Ardışık kesikli reaktör sistemleri ile atıksulardan mikroplastik gideriminde su mercimeği (Lemna minör) bitkisinin etkisinin araştırılması
Investigation of the effect of duckweed (Lemna minör) on microplastic removal from wastewater using sequencing batch reactor (sbr) systems
- Tez No: 1015176
- Danışmanlar: PROF. DR. GÜLBİN ERDEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Ardışık kesikli reaktörler, Atık su, Mikroplastik, Sequencing batch reactors, Waste water, Mikroplastic
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Pamukkale Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Son yıllarda artan plastik tüketimi ve yetersiz atık yönetimi, mikroplastik kirliliğinin hem karasal hem de sucul ekosistemlerde ciddi bir çevresel tehdit haline gelmesine neden olmuştur. Tarım alanlarında, su kaynaklarında, sucul canlılarda ve birçok karasal canlıda mikroplastiklerin varlığı çeşitli çalışmalarla ortaya konmuştur. Bu bağlamda, atıksu arıtma sistemleri mikroplastiklerin çevreye yayılımını kontrol altına alabilecek önemli bir bariyer olarak değerlendirilmektedir. Ardışık kesikli reaktör (AKR) sistemleri, biyolojik atıksu arıtımında esnek işletme koşulları ve yüksek arıtım verimi sağlayan ileri prosesler arasında yer almaktadır. Dolum, reaksiyon, çökelme ve deşarj aşamalarından oluşan çevrimsel yapıları sayesinde farklı kirletici türlerinin gideriminde etkin bir kontrol imkânı sunmaktadır. AKR sistemlerinde askıda büyüyen mikroorganizmalar, organik maddelerin dışında çeşitli partikül formundaki kirleticilerin gideriminde de rol oynamaktadır. Bu tez çalışmasında, AKR sistemi içerisinde kullanılan tatlı su bitkilerinden Lemna minör (su mercimeği) bitkisinin mikroplastik tutma potansiyeli araştırılmıştır. Bitki varlığının, sistem içerisindeki fiziksel ve biyolojik süreçleri etkileyerek mikroplastiklerin tutulmasına katkı sağlayabileceği düşünülmektedir. Literatürde, Phragmites australis, Cabomba caroliniana ve Egeria densa gibi farklı bitki türlerinin morfolojik özelliklerinin mikroplastik tutma üzerindeki etkileri incelenmiş olup, bitkilerin yaprak yapısı, yüzey alanı ve kök morfolojisinin bu süreçte belirleyici olduğu ortaya konmuştur. Çalışma kapsamında elde edilen deneysel bulgular, su mercimeği içeren AKR sisteminin, bitkisiz AKR sistemine kıyasla hem klasik kirletici parametrelerinde (AKM, KOİ, TN ve TP) hem de mikroplastik gideriminde daha yüksek ve daha stabil performans sergilediğini göstermiştir. Özellikle düşük yoğunluklu mikroplastiklerin (PE ve PP gibi) reaktör yüzeyinde birikme eğilimi gösterdiği ve bitki varlığının bu partiküllerin tutulmasında önemli rol oynadığı belirlenmiştir. FT-IR analizleri, bitkili AKR sisteminde mikroplastiklerin daha seçici şekilde tutulduğunu ve yaygın polimer türlerinin (PE, PP, PVC ve PET) daha yüksek doğrulukla tanımlanabildiğini ortaya koymuştur. Elde edilen sonuçlar, AKR sistemlerinde bitki entegrasyonunun mikroplastik giderim performansını artırabileceğini ve bu yaklaşımın sürdürülebilir atıksu arıtma teknolojileri içerisinde yenilikçi bir alternatif sunduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
In recent years, the increasing consumption of plastics and inadequate waste management practices have led to microplastic pollution becoming a significant environmental threat in both terrestrial and aquatic ecosystems. The presence of microplastics has been widely documented in agricultural soils, water resources, aquatic organisms, and various terrestrial species. In this context, wastewater treatment systems are considered a critical barrier for controlling the release and spread of microplastics into the environment. Sequencing Batch Reactor (SBR) systems are among the advanced biological wastewater treatment processes that provide high treatment efficiency and operational flexibility. These systems operate in cyclic phases consisting of fill, react, settle, and decant, enabling effective control over the removal of various types of pollutants. In SBR systems, suspended microbial communities play a key role not only in the degradation of organic matter but also in the removal of particulate contaminants. In this study, the microplastic retention potential of Lemna minor, a freshwater plant species integrated into an SBR system, was investigated. It is hypothesized that the presence of plants may influence both physical and biological processes within the reactor, thereby enhancing microplastic removal. Previous studies have examined the effects of morphological characteristics of aquatic plants such as Phragmites australis, Cabomba caroliniana, and Egeria densa on microplastic retention, indicating that leaf structure, surface area, and root morphology are key factors governing this process. The experimental findings of this study demonstrate that the SBR system containing duckweed exhibited higher and more stable performance compared to the non-vegetated SBR system, both in terms of conventional pollutant parameters (TSS, COD, TN, TP) and microplastic removal efficiency. In particular, low-density microplastics (such as PE and PP) tended to accumulate at the reactor surface, and the presence of plants played a significant role in their retention and removal. FT-IR analyses revealed that microplastics were more selectively retained in the vegetated SBR system, allowing for more accurate identification of common polymer types such as PE, PP, PVC, and PET. The results indicate that plant integration into SBR systems can enhance microplastic removal performance and suggest that this approach represents a promising and sustainable alternative in advanced wastewater treatment technologies.
Benzer Tezler
- Ardışık kesikli reaktörlerde çoklu doldurma yöntemiyle azot gideriminin optimizasyonu
Optimization of nitrogen removal in sequencing batch reactors by multiple mixed filling
ÖMER ÖDÜL KANBEROĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2002
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. RÜYA TAŞLI
- Combined effects of antibiotics on the anaerobic microbial community structure, investigation of metabolites and antibiotic resistance genes
Antibiyotiklerin anaerobik mikrobiyal komunite üzerindeki etkisinin belirlenip, metabolit oluşumu ve antibyotik direnç gelişiminin incelenmesi
SEVCAN AYDIN
Doktora
Türkçe
2015
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ORHAN İNCE
- Mısır işleme endüstrisi atıksularında biyolojik azot giderimi
Biological nitrogen removal in corn processing industry wastewater
ÖZDEMİR KÜÇÜKLER
Yüksek Lisans
Türkçe
2005
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İZZET ÖZTÜRK
- Evaluation of wastewater treatment technologies using renewable energy for dispersed settlements: Storm valley Ardesen– Camlihemsin pilot region application
Dağınık yerleşimler için yenilenebilir enerji kullanan atıksu arıtma teknolojilerinin değerlendirilmesi: Fırtına vadisi Ardesen–Camlıhemsin pilot bölge uygulaması
ORÇUN LEBLEBİCİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ORHAN İNCE
- Effect of anti-inflammatory drug micropollutants in hybrid biofilm nitrification systems on microbial community population
Hibrit biyofilm nitrifikasyon sisteminde antienflamatuvar özellikteki mikrokirleticilerin mikrobiyal popülasyon üzerine etkisi
ROYA DADKHAH
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Assoc. Prof. Dr. GÜLSÜM EMEL ZENGİN BALCI
Assoc. Prof. Dr. DİĞDEM GÜVEN