Energy generation from waste gas : Partial denitrification of nitric oxide and nitrous oxide production using hollow-fiber membrane biofilm reactor
Atık gazından enerji üretimi: Hollow-fiber membran biyofilm reaktörü kullanan nitrik oksit ve azot oksit üretiminin kısmi denetrifikasyonu
- Tez No: 689336
- Danışmanlar: DOÇ. DR. PINAR ERGENEKON
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoteknoloji, Enerji, Çevre Mühendisliği, Biotechnology, Energy, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 129
Özet
Sanayileşme, gübre kullanımı ve ulaşım gibi çeşitli kaynaklardan yayılan azot oksit (NOx) emisyonları, çevre üzerinde ciddi olumsuz etkilere neden olmakta ve emisyon miktarlarındaki artışa mukabil daha sıkı kontrol edilmeleri gerekmektedir. Daha düşük emisyon limitleri artan maliyetler nedeniyle aynı anda atık gazdan katma değerli yan ürünler veya enerji yaratan uygun maliyetli uzaklaştırma stratejilerinin geliştirilmesini zaruri kılmaktadır. Bu çalışma, nitrit (NO2⁻) varlığında içi boş fiber membran biyofilm reaktörü (HFMBfR) ile gaz halindeki nitrik oksitin (NO) kontrol edilmesini ve kısmi denitrifikasyon işlemi sırasında ara ürün olarak oluşan azot oksit (N2O) emisyonlarının değerlendirilmesini amaçlamaktadır. Biriken N2O, enerji üretmek için bir oksidan olarak metan oksidasyonunda kullanılabilir. Çalışmanın ilk aşamasında, HFMBfR, nitrojen kaynağı olarak sadece NO gazı beslenerek çalıştırılmış ve en fazla %92'lik bir NO giderim verimi elde edilmiştir. İkinci aşamada sisteme hem NO hem de NO2⁻ beslemesi yapılmış ve maksimum 386±31 ppm N2O üretimi ile eş zamanlı olarak %91 NO ve %99 NO2⁻ azaltımı sağlanmıştır. Daha düşük karbon-azot (C/N) oranları ve daha yüksek NO2⁻-N yükleme oranı, N2O oluşumunu desteklediği görülmüştür. Ayrıca ortamda fosfat (PO₄³⁻) konsantrasyonunun artırılması ile NO giderim veriminin ve N2O birikiminin arttığı görülmüştür. 16S rDNA metagenomik dizileme analizi, Alicycliphilus denitrificans ve Pseudomonas putida'nın baskın türler olduğunu ortaya çıkarmıştır. Çalışma, HFMBfR'nin hem NO2⁻ hem de gaz NO'yu, aynı anda N2O üretecek şekilde başarıyla giderdiğini ve N2O üretiminin C/N oranı, NO2⁻ ve PO₄³⁻ yüklemesi gibi sistem parametrelerini ayarlayarak amaca bağlı olarak kontrol edilebileceğini göstermiştir.
Özet (Çeviri)
Nitrogen oxide (NOx) emissions from various sources such as industrialization, fertilizer use and transportation cause serious adverse effects on the environment and need to be more tightly controlled in response to the increase in emissions. Lower emission limits require the development of cost-effective removal strategies that simultaneously generate value-added by-products or energy from the waste gas due to increased costs. This study aims to control gaseous nitric oxide (NO) by hollow-fiber membrane biofilm reactor (HFMBfR) in the presence of nitrite (NO2⁻) and evaluate nitrous oxide (N2O) emissions formed as an intermediate product during the partial denitrification process. Accumulated N2O can be utilized in methane oxidation as an oxidant to produce energy. In the first stage of the study, the HFMBfR was operated by feeding NO as the only nitrogen source. During this period, 92% NO removal efficiency was achieved. In the second stage, both NO and NO2⁻ supplied to the system, and 91% NO and 99% NO2⁻ reduction was achieved simultaneously with the maximum N2O generation of 386±31 ppm. Lower carbon to nitrogen (C/N) ratios and higher NO2⁻-N loading rate favored N2O generation. An improved NO removal rate and N2O accumulation were seen with the increased phosphate (PO₄³⁻) in the medium. The 16S rDNA metagenomic sequencing analysis revealed that Alicycliphilus denitrificans and Pseudomonas putida were the dominant species. The study shows that an HFMBfR can be successfully used to eliminate both NO2⁻ and gaseous NO and simultaneously generate N2O by adjusting the system parameters such as C/N ratio, NO2⁻ and PO₄³⁻ loading depending on the intended goal.
Benzer Tezler
- Energy based approaches to integrated waste management
Entegre kati atik yönetimine enerji dayali yaklaşim
ANTONİNA GÖKSEL
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Çevre MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NECDET ALPASLAN
- Life cycle assessment of anaerobic digestion for the organic fraction of municipal solid waste
Kentsel katı atıkların organik kısmının anaerobik çürütülmesi prosesi yaşam döngüsü analizi
HAYRUNNİSA OMRAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATOŞ GERMİRLİ BABUNA
DOÇ. DR. BURÇİN ATILGAN TÜRKMEN
- Evsel katı atık tesislerinin proje değerlemesi ve finansmanı: Aksaray ili örneği
The project appraisal and financing of domestic solid waste facilities: The case of Aksaray province
TAHİR ERDEM ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Kamu YönetimiAnkara ÜniversitesiGayrimenkul Geliştirme ve Yönetimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HARUN TANRIVERMİŞ
- Application of dynamic membranes in anaerobic membrane bioreactor systems
Anaerobik membran biyoreaktör sistemlerinde dinamik membranların uygulanması
MUSTAFA EVREN ERŞAHİN
Doktora
İngilizce
2015
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İZZET ÖZTÜRK
- The most appropriate integrated solid waste management plan targeting circular economy
Döngüsel ekonomiyi hedefleyen en uygun entegre katı atık yönetim planı
SEVIL TUTUNCHIAN
Doktora
İngilizce
2023
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MAHMUT ALTINBAŞ