Geri Dön

Biyoreaktör depo sahalarında nanomalzemelerin davranışları ve atıkların ayrışma prosesleri üzerindeki etkilerinin araştırılması

The fate of nanomaterials in bioreactors landfills and their effects on solid waste degradation

  1. Tez No: 478596
  2. Yazar: SENEM YAZICI GÜVENÇ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET SİNAN BİLGİLİ
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2017
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 298

Özet

Nanopartiküllerin malzemeye kazandırdıkları özellikler sebebiyle, tüketici ürünlerinde kullanımları giderek artış göstermektedir. Düzenli depolamanın, sağlamış olduğu ekonomik avantajlar sebebiyle ülkemizde ve dünyada katı atıkların bertaraf yöntemleri arasında halen sıklıkla tercih edilen bir yöntem olması sebebiyle, nanopartikül içeren ürünler faydalı kullanım ömürleri sonunda doğrudan kentsel katı atıklar (KKA) ile birlikte düzenli depo sahalarında bertaraf edilmektedir. Bu çalışmada, nanomalzeme üretiminde en yaygın olarak kullanılan gümüş nanopartiküller (AgNPs) ve titanyum dioksit nanopartiküllerin (TiO2NPs) KKA ile birlikte aerobik ve anaerobik geri devirli ve klasik anaerobik düzenli depo sahalarında bertaraf edilmesi halinde, depo sahalarında oluşan sızıntı suyu, depo gazı bileşenleri ve yeraltı suyu karakterizasyonu ile biyolojik ayrışma sürecinde etkin mikrobiyal kompozisyon üzerinde meydana gelebilecek etkiler araştırılmıştır. Bu amaçla, AgNPs ve TiO2NPs'in aerobik ve anaerobik düzenli depo sahalarındaki ayrışma üzerine etkilerini belirleyebilmek için üçü aerobik biyoreaktör, üçü anerobik biyoreaktör ve üçü klasik anerobik olmak üzere 9 adet pilot ölçekli reaktör (iç çapı 80 cm, yüksekliği 350 cm) işletilmiştir. Reaktörlere İstanbul KKA'ını temsil edecek yaklaşık 900 kg KKA ve NP/10000 KKA oranında Ag ve TiO2 nanopartikül yüklenmiştir. Her bir üçlü reaktör takımında birer adet nanopartikül içermeyen kontrol reaktörü, bir AgNPs ve bir TiO2NPs içeren reaktör kullanılmıştır. Çalışmada, aerobik biyoreaktörler 250 gün, anaerobik biyoreaktör ve klasik reaktörler ise 900 gün işletilmiştir. Aerobik biyoreaktörler (A-K, A-TiO2 ve A-Ag) sırasıyla 0,02; 0,019 ve 0,016 L/dk-kg atık oranlarında havalandırılmış ve atık stabilizasyonları havalandırmanın etkisiyle anaerobik reaktörlere göre daha kısa sürede gerçekleşmiştir. 250 günlük depolama süresince A-K, A-TiO2 ve A-Ag reaktörlerinde 161, 112 ve 129 L sızıntı suyu oluşumu tespit edilmiştir. Aerobik şartlar altında amonyağın oksidasyonu sebebiyle sızıntı suyu amonyak konsantrasyonları 250 gün sonunda A-K, A-TiO2 ve A-Ag reaktörleri için sırasıyla 450, 100 ve 300 mg/L değerlerine düşmüştür. Organik maddenin aerobik şartlar altında hızlıca ayrışması ile 250 gün sonunda A-K, A-TiO2 ve A-Ag reaktörleri için sırasıyla sızıntı suyu KOİ konsantrasyonları 5000, 1300 ve 1750 mg/L değerlerine düşmüştür. TiO2NPs ve AgNPs'in atıkların aerobik ayrışması üzerine herhangi bir etkisi olmadığı bulunmuştur. A-TiO2 reaktörü sızıntı suyu, yeraltı suyu ve katı atık numunelerinde Ti konsantrasyonları sırasıyla 0,05 mg/L,

Özet (Çeviri)

Utilization of nanoparticles in consumer products shows an increase due to bringing innovation to materials. Since landfills are the most widely used disposal method in our country and in all over the world, materials containing nano particles thereafter are disposed with municipal solid wastes (MSW) as they completed their economic life. Silver nanoparticles (AgNPs) and titaniumdioxide nanoparticles (TiO2NPs) are widely used in nanomaterial production. In this study; the effects of AgNPs and TiO2NPs on leachate, landfill gas, groundwater characterization and active microbial composition in biological degradation process as these nanomaterials are disposed in landfills with municipal solid wastes was investigated. To determine the effect of AgNPs and TiO2NPs on degradation in aerobic and anaerobic landfills, three aerobic bioreactors, three anaerobic bioreactors and three conventional anaerobic reactors with inner diameter of 80 cm and height of 350 cm were operated. About 900 kg of solid wastes representing İstanbul MSW were disposed in reactors. Ag and TiO2 was added with the ratio of NP/10000 MSW to the reactors except for the control reactors. The three reactor groups were operated aerobically with leachate recirculation, anaerobically with leachate recirculation and anaerobically without leachate recirculation. These reactors groups comprise of one control reactor without any nanoparticle addition, one with Ag addition and one with TiO2 addition. Aerobic biorectors were operated for a period of 250 days whereas anaerobic biorectors and conventional anaerobic reactors were operated for a period of 900 days. Aerobic bioreactors (A-C, A-TiO2 and A-Ag) were operated with aeration rates of 0.02; 0.019 ve 0.016 L/minute-kg waste, respectively. Higher stabilization rates were obtained by aeration in aerobic reactors as compared with anaerobic reactors. The amount of leachate generated in A-C, A-TiO2 ve A-Ag reactors were determined to be 161, 112 ve 129 L respectively. Ammonia concentrations of leachate in A-C, A-TiO2 ve A-Ag were found to be 450, 100 ve 300 mg/L after 250 days whereas COD concentrations were determined to be 5000, 1300 ve 1750 mg/L, respectively. No significant effect of TiO2NPs and AgNPs was observed on aerobic solid waste degradation. Ti concentrations of leachate, groundwater and solid waste samples were determined as 0.05 mg/L,

Benzer Tezler

  1. Aerobik depo sahalarında nanomalzemelerin davranışları ve atıkların ayrışma prosesleri üzerindeki etkilerinin araştırılması

    The fate of nanomaterials in aerobic landfills and their effects on solid waste degradation

    BURCU ALAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Çevre MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MEHMET SİNAN BİLGİLİ

  2. Investigation of microbial communities in sanitary and bioreactor landfills

    Düzenli ve biyoreaktör depo sahalarındaki mikrobiyal toplulukların incelenmesi

    BÜLENT MERTOĞLU

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2005

    BiyoteknolojiMarmara Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÖMER AKGİRAY

  3. Katı atık depo sahalarının geçirimsiz taban sistemlerinden kirletici geçişinin incelenmesi ve taban sistemlerinin rehabilitasyonu

    Investigation of contaminant transport through impermeable solid waste landfill liners and rehabilitation of liner systems

    GAMZE VARANK

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2010

    Çevre MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AHMET DEMİR

  4. The fate and behaviour of nano-ZnO in conventional and bioreactor landfills

    Konvansiyonel ve anaerobik biyoreaktör düzenli depo sahalarında nano-ZnO'in taşınımı ve etkileri

    İLKNUR TEMİZEL

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Çevre MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesi

    Çevre Teknolojileri Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. TURGUT TÜZÜN ONAY

  5. Katı atık düzenli depo sahalarında depo gazı oluşumunu etkileyen faktörlerin belirlenmesi

    Determination of the influencing factors on landfill gas generation at sanitary landfill sites

    MEHMET SİNAN BİLGİLİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2002

    Çevre MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. AHMET DEMİR