Ağır metal kirliliği içeren atıksularda çeşitli türdeki maya ve küf mantarı hücrelerinin büyüme kinetiğinin hücrelerdeki metal biyobirikimi ile biyosorpsiyonunun karşılaştırmalı incelenmesi
Comperative investigation of the growth kinetics and heavy metal bioaccumulation and biosorption of yeast and fungus cells in wastewaters containing heavy metal ions
- Tez No: 200857
- Danışmanlar: Y.DOÇ.DR. ÜNSAL AÇIKEL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2007
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Cumhuriyet Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 156
Özet
Yapılan tez çalısmasında düsük pH'larda üreyebilen ve agır metal iyonlarına oldukça dirençli olan Rhizopus delemar mantarı ve Candida lipolytica mayasıyla, endüstriyel atıksularda istenmeyen derisimlerde bulunan bakır(II) ve nikel(II) iyonlarının tekli ve ikili karısımlarının biyosorpsiyonu ve biyobirikimi kesikli düzende incelenmistir. Biyosorpsiyon ve biyobirikim çalısmaları için hazırlanan besin ortamlarında bir seker endüstrisi atıgı olan melas kullanılmıstır. Çalısmaların ilk asamasında biyosorpsiyon deneyleri yapılmıstır. Her iki mikroorganizma için maksimum bakır(II) ve nikel(II) biyosorpsiyonunun gözlendigi pH degeri 4.0 olarak saptanırken, baslangıç metal iyonu derisimleri 250.0 mg/L iken maksimum adsorpsiyon hızları elde edilmistir. Ayrıca yine her iki mikroorganizma ve metal iyonu için adsorpsiyon izotermleri elde edilmis ve bu izotermlerden yararlanarak, Langmuir ve Freundlich adsorpsiyon sabitleri bulunmustur. Biyosorpsiyon deneylerinin ikinci kısmında bakır(II)-nikel(II) metal iyonu karısımlarının R. delemar'a ve C. lipolytica'ya ikili biyosorpsiyonu bu iyonların tekli durumdaki optimum pH degeri olan pH 4.0 degerinde incelenmistir. kili karısım çalısmalarında çesitli sabit metal iyonu derisimlerinde diger metal iyonu derisimi degistirilerek adsorpsiyon hız ve verimliligi arastırılmıs, sonuçların tekli durumda bulunan sonuçlarla karsılastırılması yapılmıstır. Genel olarak adsorpsiyon ortamındaki ikinci metal iyonunun, diger metal iyonunun adsorpsiyon hızını ve verimliligini düsürdügü gözlenmis, iki metal iyonu arasındaki etkilesimin birinin digerinin adsorpsiyonunu azaltıcı etkiledigi yani antogonistik oldugu sonucuna varılmıstır. Biyosorpsiyon deneylerinin son kısmında ikili metal iyonu karısımları için adsorpsiyon izotermleri elde edilmis, bu izotermlerin iki bilesenli sistemlerdeki Langmuir ve Freundlich adsorpsiyon modellerine uyumlulugu arastırılmıs ve adsorpsiyon sabitleri hesaplanmıstır. Biyobirikim çalısmalarında, metal iyonu içermeyen besin ortamında mikroorganizmaların özgül üreme hızına ve maksimum mikroorganizma derisimine baslangıç pH'ının ve baslangıç substrat (sakkaroz) derisiminin etkileri arastırılmıs ve iki mikroorganizma için de maksimum üremenin pH 4.0'te gerçeklestigi, substrat (sakkaroz) derisimininin 20 g/L'ye kadar artısıyla ise özgül üreme hızının ve maksimum mikroorganizma derisiminin arttıgı gözlenmistir. Özgül üreme hızı ile ana karbon kaynagı sakkaroz derisimi arasındaki iliskiyi veren Monod esitliginden her bir mikroorganizmaya ait maksimum özgül üreme hızı ve doygunluk sabiti degerleri bulunmustur. Çalısmaların daha sonraki kısmında tekli bakır(II) veya nikel(II) ve bu iki iyonunu beraber içeren melas ortamında mikroorganizmaların optimum üreme pH'ı arastırılmıs ve mikroorganizmaların pH 4.0'te maksimum üreme gösterdigi belirlenmistir. Sabit 10 g/L sakkaroz derisiminde tekli bakır(II) veya nikel(II) içeren melaslı besin ortamında, tekli metal iyonlarının çalısılan mikroorganizmaların üremesi üzerine inhibisyon etkisi metal iyon derisimi degistirilerek, ikili bakır(II)-nikel(II) karısımlarının mikroorganizmaların üremesi üzerine inhibisyon etkisi ise bir metal iyonunun derisimi sabit tutulup digerinin derisimi degistirilerek incelenmis, inhibisyon modellenmis ve model sabitleri saptanmıstır. Deneysel sonuçlar tekli ve ikili metal iyonlarının neden oldugu inhibisyonun tekli ve ikili yarısmalı inhibisyon modellerine uydugunu göstermistir. Biyobirikim çalısmaların son asamasında ise mikroorganizmalarla tekli bakır(II) veya nikel(II) ve her iki iyonu beraber içeren melas ortamında her bir mikroorganizmanın metal biyobiriktirme kapasitesi tekli durumda baslangıç metal iyonu derisiminin fonksiyonu, ikili durumda ise bir metalin derisimi sabit tutulup digeri degistirilerek incelenmis ve mikroorganizmaların metal biyobiriktirme verimleri bulunmustur. Tekli ve ikili durumda mikroorganizmaların biyobiriktirme kapasitelerinin baslangıç metal iyonu derisimi artıkça arttıgı, ikili durumda biyosorpsiyonda oldugu gibi ikinci iyonun digerinin biyobirikimini azalttıgı bulunmus, metal giderme verimleri biyosorpsiyon sonuçlarıyla karsılastırılmıstır. ANAHTAR KELMELER: Atıksu, maya, melas, sakkaroz, agır metal iyonu, ikili agır metal iyonu karısımları, biyobirikim, inhibisyon, R. delemar, C. lipolytica, bakır(II), nikel(II), kinetik
Özet (Çeviri)
In this thesis study, the biosorption and bioaccumulation of copper(II) and nickel(II) ions existing in undesired concentrations in industrial wastewaters from single and binary metal mixtures by Rhizopus delemar fungus and Candida lipolytica yeast which are highly resistant to heavy metal ions and can grow at lower pH values was investigated in a batch system. Molasses which is known as waste product from sugar industry was used in growth medium prepared for bioaccumulation and biosorpton studies. In the first part of the studies, the biosorption experiments were carried out. The pH value which was observed maximum biosorption of copper(II) and nickel(II) for each microorganism was determined as 4.0, maximum biosorption rates were obtained at 250.0 mg/L initial metal ion concentrations. In addition, adsorption isotherms were obtained for two microorganisms and metal ions, and the Langmuir and Freundlich adsorption constants from these isotherms were calculated. In the second part of the biosorption studies, the binary biosorption of copper(II)-nickel(II) ions from metal ion mixtures by R. delemar and C. lipolytica was investigated at pH 4.0, the optimum pH value obtained in single-metal ion systems. At the study of binary metal ion solutions, the concentration of one metal ion was kept constant while the other was changed and by these means the adsorption rates and efficiencies were evaluated, then the results were compared with those found at the single metal ion situations. The results showed that in general, the presence of a second metal ion in biosorption medium resulted in a decrease in the biosorption rate and efficiency of the other metal ion, this interactive effect between the metal ions was defined as antogonistic. In the last part of the biosorption studies, the adsorption isotherms for the binary heavy metal ions solutions were obtained, the compatibility of the isotherms to the Langmuir and Freundlich models in two component systems were investigated and the adsorption constants were calculated. In the bioaccumulation studies, in the absence of metal ions, the effects of initial pH and initial substrate (sucrose) concentration on specific growth rate and maximum microorganism concentration were investigated and it was observed that the maximum growth and specific growth rate and maximum microorganism concentration for both microorganisms increased with increasing initial sucrose concentration up to 20 g/L at pH 4.0. By using the Monod equation that gives the relationship between the specific growth rate and sucrose concentration, maximum specific growth rate and saturation constant for both microorganisms were determined. The optimum growth pH in the molasses medium containing copper(II) and nickel(II) ions as single metal ion and binary mixtures was investigated and maximum microorganism growth was observed at pH 4.0. At 10 g/L constant sucrose concentration the inhibition effect of single copper(II) or nickel(II) ions in molasses medium to the growth of each microorganism studied was investigated by changing metal ion concentration, binary inhibition effect of the mixtures of copper(II) and nickel(II) ions to the growth of microorganisms was studied by changing the concentration of first metal ion as second metal ion concentration was kept constant and then the inhibition was modelled and the model constants were determined. Experimental results showed that single and binary inhibition effects of metal ions fitted very well to the single and binary competitive inhibition models. At the last part of the bioaccumulation studies, metal ion bioaccumulation capacity of microorganisms, in single situation as the function of initial metal ion concentration, in binary situation by changing the concentration of first metal ion while second metal ion concentration was kept constant in molasses medium were investigated and then bioaccumulation yield of microorganisms determined. It was found that in single and binary metal ion systems, the bioaccumulation capacity of microorganisms increased by increasing initial metal ion concentration, in binary metal ion systems, the presence of the second metal ion in the media decreased the bioaccumulation capacity of the other metal ion as observed biosorption previously. Finally the metal removal efficiencies obtained in bioaccumulation were compared with biosorption results. KEYWORDS: Wastewater, yeast, molasses, sucrose, heavy metal ion, binary mixtures of heavy metal ions, bioaccumulation, biosorption, inhibition, R. delemar, C. lipolytica, copper(II), nickel(II), kinetics
Benzer Tezler
- Melas katılan ve ağır metal kirliliği içeren atıksularda çeşitli türdeki maya hücrelerinin büyüme kinetiğinin ve hücrelerdeki metal biyobirikiminin irdelenmesi
Investigation of the growth kinetics and heavy metal bioaccumulation of some yeasts growing in molasses added waste waters containing heavy metal ions
ÜNSAL AÇIKEL
Doktora
Türkçe
2003
Kimya MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZÜMRİYE AKSU
- Alginat bazlı adsorbentin akü üretim atıksuyu arıtımında değerlendirilmesi
Evaluation of alginate based adsorbent in battery production wastewater treatment
AYŞENUR PINAR ŞAHİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Çevre MühendisliğiAkdeniz ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÇİĞDEM MORAL
- Kıymetli metal içeren endüstriyel atıksulardan kaynakgeri kazanımı için polimer içeren membran (PIM) üretimi veuygulanması
Production and application of polymer inclusionmembrane (PIM) for resource recovery from industrialwastewater containing precious metals
BAŞAK KESKİN
Doktora
Türkçe
2024
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL KOYUNCU
PROF. DR. BİHTER ZEYTUNCU GÖKOĞLU
- Atıksulardan çeşitli adsorbanlarla arsenik giderimi
Adsorptive removal of arsenic from wastewaters by various adsorbents
YAŞAR ANDELİB ERDOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2005
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. NURAN DEVECİ