Geri Dön

Atık sulardaki aromatik ve klorlu bileşiklerin çift fazlı sistemde biyolojik temizlenmesi

The Biodegradation of aromatic and chlorinated hydrocarbons in industrial wastewater by a two phase system

  1. Tez No: 120980
  2. Yazar: TARIK ABUHAMED
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ÜLKÜ MEHMETOĞLU
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2002
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Ankara Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 227

Özet

ÖZET Doktora Tezi ATIK SULARDAKİ ARÖMATİK VE KLORLU BİLEŞİKLERİN ÇİFT FAZLI SİSTEMDE BİYOLOJİK TEMİZLENMESİ Tarık ABUHAMED Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı Danışman: Prof Dr. Ülkü MEHMETOĞLU Petrol hidrokarbonları ve sentetik hidrokarbonlar mikroorganizmalarla bozundurulabilir. Bu bozunma işlemine biyolojik bozunma (biyodegradasyon) denir. Çevre kirliliğine neden olan ve atık sularda bulunan aromatik hidrokarbonlardan benzen, toluea ve fenol ve klorlu alifatik bileşik olan trikloroetilen toksik olduklarından, çevreye sızmaları ciddi problemlere neden olur. Bu maddelerin temizlenmeleri büyük önem taşımaktadır. Tek fazlı biyolojik bozunma deneyleri sıcaklık ve karıştırma hızı kontrollü orbital çalkalayıcıya yerleştirilmiş olan alüminyum kapaklı, PTFE / Bütil 160 mL hacimli septumlu serum şişelerinde, 150 rpm karıştırma hızında pH = 7 ve 30 °C sıcaklıkta yapılmıştır. Çift fazlı biyolojik bozunma deneyleri ise aynı koşullarda septumlu 320 mi hacimli serum şişelerinde ve 200 rpm karıştırma hızında yapılmıştır. Benzen, toluen, fenol ve trikloroetilen derişimleri gaz kromatografi ile, mikroorganizma derişimi ise spektrofotometrik olarak belirlenebilmesi için analiz yöntemleri geliştirilmiştir. Ayrıca biyolojik bozunma deneylerinde kullanılan Pseudomona putida Fİ' in substratlara alıştırma koşullan belirlenmiştir. Mikroorganizma ile benzen, toluen ve fenol tek substrat olarak, etkileşimleri belirlemek amacıyla ikili ve üçlü karışımlar halinde ve bu bileşikleri yüksek derişimlerini de bozundurmak amacıyla çift fazlı sistemde deneyler gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın ilk aşamasında tek fazlı sistemde maksimum bozundurulabilen benzen, toluen ve fenol derişimleri ve bozunma süreleri sırasıyla 880 mg/L (14 saat), 880 mg/L (13 saat) ve 200 mg/L (35 saat) olarak bulunmuştur, İkili ve üçlü karışım halinde yapılan deneylerin sonucunda, ikili karışımlarda toluen varlığının benzenin biyolojik bozunmasını etkilemediği, toluenin fenol varlığında biyolojik bozunma süreleri, benzen varlığındaki sürelerle yaklaşık olarak aynı olduğu bulunmuştur. Üçlü karışımlarda ise benzen ve fenol varlığının toluenin biyolojik bozunmasını pek etkilemediği, fenol ve toluen varlığının da benzenin biyolojik bozunmasını etkilemediği bulunmuştur. Çalışmanın ikinci aşamasında, benzen, toluen ve fenolün biyolojik bozunma kinetiği için Andrews modeli kullanılmıştır. Bu modelin çözümünden sırasıyla benzen, toluen ve fenol için, (w ; 0.62, 0.61 ve 0.051 h“1, Ks ; 1.65, 6.47 ve 18 mg/L ve Ki, 180, 88 ve430 mg/L olarak bulunmuştur. İkili karışımlarla yapılan deneyi»' sonucunda da etkileşim parametreleri; Ib,t > hp, Ibjr > Ifjb, h? ve If,t sırasıyla 0.49, 5.16, 027, 1.08, 0.14 ve 1.03 olarak bulunmuştur. Üçüncü aşamada ise, çift fezlı sistemde kullanılacak çözücü seçimi yapılmıştır. Pseudomonas putida Fİ 'in kritik Log P'si 3.1 olarak belirlenmiştir. Çift fazlı sistemde en uygun organik çözücü olarak 2-undekanon seçilmiştir. Benzen, toluen ve fenolün tek tek, ikili ve üçlü karışımlar halinde çift fazlı sistemde bozundurulabilen maksimum derişimleri sırasıyla 3300 mg/L (18 saat), 3150 mg/L (16 saat) ve 500 mg/L (28 saat) olarak bulunmuştur. İkili ve üçlü karışım halinde yapılan biyolojik bozunma deneyleri sonucunda da tek fazlı sistemde bulunan etkileşimlerin aynısı bulunmuştur. Çift fazlı sistemin kullanılmasıyla hem daha yüksek derişimlerdeki substrat ların inhibisyon etkisi önlenerek, biyolojik bozunması gerçekleştirilmiş hem de bozunma süreleri azalmıştır. Çift fazlı sistemde substratların biyolojik bozunma kinetiği model parametreleri sulu fazda substratlar için kütle denklemleri kurularak bulunmuştur. Benzen, toluen ve fenol için gözlenen maksimum özgül üreme hızlan sırasıyla 0.24, 0.59 ve 0.0017b.”1 ve doygunluk sabitleri sırasıyla 10.74, 15.37 ve 1.55 mg/L olarak hesaplanmıştır. Çalışmanın son aşamasında ise, trikloroetilenin farklı mikroorganizma derişimlerinde biyotransformasyon ile bozunma deneyleri yapılmış ve 6 g/L derişiminde mikroorganizma en uygun derişim olarak seçilmiştir. 6 g/L hücre derişiminde tek fazlı sistemde maksimum bozundurulabilen TCE derişimi 36.5 mg/L (15 saat) bulunmuştur. Çift fazlı sistemde ise 55 mg/L TCE'nin tamamı 14 saatte bozunduğu bulunmuştur. Biyotransformasyon kinetiği model parametreleri belirlemek için kullanılan substrat inhibisyon modeli kullanılmıştır. Bu modelin çözümünden TCE'nin tek fazlı sistemde, Tubx ; 1-71 h"1, Ko,; 8.22 mg/L ve Ki ;, 4.51 mg/L olarak belirlenmiştir. 2002, 202 Sayfa ANAHTAR KELİMELER: Biyolojik bozunma, çift fazlı sistem, benzen, toluen, fenol, trikloroetilen, substrat etkileşimi, Pseudomonas putida Fİ.

Özet (Çeviri)

ABSTRACT Ph. D. Thesis THE BIODEGRADATION OF AROMATIC AND CHLORINATED HYDOCARBONS IN INDUSTRIAL WASTE WATER BY A TWO-PHASE SYSTEM TankABUHAMED Ankara University Graduate School of Natural and Applied Science Department of Chemical Engineering Supervisor: Prof Dr. Ülkü MEHMETO?LU The degradation of petroleum and synthetic hydrocarbons is mainly accomplished by microorganisms. This degradation process is called biodegradation. Benzene, toluene, phenol and chlorinated aliphatic trichloroethylene are environmental pollutants, their presence in the industrial waste waters and their release to the environment cause very serious environmental problem. The biodegradation experiments of benzene, toluene and phenol in single phase system were conducted in 160 mL serum bottles. Experiments were carried out at pH = 7 and 30°C in an orbital shaker (Gerhardt) at 150 rpm. The biodegradation experiments in two-phase system were conducted in 320 mL serum bottles at 200 rpm and at the same conditions of the single phase system. To determine the concentration of benzene, toluene, phenol and trichloroethylene by GC and the concentration of microorganisms by spectrophotometer an analytical procedures were developed. Although the adaptation conditions of Pseudomonas putida Fl which used in the biodegradation experiments were determined. The biodegradation experiments of benzene, toluene and phenol were conducted with single, binary and tertiary substrates mixtures and to degrade more high concentrations of these compounds, experiments were conducted in a two-phase system. In the first step of this study, the maximum biodegraded concentrations were found to be 880 mg/L (14 h) for benzene, 880 mg/L (13 h) for toluene and 200 mg/L (35 h) for phenoL In the result of the biodegradation experiments conducted with binary and tertiary substrates mixtures it is found that toluene did not affect the biodegradation of benzene. The biodegradation time of toluene with benzene was nearly the same with toluene and phenoL The presence of benzene and/or phenol did not affect significantly the biodegradation time of toluene. The presence of phenol with toluene did not affect the biodegradation of benzene. In the second step of this study, the Andrews model was used to determine the biodegradation kinetic parameters for benzene, toluene and phenoL The kinetic parameters were found to be \Ln^> 0.62, 0.61 and 0.051h“', Ks ; 1.65, 6.47 and 18 mg/Land Kj, 180, 88 and 430 mg/L for benzene, toluene and phenol respectively. In the binary substrate mixture experiments the interaction parameters; Ib,t » It3, W » fcj, It,f and IF,T were found to be 0.49, 5.16, 0.27, 1.08, 0.14 and 1.03 respectively. In the third step of this study, the solvent to be used in the two-phase system was selected and 2-undecanone was chosen as the most appropriate solvent The critic log P of Pseudomonas putida Fl was determined as 3.1. The biodegradation experiments in two-phase system were conducted with single, binary and tertiary substrates mixtures. The maximum biodegraded concentrations were found to be 3300 mg/L (18 h) for benzene, 3150 mg/L (16 h) for toluene and 500 mg/L (28 h) for phenoL In the result of the biodegradation experiments conducted with binary and tertiary substrates mixtures, the same interactions obtained by using single phase experiments were observed. The presence of the second phase not only prevented the inhibition effect of the substrates, but also decreased the biodegradation time of the substrates. In order to determine the biodegradation kinetics for benzene, toluene and phenol in two-phase system, mass balance for the substrates were set up in the liquid phase. The kinetic parameters were found to be u*» ; 0.62, 0.61 and 0.051b;1 and Ks ; 1.65, 6.47 and 18 mg/L for benzene, toluene and phenol respectively. In the last step of the study, the biotransformation of trichloroethylene was investigated at different microorganism concentrations and 6 g/L was found to be the most appropriate concentration. By using a single phase system 36.5 mg/L of trichloroethylene was biodegraded in 15 hours. But by using two-phase system 55 mg/L was biodegraded in 14 hours. To determine the biotransformation kinetics model parameters, substrate inhibition model was used and the kinetic parameters were found to be; w ; 1.71 h”1, Km; 8.22 mg/L and Kj ;, 4.51 mg/L. 2002, 202 pages KEY WORDS: Biodegradation, two-phase system, benzene, toluene, phenol, trichloroethylene, substrates interactions, Pseudomonas putida Fl.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    595293

    2-(4-hidroksifenilazo)benzoik asit boyar maddesinin bozunma kinetiğinin ve renk gideriminin incelenmesi

    Investigation of degradation kinetics and color removal of 2-(4-hydroxyphenylazo)benzoic acid dye

    EMİNE BALTACI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    KimyaSinop Üniversitesi

    Disiplinlerarası Çevre Sağlığı Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. YELİZ KARAMAN

  2. Tez No

    835633

    Yarı iletken metal oksitlerin fotokatalitik özelliklerinin incelenmesi

    Investigation of the photocatalytic properties of semi conductive metal oxides

    SÜREYYA DÖŞLÜ ÇETİNKAYA

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Fizik ve Fizik MühendisliğiMersin Üniversitesi

    Nanoteknoloji ve İleri Malzemeler Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NADİR DİZGE

  3. Tez No

    318090

    Bazı tekstil boyar madde atıklarının Agaricus bisporus biyokütlesi kullanılarak giderimi

    Removal of certain textile dyes by using Agaricus bisporus BIOMASS

    HATİCE NUR HALİPÇİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2012

    BiyolojiKahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi

    Biyoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. METİN DIĞRAK

  4. Tez No

    135746

    Atık sulardaki endokrin yıkıcı maddelerin ileri oksidasyon yöntemleriyle parçalanmalarının incelenmesi

    Degradation of endocrine disrupters in waste water discharges by using advanced oxidation techniques

    SİBEL IRMAK

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2003

    KimyaÇukurova Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. OKTAY ERBATUR

  5. Tez No

    378408

    Reaktif azo boyarmaddelerin TiO2 yüzeyinde adsorpsiyon ve dekolorizasyon reaksiyonlarının kinetik incelemesi

    A kinetic study of the adsorption and decolorization reactions of azo dyes

    SİNEM BAYRAM

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    KimyaYıldız Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ZEKİYE HATİCE ÇINAR

Geri Dön