Integrated carbon dioxide mitigation and nutrient removal from municipal and industrial wastewater using microalgal systems
Mikroalg sistemleri ile entegre karbondioksit azaltımı ve evsel ve endüstriyel atıksulardan nütriyent giderimi
- Tez No: 489502
- Danışmanlar: DOÇ. DR. TUBA HANDE BAYRAMOĞLU, PROF. DR. SİBEL ULUDAĞ DEMİRER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 182
Özet
Bu yüksek lisans tezinin amacı tek hücreli Chlorella vulgaris kültürüyle, fotobiyoreaktörlerde çeşitli atıksulardan besiyer madde gideriminin ve karbondioksit azaltımının araştırılmasıdır. Bu çalışmanın ilk kısmında, Chlorella vulgaris kültürü, kesikli reaktörlerde biyokütle miktarını artırmak ve algin büyüme evrelerini gözlemlemek için bold bazal besiyerinde yetiştirilmiştir. Daha sonra, iki parallel fotobiyoreaktör (FBR), Chlorella vulgaris kültürünün yarı-sürekli olarak kararlı halde yetiştirilebileceği en az sistem kontrolünü belirlemek için çalıştırılmıştır. Her besleme yapıldığında pH kontrolü ve sıcaklık düzenlemesi yapılması gerekliliği ortaya çıkmıştır. İkinci olarak, evsel atıksudan Chlorella vulgaris ile nütriyent giderimi incelenmiştir. 3 adet FBR 2, 4 ve 8 gün hidrolik bekletme sürelerinden (HBS) nütriyent giderimine en uygununu bulmak amacıyla çalıştırılmıştır. 4 gün HBS ile çalışan FBR'de diğer HBS'lerde sağlanandan daha yüksek olacak şekilde %98-100 toplam amonyum azotu (TAN) ve %85-98 orto-fosfat (PO4-P) giderimi sağlanmıştır. Yarı-sürekli deneylerin öncesinde ve sonrasında aklime olmamış ve olmuş kültürlerle kesikli deney setleri çalıştırılmıştır. En yüksek biyokütle büyüme hızı aklime olmamış kültür için 0,39 gün-1 ve aklime olmuş kültür için 0,82 gün-1 olarak ölçülmüş; bu sonuç aklimasyonun sistem verimliliği açısından önemli olduğunu göstermiştir. Son kısımda, sisteme fosfor ve seyreltme sağlamak için birincil çamur yoğunlaştırma tankı süzüntü suyu ile karıştırılan kok fabrikası atıksuyunun, %4 karbondioksit ile zenginleştirilmiş hava verilerek Chlorella vulgaris ile arıtımı hedeflenmiştir. İki atıksuyun karışım oranı Chlorella vulgaris için en ideal nitrojen: fosfor (N/P) oranını belirlemek için yapılan kesikli deneylerle saptanmıştır. Bu oran 6 olarak belirlendikten sonra buna uygun şekilde hazırlanan karışım atıksuyu ile yarı-sürekli deneyler yapılmıştır. 5, 8 ve 12 gün HBS arasından 12 gün HBS'inde %97,5 TAN, %97 PO4-P ve %17,7 CO2 arıtımı ile en iyi giderim değerleri elde edilmiştir. Bu çalışmanın sonuçları bu spesifik atıksuların Chlorella vulgaris ile arıtımında büyük ölçekli deney setlerinde kullanılabilir.
Özet (Çeviri)
The aim of this master thesis study is to investigate the nutrient removal efficiency from different kinds of wastewaters and the carbon dioxide mitigation in photobioreactors with unialgal culture, Chlorella vulgaris. In the first part of the study, Chlorella vulgaris culture was cultivated in the Bold's basal medium in batch reactors to increase the biomass content and to observe the growth phases of alga. Then, two parallel photobioreactors (PBRs) were run to cultivate Chlorella vulgaris culture semi-continuously to determine the minimum control requirements on the system to achieve steady-state. pH control at every feeding procedure and temperature regulation requirements became evident. Secondly, nutrient removal from municipal wastewater by Chlorella vulgaris was investigated. Three PBRs were operated at 2, 4 and 8 days of hydraulic retention time (HRT) in semi-continuous PBRs to determine the optimum HRT to achieve the highest nutrient removal. At the 4 day of HRT, 98-100% total ammonium nitrogen (TAN) and 85-98% ortho-phosphate (PO4-P) removal efficiencies were achieved, which was the highest removal among all other HRTs. Before and after the semi-continuous set of experiments, batch sets were run with unacclimated and acclimated algal culture. The highest biomass growth rates of the cultures were measured as 0.39 d-1 for unacclimated and 0.82 d-1 for acclimated culture showing that acclimation is important for system efficiency. At the final part, it was aimed to treat coke factory wastewater, which was mixed with supernatant of primary sludge thickener (thickener supernatant) to provide phosphorus and dilution to the system by supplying 4% carbon dioxide (CO2)-enriched air with Chlorella vulgaris. Mixing ratio of two wastewaters was determined by set of batch experiments to identify the optimum nitrogen: phosphorous (N/P) ratio for Chlorella vulgaris. After this ratio was determined as 6, semi-continuous set of experiments were done with mixed wastewater prepared accordingly. Among 3 HRTs studied (5, 8, and 12 days), 12 days of HRT provided the best removal rates as 97.5% TAN, 97% PO4-P, and 17.7 % CO2 removal. Outcomes of this thesis study can be further used for large scale experimental sets to treat that specific wastewaters with Chlorella vulgaris.
Benzer Tezler
- Enrichment of denitrifying anaerobic methane oxidation (DAMO) and anaerobic ammonium oxidation (Anammox) co-culture for the treatment of anaerobic digester effluent
Anaerobik çürütücü çıkış suyunun arıtımı için denitrifiye anaerobik metan oksidasyonu (DAMO) ve anaerobik amonyum oksidasyonu (Anammox) birleşik kültürünün zenginleştirilmesi
RAYAAN HARB
Doktora
İngilizce
2023
Çevre MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TUBA HANDE BAYRAMOĞLU
- Mikroalg yetiştiriciliği yoluyla baca gazı kaynaklı karbon dioksit azaltımı
Carbon dioxide removal from flue gas by microalgae cultivation
OKAN SAYANER
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ADEM TEKİN
- İstanbul'da ulaştırma sektörünün iklim değişikliğine etkisinin belirlenmesi
Determining the impact of the transportation sector on climate change in Istanbul
TUĞBA DOĞAN GÜZEL
Doktora
Türkçe
2021
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KADİR ALP
- Peyzaj ve küresel iklim değişikliği etkileşiminin görsel anlatım biçimleri üzerinden değerlendirilmesi
Assessing landscape and global climate change interaction through forms of visual representation
İZGİ UYGUR
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Peyzaj Mimarlığıİstanbul Teknik ÜniversitesiPeyzaj Mimarlığı Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜLŞEN AYTAÇ
- Çevresel gürültü kontrolüne yönelik gerçek zamanlı izleme sistemi tasarımı ve uygulaması
Real-time monitoring system design and implementation for environmental noise control
SAMET FEYYAZ HAMAMCI
Doktora
Türkçe
2024
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiBilişim Uygulamaları Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET ÖZGÜR DOĞRU