Coupled wastewater treatment and CO2 mitigation by microalgal (Chlorella vulgaris) cultures
Mikroalgal (Chlorella vulgaris) kültürleri ile entegre besiyer madde giderimi ve CO2 mitigasyonu
- Tez No: 461921
- Danışmanlar: PROF. DR. GÖKSEL NİYAZİ DEMİRER, DOÇ. DR. TUBA HANDE BAYRAMOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Chlorella vulgaris, Fotobiyoreaktör, CO2 giderimi, Baca gazı, Küresel ısınma, Besiyer madde giderimi, Chlorella vulgaris, Photobioreactor, CO2 mitigation, Flue gas, Global Warming, Nutrient removal
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Yer Sistem Bilimi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 144
Özet
Farklı atık sulardan alıcı sucul ortamlara atılan fazla azot ve fosfor, ötrifikasyon, ekosistem hasarı ve düşük su kalitesi gibi başlıca problemlere sebep olmaktadır. Atık sulardan çoğunlukla azot ve fosfor gibi besiyer maddelerin uzaklaştırılması, Türkiye de dâhil olmak üzere birçok ülkede hâlâ çözülemeyen bir sorundur. Örneğin, Türkiye'de üçüncül (ileri) atık su arıtımına tabi olan atık suların oranı %38.3 civarındadır (Türkiye İstatistik Kurumu, 2012). Bu yüzden daha iyi ve daha uygulanabilir besiyer madde giderimi teknikleri arayışları devam etmektedir. Mikroalgal kültürler uzunca bir süredir atık sulardan besiyer maddelerin uzaklaştırılmasında etkili bir şekilde kullanılmaktadır. Atmosferdeki CO2 seviyesinin yükselmesinden kaynaklanan küresel ısınma, endişe verici boyutlara ulaşmaktadır. Birleşmiş Milletler İklim Değişikliği Çerçeve Sözleşmesi içinde imzalanmış olan Kyoto Protokolü, 170'den fazla ülkenin karbon salınımını azaltmaya yönelik uluslararası bir sözleşmedir. Besiyer madde giderimi gibi, CO2'yi de gidermek için farklı fiziksel, kimyasal ve biyolojik teknolojiler vardır. CO2 giderimi için biyolojik yöntemlerden biri de mikroalg esaslı CO2 giderimi yöntemidir. Bu çalışmada, evsel ve endüstriyel atık sulardan entegre besiyer maddelerinin uzaklaştırılması ve endüstriyel baca gazı kaynaklı CO2 gideriminin araştırılması üzerine yoğunlaşılmıştır. Bu çalışmanın amacı, (i) yüksek CO2 seviyelerinin mikroalgler tarafından toleransını, (ii) mikroalglerin atıksudaki besiyer madde giderim oranlarını, (iii) mikroalgler tarafından biyo-transforme edilen CO2 miktarını ve (iv) mikroalglerin demir çelik endüstrisinden toplanan gerçek baca gazı ile beslenen reaktörlerdeki performansını anlamaktır. Bu çalışmada, Chlorella vulgaris'in besiyer giderimi veriminin araştırılması amacıyla yarı-kesikli ve sürekli fotobiyoreaktör işletilmiştir. En yüksek azot ve fosfor giderimleri %82 ve %99 aralığında kaydedilmiştir. Mikroalglerin CO2 giderim miktarları kuru kütleleri ile normalize edilmiştir. Sonuçlar, bu reaktörlerin CO2 giderim performansının 6.44 ve 0.32 g CO2 / g TKM aralığında olduğunu göstermiştir. Bu çalışmanın sonuçları, mikroalg biyoteknolojisi ile entegre besiyer madde giderimi ve CO2 giderimi uygulamalarının gerçekleştirilebilir olduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Eutrophication, ecosystem damage and poor water quality predominantly are among the major problems which are brought about by excess nitrogen and phosphorus discharged to receiving environments by different wastewaters. Nutrient (mainly nitrogen and phosphorus) removal from wastewaters is still an unsolved problem in many countries, including Turkey. For example, the ratio of wastewaters which are subjected to tertiary (advanced) wastewater treatment is around 38.3% (Turkish Statistical Institute, 2012). Therefore, there has been an increasing interest for seeking better and more feasible nutrient removal techniques. Microalgal cultures have been effectively used in nutrient removal from wastewaters for a long time. Global warming has reached to an alarming level because of the elevated CO2 levels in the atmosphere. United Nations promoted Kyoto Protocol which is an international commitment to reduce carbon emission of more than 170 countries. Like nutrient removal, there are different physical, chemical, and biological technologies to mitigate CO2. One of the biological methods for CO2 mitigation is the algae based CO2 uptake. This research has focused on investigating the possibility of parallel nutrient removal from domestic and industrial wastewaters and CO2 mitigation from industrial flue gas. The aim of this study is to understand (i) the tolerance of high CO2 levels by microalgae, (ii) removal rate of nutrients from wastewater, (iii) the amount of CO2 biotransformed by microalgae, and (iv) the performance of microalgae cultivation in reactors fed by real flue gas collected from iron and steel industry. In this study, batch and fed-batch reactors were operated for investigation of nutrient removal efficiency of Chlorella vulgaris. Maximum N and P removal efficiencies were achieved in these reactors between 82% and 99% at the end of experiment. CO2 biofixation rates were normalized dry biomass of microalgae. The results indicated that CO2 biofixation performance of these reactors were in the range of 6.44 and 0.32 g CO2/TS. The results of this study indicated that microalgal biotechnology is a feasible alternative for integrated nutrient removal and CO2 biofixation applications.
Benzer Tezler
- High-rate activated sludge process for energy efficient wastewater treatment
Enerji verimli atıksu arıtımı için yüksek yüklemeli aktif çamur prosesi
HAZAL GÜLHAN
Doktora
İngilizce
2023
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İZZET ÖZTÜRK
- Anerobik çürütücülerde karışım şartlarının çürütücü verimine etkisinin araştırılması
Başlık çevirisi yok
AHMET GÜNAY
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. LÜTFİ AKÇA
- Experimental assessment of anammox process response to different carbon compounds
Anammox prosesinin farklı karbon kaynaklarına tepkisinin deneysel yöntemlerle belirlenmesi
DİDEM GÜVEN
Doktora
İngilizce
2003
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEVAL SÖZEN
- İletkenlik dedektörlü iyon kromatografi ile çeşitli örneklerde siyanür, siyanat, tiyosiyanat, krom (VI) ve metal-siyanür kompleksleri tayini
Determination of cyanide, cyanate, thiocyanate, chromium (VI) and metal-cyanide complexes in various samples by ion chromatography with conductivity detector
ORHAN DESTANOĞLU
- GIS and best-worst method integration for wastewater treatment plant site selection
Atıksu arıtma tesisi yer seçimi için CBS ve en iyi-en kötü yöntem entegrasyonu
ELİF ÇELİKEL
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Coğrafyaİstanbul Teknik ÜniversitesiBilişim Uygulamaları Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TURAN ERDEN