Formaldehyde and iso-propanol treatment in an anaerobic fluidized bed reactor and kinetic evaluations
Havasız akışkan yataklı bir reaktörde formaldehit ve iso-propanol arıtımı ve kinetik değerlendirmeler
- Tez No: 100746
- Danışmanlar: PROF.DR. NURAN DEVECİ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 1999
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 161
Özet
HAVASIZ AKIŞKAN YATAKLI BİR REAKTÖRDE FORMALDEHİT VE İSO-PROPANOL ARITIMI VE KİNETİK DEĞERLENDİRMELER ÖZET Bu çalışmada, sentetik olarak hazırlanan ve içerisinde toksik ve inhibe edici bileşen olarak formaldehit (maksimum konsantrasyonu 1474 mg/L) ve yüksek konsantrasyonlarda iso-propanol (maksimum konsantrasyonu 2948 mg/L) içeren kuvvetli bir atıksuyun (-7000 mg/L Kimyasal Oksijen İhtiyacı-KOİ) antılabilirliğinin belirlenmesinde havasız akışkan yataklı biyolojik bir reaktör kullanılmıştır. Değişen substrat konsantrasyonları ile bu substratlann aynşabilirlikleri arasındaki ilişkinin tespiti maksadıyla tekil ve ikili ve üçlü substrat kombinasyonlarının değişik giriş konsantrasyonlarında biyolojik olarak ayrışabilirlik deneyleri (Biyokimyasal Metan Potansiyeli-BMP) bir havasız respirometre cihazında gerçekleştirilmiştir. Substrat aynşabilirliklerinin mekanizmasının belirlenmesi için, BMP testlerinden elde edilmiş olan sonuçların ilgili Haldane ve yarışmalı inhibisyon kinetik model ifadelerinde kullanılması ile kinetik parametreler elde edilmiştir. Kuvvetli organik atıksuyun arıtımında, içerisinde granül aktif karbon bulunan havasız akışkan yataklı biyolojik bir reaktör ve bunu takip eden bir aktif çamur reaktörü kullanılmıştır. Sadece ilk kademede formaldehit ve iso-propanol için % 99.9 oranında kirletici giderimi sağlandığından, 325. günden itibaren aktif çamur reaktörü devreden çıkarılmış ve geriye kalan bütün deneyler sadece havasız akışkan yatak biyolojik reaktöründe yürütülmüştür. Organik atık akımının ve tampon ve besi çözeltilerinin besleme akış debileri, sıcaklık, çıkış pH'sı ve gaz üretimi günlük olarak takip edilirken, gaz bileşimi haftalık olarak analiz edilmiştir. Sıvı çıkış numunelerinin; alkoller, formaldehit, uçucu yağ asitleri, kimyasal oksijen ihtiyacı, çözünmüş organik karbon ve amonyak içerikleri haftalık olarak analiz edilmişlerdir. Kinetik değerlendirmeler, deneysel sonuçlara dayandırılarak yapılmıştır. Başlangıçta, kinetik parametreler her bir substrat için (formaldehit, iso-propanol, asetat) tekil olarak elde edilmiştir. İkili ve üçlü substrat kombinasyonlarının tekil substrat kinetik parametreleri ise formaldehit'in kendi ve diğer substratlar üzerindeki toksik ve/veya inhibe edici etkisini belirlemek amacı ile elde edilmiştir. Kinetik araştırmanın son kademesinde, formaldehit'in havasız biyolojik dönüşümü, yarışmalı inhibisyon kinetik modeline uygulanmıştır. Her durumda, tahmin ve optimizasyon, ilgili modifıye edilmiş Haldane kinetik ifadesinin kullanılmasıyla yapılmıştır ve bütün durumlar için ilgili kinetik dataların elde edilmesinde Levenberg-Marquardt algoritması kullanılmıştır. Formaldehit ve iso-propanol giderim verimleri % 99.9 olarak elde edilmiş ve sistemdeki toplam KOİ azalması % 98.8'den daha fazla olarak bulunmuştur. Havasız biyolojik reaktörde, günlük biyolojik gaz üretimi ortalama 51.6 litre ve metan gazı üretim verimi 0.38 nrVkg KOİ^k. olarak belirlenmiştir. BMP testlerinin yürütülmesi XV111sırasında, bütün substratlar biyolojik olarak aynştınlmışlardır, ancak substratların çoğunun biyolojik ayrışma prosesi üzerinde kuvvetli derecelerden orta derecelere kadar inhibisyon etkileri gösterdikleri gözlenmiştir. xıx
Özet (Çeviri)
FORMALDEHYDE AND ISO-PROPANOL TREATMENT IN AN ANAEROBIC FLUIDIZED BED REACTOR AND KINETIC EVALUATIONS SUMMARY In this present study, an Anaerobic Fluidized Bed Granular Activated Carbon (AFBGAC) bioreactor (10 L in volume) was used to determine the biotreatability of a synthetically prepared high-strength wastewater (~ 7000 mg/L of Chemical Oxygen Demand-COD) containing formaldehyde as an inhibitory and toxic compound (maximum concentration of 1474 mg/L) and high concentrations of iso-propanol (maximum concentration of 2948 mg/L). For individual, double and triple substrate combinations, biodegradation experiments (biochemical methane potential-BMP) were performed in an anaerobic respirometer by applying different initial concentrations to determine the correlation between different substrate concentrations and their biodegradabilities. Kinetic parameters were obtained by manipulating the results which had been obtained from the BMP tests, to the corresponding Haldane and competitive inhibition kinetic model expressions to determine the mechanism of the substrate biodegradations. The AFBGAC bioreactor followed by an activated sludge reactor was used to biodegrade the high strength organic waste stream. After having achieved 99.9 % of pollutant removal with respect to formaldehyde and iso-propanol mostly in the first stage alone the activated sludge reactor was discontinued on the day of 325 and the rest of the experiments were conducted in the AFBGAC bioreactor alone. Feed flow rates of the buffer and nutrient solutions, and organic waste stream, temperature, effluent pH, and gas production were monitored daily while the off-gas composition was analyzed weekly. Aqueous effluent samples were analyzed weekly for alcohols, formaldehyde, Volatile Fatty Acids (VFA), Chemical Oxygen Demand (COD), Dissolved Organic Carbon (DOC), and ammonia. Kinetic evaluations have been established based on the experimental results. Initially, the kinetic parameters for each substrate (formaldehyde, iso-propanol, acetate) were obtained individually. Intrinsic substrate kinetic parameters for the double and triple substrate combinations were obtained to determine the toxic and/or inhibitory effect of formaldehyde on the other substrates and on itself. At the last stage of the kinetic investigation, the anaerobic biotransformation of formaldehyde was applied to the competitive inhibition kinetic model. In each case, estimation and optimization was performed using corresponding modified Haldane kinetic expression and for all cases, Levenberg-Marquardt algorithm was used in order to obtain the corresponding kinetic data. xviFormaldehyde and iso-propanol removal efficiencies were obtained as 99.9 % and the total COD reduction was found more than 98.8 % in the system. In the anaerobic bioreactor the average biogas production rate was 5 1.6 liters per day and the methane gas production efficiency was determined as 0.38 m'Vkg CODrcm.. During performing the BMP tests, it was observed that all the substrates were biodegraded, however, most of the substrates exhibited strong to moderate inhibition effects upon the biodegradation process. xvn
Benzer Tezler
- Calidifontibacillus erzurumensis tarafından üretilen ekzopolisakkaritin biyolojik aktivitesinin araştırılması
Investigation of the biological activity of exopolisacharide produced by Calidifontibacillus erzurumensis
SAADET HİLAL ÖNDER
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
BiyoteknolojiAtatürk ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET ADIGÜZEL
- Bazı nitrozaminlerin diyabetik rat karaciğer mikrozomal sistemi ile oluşturulan denitroasyon ve dealkilasyon tepkimelerinin incelenmesi
Investigations of dealkylation and denitrosation reactions of nitrosamines brought about in diabetic rat liver microsomal system
YAVUZ SİLİĞ
- Keratin esaslı yüzeylerin elektroçekim yöntemiyle elde edilmesi, karakterizasyonu ve gaz sorpsiyon özelliklerinin incelenmesi
Fabrication and characterization of the keratin basedsurfaces by electrospinning technique and investigationof gas sorption properties
DUYGU GAZİOĞLU RÜZGAR
Doktora
Türkçe
2018
Polimer Bilim ve TeknolojisiBursa Teknik ÜniversitesiLif ve Polimer Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞULE ALTUN KURTOĞLU
DR. SUKHWINDER KAUR BHULLAR
- Tabaka oryantasyonunun kavak, çam ve ladin'den üretilmiş kontrplak ve LVL'lerin bazı teknolojik özellikleri üzerine etkisi
The effect of layer orientation on some technological properties of plywood and LVL produced poplar, pine and spruce
ÖZKAN CIRRIK
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Ağaç İşleriKaradeniz Teknik ÜniversitesiOrman Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL AYDIN
- İsoproterenol-indüklenmiş miyokardiyal infarktüslü sıçanlarda timokinonun etkileri
Effects of thymokinone in rats with isoprotenol -induced myocardial infarction
NECLA DEĞER
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Histoloji ve EmbriyolojiErciyes ÜniversitesiHistoloji ve Embriyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DERYA KARABULUT
DR. ÖĞR. ÜYESİ RIFAT ÖZMEN