Investigation of the growth and operational conditions for the enrichment of Chlorella vulgaris and its use in anaerobic digestate treatment
Chlorella vulgarıs'ın zenginleştirilmesinde büyüme ve çalışma koşullarının araştırılması ve anaerobik çürütücü çıkış suyunun arıtımında kullanımı
- Tez No: 721013
- Danışmanlar: DOÇ. DR. TUBA HANDE BAYRAMOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 319
Özet
Son zamanlarda, mikroalgler, yüksek besin giderme verimliliği ve sağlamlığı ile atıksu arıtma teknolojilerindeki başarısını kanıtlamıştır. Bu nedenle, bu yüksek lisans tezinin amacı, ototrofik ve miksotrofik koşullar altında C. Vulgaris'in zenginleştirilmesi için optimum koşulların araştırılması ve anaerobik çürütücü çıkış suyunun arıtılmasıdır. Bu tez çalışmasında, C. Vulgaris kültürü ilk olarak ototrofik koşullarda amonyumazotu ile zenginleştirilmiştir. Daha sonra, kesikli modda, optimum aydınlatma periyodu saatlik frekanslar ile (24h:0, 8h:8h:8h, 6h:6h:6h:6h, 12h:12h) araştırılmıştır. Bu tez, literatürde aralıklı aydınlatmanın etkisini saatlik aydınlatma frekansları ile araştıran ilk tezdir. En yüksek TAN (%80) ve PO4 -3-P (%40) giderme verimliliği ve karetenoid üretimi (800μg/mL) 24h:0 (aydınlık:karanlık) aydınlatmada elde edilmiştir. Daha sonra, 8 günlük HBS ile işletilen yarı-sürekli fotobiyoreaktörlerde (FBR'ler) optimum N:P oranı (6,8,10) araştırılmıştır. En yüksek TAN (takriben %100) ve PO4-3-P (%60) giderim verimleri N:P 8 oranı ile elde edilmiştir. Daha sonra, C. Vulgaris kültürü kesikli FBR'lerde, miksotrofik koşullar altında zenginleştirilmiştir. Devamında, yarı-sürekli FBR'lerde 2, 4 ve 8 günlük HBS'nin etkisi araştırılmıştır. Buna göre, 4 günlük HBS'de takriben%100 TAN, %100 PO4-3- P ve %50 sCOD giderim verimleri elde edilmiştir. Daha sonra, optimum Azot Yükleme Hızı (AYH) ve Fosfor Yükleme Hızları (FYH) araştırılmış ve takriben %100 TAN, PO4-3-P ve %50 çKOİ giderim verimleri AYH 8 mg N/L.g, FYH 1 mg P/L.g ve OYH 100 mg/L.g çKOİ koşullarında elde edilmiştir. Son olarak, tavuk gübresi, haşhaş tohumu, ön işleme tabi tutulmamış ve ön işleme tabi tutulmuş mısır koçanı içeren anaerobik çürütücü çıkış suyunun arıtılması için, yukarıda tanımlanan optimum koşullar altında zenginleştirilmiş miksotrofik C. Vulgaris kültürü kullanılmıştır. Mikroalg-bakteri konsorsiyumu takriben %100 TAN, %80 PO4 -3-P ve %50 TOK giderim verimleri elde edilmiş ve mikroalg büyüme performansında genel bir gelişme gözlemlenmiştir. Sonuçlar, mikroalgal sistemlerin, daha fazla besin giderimi sağlamak ve katma değerli biyokütle üretim fırsatı yaratmak adına anaerobik çürütücülere tamamlayıcı sistemler olarak çalıştırılabileceğini ortaya koymuştur.
Özet (Çeviri)
Recently, microalgae have proved its prosperity in wastewater treatment technologies with high nutrient removal efficiency and robustness. Thus, the aim of this master thesis focused to investigate the optimum conditions for enrichment of Chlorella vulgaris under autotrophic and mixotrophic conditions and to research the treatment of anaerobic digestate with C. Vulgaris. In this thesis study, C. Vulgaris culture was first enriched under autotrophic conditions ammonium-N. The optimum illumination period of hourly frequencies (24h:0, 8h:8h:8h, 6h:6h:6h:6h, 12h:12h) were investigated in batch mode. This thesis is the first to investigate the effect of intermittent illumination in the literature with hourly illumination frequencies. The highest total ammonium nitrogen (TAN) (80%) and PO4-3-P (40%) removal efficiency and caratenoid production (800μg/mL) were obtained at 24h:0 (light:dark) illumination. Thereafter, the optimum N:P ratio (6,8,10) was investigated in semi-continuous photobioreactors (PBRs) with 8-day HRT. The highest TAN (almost 100%) and PO4 -3-P (60%) removal efficiencies were obtained with N:P ratio of 8. C. Vulgaris culture was then enriched under mixotrophic conditions in batch PBRs. Then, the effect of 2-, 4- and 8- day HRT was investigated in semi-continuous PBRs. Accordingly, almost 100% TAN, 100% PO4-3- P and 50% sCOD removal efficiencies were obtained at 4-day HRT. Afterwards, the optimum Nitrogen Loading Rate (NLR) and Phosphorus Loading Rates (PLR) were investigated at constant HRT of 4 days and the almost 100% TAN, PO4-3-P and 50% sCOD removal efficiencies were achieved, at NLR of 8 mg N/L.d, PLR of 1 mg P/L.d. and OLR of 100 mg/L.d sCOD Finally, mixotrophic C. Vulgaris culture enriched under optimum conditions defined above were used for the treatment of an anaerobic digestate containing chicken manure, poppy seeds, unpretreated and pretreated corncob. The microalgae-bacteria consortium exhibited almost 100% TAN, 80% PO4-3-P and 50% TOC removal efficiencies and an overall improvement in microalgal growth performance was observed. Results revealed that microalgal systems can be operated as complementary systems to anaerobic digesters to achieve further nutrient removal and create an opportunity of algal biomass for value-added products.
Benzer Tezler
- Çelik üzerinde titanyum karbür katmanlarının katodik ark FBB temelli yayındırma yöntemi ile üretilmesi
Production of titanium carbides on steel via diffusion based cathodic arc PVD method
ERKAN KAÇAR
Doktora
Türkçe
2022
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA KAMİL ÜRGEN
- Kömür yakılan kazanda ve sobada ağır metal emisyonlarının incelenmesi
Başlık çevirisi yok
EMEL SAÇAKLI
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASANCAN OKUTAN
- Kulaklı pullukların kulak–toprak ilişkisinin numerik ve analitik yöntemler ile modellenmesi
Numerical and analytical modelling of soil-mouldboard interaction on mouldboard ploughs
İBRAHİM SAVRUKOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EMİN SÜNBÜLOĞLU
- Труд в системе факторов производства, его проблемы в переходной экономике и механизм их решения
Başlık çevirisi yok
RIZA DOĞAN
- Endüstri etkisinde bir kentsel sistemin dinamik büyüme modeli
Dynamic growth model of an urban system under the in fluence of industrial growth
GÜLDEN ERKUT
