Fate and effects of polyethylene terephthalate (PET) microplastics during anaerobic digestion of disintegrated sludge
Polietilen tereftalat (PET) mikroplastiklerin dezentegrasyon uygulanmış arıtma çamurlarının anaerobik çürütme süreçlerindeki etkileri ve bu süreçlerdeki akıbeti
- Tez No: 706489
- Danışmanlar: PROF. DR. FAİKA DİLEK SANİN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 204
Özet
Modern atıksu arıtma tesisleri atıksudaki mikroplastikleri (MP'ler) etkin şekilde uzaklaştırırken ne yazık ki bunları arıtma çamurunda biriktirmektedir. Anaerobik çürütücülerin son zamanlarda MP'lerden etkilendiği rapor edilmiştir. Doğal yollar ile bozunmaya karşı dirençlerine rağmen, PET plastikler alkali ve termal koşullara karşı zayıf olup; bunlara maruziyetleri durumunda biyolojik bozunmaya karşı hassasiyetleri artmaktadır. Arıtma çamurunun yumak yapısını bozarak biyogaz üretim verimini artırmayı hedefleyen dezentegrasyon yöntemleri bahsi geçen stres faktörleri ile büyük benzerlik göstermektedir. Bu nedenle çalışma dezentegrasyon yöntemlerini anaerobik çürütücülere entegre ederek PET MP'lerin bu süreçlerdeki akıbeti ve etkilerini incelemeyi hedeflemektedir. Bu amaçla 250-500 μm boyutlarına sahip PET MP'lerin farklı dozlarda (0, 1, 3, 6 mg/g TS) eklendiği atık aktif çamur numuneleri iki gün boyunca 0,5 M alkali dezentegrasyon ve 127°C'de 120 dk boyunca termal hidroliz işlemlerine tabii tutulmuştur. 60 günlük biyokimyasal metan potansiyeli reaktör işletimi ile MP dozunun dezentegrasyona uğramamış reaktörlerde metan verimini önemli ölçüde olumlu etkilediği sonucuna varılmıştır. Öte yandan, dezentegrasyon işlemlerini çürütme işlemi öncesine entegre etmek verimi %22,0 oranında artırmış ve MP'lerin çürütücü verimi üzerindeki etkisini gözlemlenemez kılmıştır. Ayrıca, PET, çürütmeden önce dezentegrasyona maruz bırakılma durumuna bağlı olarak fiziksel (yüzey morfolojisi/kütle) ve kimyasal (kristallik/karbonil indeksi) özelliklerinde değişiklikler yaşamıştır. Ayrıca, literatürde ilk kez, organik madde gideriminin göstergesi olarak kimyasal oksijen ihtiyacı giderimine dayalı çamurdaki MP'lerin analizi için bir yöntem geliştirilmiştir. Yöntem, literatürdeki tavsiyeleri karşılayarak %80'in üzerinde MP geri kazanım verimliliği sağlamaktadır.
Özet (Çeviri)
Modern wastewater treatment plants effectively remove microplastics (MPs) from wastewater but unfortunately concentrate them in sludge. Anaerobic digesters were recently reported to be affected by MPs. Despite their resilience to natural degradation, polyethylene terephthalate (PET) plastics have inherent weaknesses to alkali and thermal conditions and become more susceptible to biodegradation if exposed to them. Sludge disintegration practices aiming to increase the biogas production by disrupting sludge's floc structure show great similarity with the stress factors mentioned. Thus, this study aimed to integrate disintegration with anaerobic digesters and investigate the fate and effects of PET MPs during these processes. With this purpose, waste activated sludge samples spiked with different doses of PET (0,1,3,6 mg/g TS) in sizes of 250-500 μm were disintegrated by 0.5 M alkali for two days and thermally hydrolyzed at 127°C for 120 min. 60 days of biochemical methane potential reactor operation concluded that MPs dose significantly affected the methane yield positively in non-disintegrated reactors. Integrating disintegration prior to digestion, on the other hand, increased the yield by 22.0% and made the impact of MPs on digester efficiency no longer observable. PET also experienced changes in their physical (surface morphology/mass) and chemical (crystallinity/carbonyl index) properties depending on whether they were exposed to disintegration before digestion. Moreover, for the first time in literature, a method was developed for the analysis of MPs in sludge based on chemical oxygen demand removal as the indicator of organic matter removal. The method provides over 80% MPs recovery efficiency, meeting the recommendations in the literature.
Benzer Tezler
- Biyobozunur ve konvansiyonel plastiklerin çevresel bozunmasının mikroskobik ve enstrumantal teknikler ile incelenmesi
Investigation of environmental degradation of biodegradable and conventional plastics by microscopic and instrumental
ŞEVVAL ÜRKMEZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Çevre MühendisliğiSakarya ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MERAL YURTSEVER
- Konya kapalı havzası yerüstü su ve sedimentinde mikroplastikler, ilintili polisiklik aromatik hidrokarbonlar ve risk değerlendirmesi
Microplastics and associtated polycycylic aromatic hydrocarbons and risk assessment for surface water and sediment in Konya closed basin
MUHAMMED ULVİ
Doktora
Türkçe
2023
Çevre MühendisliğiNecmettin Erbakan ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SENAR AYDIN
- Physicochemical characteristics of silicananoparticles tailored for nanomedicine
Başlık çevirisi yok
DİDEM ŞEN KARAMAN
- Fate and effects of engineered nanoparticles in theenvironment and new approaches for their risk assessment
Çevredeki nanopartiküllerin akibet ve etki değerlendirmesi ve risk değerlendirmesi için yeni yaklaşımlar
EMEL TOPUZ
Doktora
İngilizce
2015
Çevre MühendisliğiVrije Universiteit AmsterdamÇevre Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİCO VAN STRAALEN
- Fate and effects of engineered nanoparticles in the environment and new approaches for their risk assessment
Nanopartiküllerin çevredeki davranış ve etkileri ile risk değerlendirmesi için yeni yaklaşımlar
EMEL TOPUZ
Doktora
İngilizce
2015
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İLHAN TALINLI
PROF. DR. NICO VAN STRAALEN