMBR'ın uygulanmasında atıksuların arıtılmasında anahtar olabilecek spesifik bakterilerin alıkonması için etkili bir yol olduğunu göstermiştir. SAnMBR işletimi boyunca uygulanan biokütle konsantrasyonları 0.9-8 g/l aralığında olduğu belirlendi. TSS'nin büyük oranda çözünmüş katı maddelerden oluştuğu görülmüştür. Tüm test koşullarında kek oluşumunun uygulanabilir akının sağlanmasında sınırlayıcı faktör olduğunu gösterdi. Görünmez kirlenme düşük seviyelerde gözlendi ve SAnMBRs'ın uzun süre işletilmesi boyunca en büyük etkiye sahip olduğu belirlendi.Sonuçlar SAnMBR sistemlerinde yüksek KOI giderim verimi elde edildiğini ve yük-sek membran kirlenme gerçekleştiğini gösterdi ve bunun nedeninin küçük partikül boyutlu kolloidlerin varlığı ile ilişkili olduğu belirlendi. Enerji geri kazanımı için mezofilik koşullar altında anaerobik atıksu arıtımı ve yüksek kalitede süzüntü elde etmek için biyogaz üretimi ve KOI giderimi için fizibil bulunmuştur.Süzüntü akıları yüksek kalitede ve üretilen biyogazın %75-80 metan gazından oluştu-ğu belirlendi. Üretilen biyogazın geri devir hızına bağlı olarak membran temizlenmesinde etkili olduğu belirlendi. Ayrıca çamur kek oluşumu ve membran kirlenme üzerinde flok boyutu, SMP ve EPS içeren çamur özelliklerinin etkili parametreler olduğunu göstermiştir. Ancak ince partiküllerin büyük oranda olmasının neden olduğu membran kirlenme büyük bir sorun olabilir. filtrasyon performansı üzerinde önemli bir etkiye sahip biyo-hücrelerin ayrışması muhtemelen küçük boyutlu partiküllerin oluşmasının kaynağını teşkil etmiştir. İnce flok veya partiküllerin sebep olduğu Membran filtrasyon direncinin artışına deflokulasyonun yol açtığı görüldü. Çamurun maruz kaldığı, yüksek kesme gerilmesi, muhtemel partikül boyutundaki bir azalmadan dolayı, sürdürülebilir akıyı azaltan çamur özelliklerini etkilediği belirlenmiştir.Bu çalışmada elde edilen bulgularla, muhtemelen AnMBR hususunda halen belirsiz olan pek çok noktanın açıklığa kavuşması sağlanacaktır. Çalışmada literatürde olmayan, Membran modül geometrisi ile kirlenme arasındaki ilişki ve biyogaz geridevri ve biyogaz geri devir debisinin membran kirlenme kontrolündeki etkisi ile yeni fikirler sağlayacağı umut edilmiştir.Gelecek araştırmalarda ele alınacak sorunlar, kek oluşumunun kontrolü, membran performansının artırılması, membran alan gereksinimlerinin azaltılması, membran maliyet ve ömürlerinin uzatılması için optimum koşulların belirlenmesi olacaktır. Bu sorunların çözülmesi, AnMBRs'ın full ölçekli uygulanmasında, ekonomik fizibilitesini artıracağı muhtemeldir.Anahtar Kelimeler: Anaerobik Batık Membran Biyoreaktör, Membran Kirlenmesi, Biyogaz Geridevri, Membran Modülü, SMP, EPS, PSD, Membran Görüntüsü, Kirlenme Dirençleri
Hidrojene dayalı membran biyofilm reaktör ile tetrakloroetilenin biyolojik olarak indirgenmesi
Çeşitli endüstrilerde ve temizlik işlemlerinde çözücü gibi farklı amaçlarla kullanılan ve kanserojen olarak sınıflandırılan tetrakloroetilen (PCE) yüzey ve yeraltı sularında kirlenmeye neden olmaktadır. Bu nedenle su ortamından uzaklaştırılması önem arz etmektedir. Bu çalışmada, H2 esaslı membran biyofilm reaktör kullanılarak tetrakloroetilenin (PCE) içme sularında biyolojik olarak etene (ETH) indirgenmesi amacıyla deneysel çalışmalar yürütülmüştür. Deneysel çalışmalar sonucunda, PCE'nin ETH'e kadar indirgenerek halojensizleştirilmesi, indirgenme hızının tespiti, indirgenme akısının tespiti, hidrojen gazının biyofilm tarafından kullanılma hızının belirlenmesi ve halojensizleştirme basamaklarında mikrobiyal türlerin tanımlanması amaçlanmıştır. Bu amaçları elde etmek için bir adet H2 esaslı anaerobik reaktör, bir adet tam karışımlı H2 esaslı membran biyofilm reaktör ve dört adet sirkülasyonlu H2 esaslı membran biyofilm reaktör kurulmuştur. Bu reaktörlerden bazıları hem PCE hem de TCE ile beslenmiş olup hem kesikli hemde sürekli işletilmiştir.Çalışma sonucunda, hem H2 esaslı anaerobik reaktör hem de H2 esaslı membran biyofilm reaktörler ile hem PCE hemde TCE biyolojik olarak etene (ETH) kadar indirgenmiştir. Bu biyolojik proses esnasında alınan biyofilm örneklerinde mikrobiyal türler tanımlanmış olup PCE'nin ETH'e kadar dönüşümünde en önemli mikroorganizma olan dehalococcoides türü bakteriler tespit edilmiştir. Ayrıca, H2 esaslı membran biyofilm reaktörlerde elektron alıcı miktarlarına bağlı olarak halojen elektron eşdeğer akı değerleri ortalama 0,0003 ile 0,0058 e-eq/m2.gün aralığında, nitrat elektron eşdeğer akı değerleri ortalama 0,00541 ile 0,1391 e-eq/m2.gün aralığında ve sülfat elektron eşdeğer akı değerleri ortalama 0,01112 ile 0,165 e-eq/m2.gün aralığında tespit edilmiştir. H2 esaslı membran biyofilm reaktörlerde biyofilm tarafından kullanılan H2 miktarı ise ortalama 0,283 ile 1,513 gH2/m2.gün aralığında tespit edilmiştir.
Oksijene dayalı membran biyofilm reaktöründe gaz basıncının ve amonyum yükünün nitrifikasyona etkisi
Nehirlere veya göllere yüksek azot deşarjı, aşırı alg büyümesine yol açtığından dolayı su kalitesinde bozunmalara yol açmaktadır. Düşük arıtma maliyetinden dolayı biyolojik azot giderimi temel olarak iki aşamada gerçekleşmektedir. Birinci aşama, amonyumun nitrat ve nitrite oksidasyonunu kapsayan nitrifikasyon prosesidir. BOİ oksidasyonu/nitrifikasyon prosesinde hetetrof ve ötotrof bakteriler arasındaki rekabet, hetetrofların büyüme hızlarının daha yüksek olmasından dolayı nitrifiyeleri olumsuz etkilenmektedir. Daha iyi bir azot giderimi için, denitrifikasyon öncesinde nitrifikasyon prosesinin başarılı bir şekilde gerçekleşmesi gerekmektedir.Hidrofobik gaz transfer membranlarının kullanıldığı membran biyofilm reaktörü (MBfR)'nde, kabarcıksız gaz difüzyonundan dolayı, oksijen elektron alıcı olarak biyofilmdeki nitrifiyeler tarafından etkili bir şekilde kullanılmıştır. Bu çalışmada, oksijene dayalı MBfR reaktöründe farklı oksijen basıncı ve amonyum yükleri altında nitrifikasyon prosesi detaylı olarak incelenmiştir. Bu amaçla sistemde, biyofilm oluştuktan sonra oksijen basıncı 6 psi'den 0,5 psi'ye kadar kademeli olarak indirilmiştir. Diğer taraftan hidrolik bekleme süresi de 1-7,5 saat aralığında değiştirilmiştir. 0,5 psi'de optimum bekleme süresi 2,5 saat olarak belirlenmiştir. Amonyum yükü 4,4 g N/m2-gün olduğunda tam nitrifikasyon gerçekleşmiştir. Bu durumda nitrifikasyon hızı ortalama 3,98 g N/m2-gün ve oksijen akısı 9,2 g O2/m2-gün olarak belirlenmiştir. PCR-DGGE teknikleri ile sistemdeki etkin mikroorganizma türleri de belirlenmiştir.Anahtar kelimeler: Membran Biyofilm Reaktörü, Nitrifikasyon, Mikrobiyal Ekoloji
Kraft kâğıt endüstrisinde su ve atıksu yönetimi
Günümüzdeki en önemli çevresel sorunlardan biri su kaynaklarının azalması ve kirlenmesi olarak görülmektedir. Endüstrileşmeye ve tüketimdeki artışa bağlı olarak bu kaynaklar her geçen gün daha da azalmakta ve kirlenmektedir. Gelecekte evsel ve endüstriyel amaçlı su gereksinimlerinin karşılanabilmesi ve kalitelerinin korunabilmesi için, su kullanımını azaltacak yöntemlerin geliştirilmesine ve su-atık su yönetim stratejilerinin geliştirilmesine ihtiyaç vardır. Bu nedenle, endüstrilerde atık suların geri kazanılması ve yeniden kullanımı ile ilgili çalışmalar gün geçtikçe daha fazla önem kazanmaktadır.Geri dönüştürülebilir özellikte olması nedeniyle kâğıt ürünlerinin çevreci bir ürün olduğu düşünülmüş ve kullanımı her zaman teşvik edilmiştir. Ancak, kâğıt üretimi sırasında kullanılan su miktarı çok yüksektir. Dolayısıyla da, üretim sonunda oldukça yüksek miktarda atık su ortaya çıkmaktadır. Ayrıca, bu atık sular tehlikeli inorganik kirleticilerin yanı sıra biyolojik ayrışabilirliği güç birçok organik maddeyi de bünyesinde bulundurmaktadır. Bu nedenle kâğıt üretim tesisleri, su kaynaklarının kullanımı ve su kirliliği açısından özel önem gösterilmesi gereken işletmeler arasında yer alır.Bu çalışmada, selüloz ve kraft kağıt üretimi yapan entegre bir tesisinin su ve atık su yönetiminin nasıl olması gerektiği incelenmiştir. Çalışma iki ana aşamada gerçekleştirilmiştir.İlk aşamada, öncelikle tesisteki tüm su (taze su) tüketimi yapan birimler tespit edilmiş ve tesiste kullanılan taze su miktarının azaltılması üzerine günümüze kadar yapılan çalışmaların sonuçları derlenmiştir. Ayrıca tesiste alınabilecek ek önlemler ve revizyonlar belirlenerek, bu sayede elde edilebilecek su tasarruf miktarları belirlenmiştir.Çalışmanın ikinci aşamasında, tesisteki tüm atık su çıkış noktaları tespit edilmiş ve buralardan gelen atık suların fiziksel ve kimyasal özellikleri belirlenmiştir. Daha sonra atık su oluşumunu azaltacak önlemler ortaya konmuştur. Ayrıca, atık suların mevcut kalitesiyle veya kısmi arıtma yoluyla ulaşılması muhtemel kaliteleriyle tesiste kullanılabileceği alanlar ve bu sayede temiz su kullanımında elde edilebilecek tasarruf miktarları hesaplanmıştır.Bu çalışmalar sonucunda, geçmişte 7 yıl süreyle yapılan iyileştirmeler yoluyla, 1032 m3/saat olan temiz su tüketiminin 771 m3/saat'e düşürüldüğü belirlenmiştir. Bununla birlikte, bazı ünitelerde revizyonların yapılması, optimizasyon çalışmaları ve kaçakların önlenmesi gibi önlemlerle, tesisin temiz su tüketiminde halen 286 m3/saat'lik bir tasarruf potansiyelinin var olduğu görülmüştür. Ayrıca tesisten çıkan bazı atık suların doğrudan veya kısmi arıtmayla yeniden kullanılma potansiyelinin olduğu belirlenmiştir. Bu yaklaşımla temiz su tüketiminde dolaylı olarak 100 m3/saat'lik ek bir tasarruf elde edilebileceği hesaplanmıştır. Sözü edilen tasarruflar yoluyla, tesisteki atık su arıtma biriminin yükünü azalacağı ve arıtma veriminde önemli artışlar sağlanacağı tahmin edilmektedir.