Biyolojik yöntemle endüstriyel atıksulardan biyopolimer depolama şartlarının belirlenmesi
Determination of biopolymer storage conditions from industrial wastewater by biological method
- Tez No: 739573
- Danışmanlar: PROF. DR. DİLEK ERDİRENÇELEBİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Konya Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 92
Özet
Günümüzde her alanda kullanılabilen petrol türevli plastikler, kaynakların sınırlı olması, doğada uzun süre parçalanmadan kalması, çevreye ve canlılara zarar vermesi nedeniyle yerini biyoplastiklere bırakmaya başlamıştır. Biyoplastikler toksik olmayan, canlı bünyesiyle biyouyumlu ve karbon ayak izinin düşük olması gibi avantajlarla öne çıkmaktadır. Her ne kadar petrol türevli plastiklere alternatif olarak kabul edilse de henüz endüstriyel üretim düzeyine ulaşamamıştır. Biyoplastikler organik katı atıklar, bitkiler, hayvanlar ve mikroorganizmalar gibi yenilenebilir biyolojik kaynaklardan elde edilen plastiklerdir. Saf ve karışık kültür mikroorganizmalar tarafından karbon kaynağı varlığında ve nütrient ve iz metal eksikliğinde Poli-ß-hidroksibütirat (PHB) biyopolimeri sentezlenerek depolanır. PHB üretiminde alternatif karbon kaynaklarının arasında endüstriyel atıksuların organik içerikleri de bulunmaktadır. Özellikle gıda endüstrisi atıksularının karbon kaynağını olarak kullanılmasıyla üretim maliyeti düşürebilmektedir. Üretim aşamasında C/N oranı, çamur yaşı, sıcaklık ve çözünmüş oksijen konsantrasyonu gibi parametreler oldukça önemlidir. Bu tez çalışmasının temel amacı meyve suyu endüstrisi atıksuyunu karbon kaynağı olarak kullanarak, karışık kültürle PHB biyopolimerini maksimum seviyede elde etmek için uygulanabilecek optimum proses şartlarını belirlemektir. Sentetik vişne suyu üretim atıksuyunun yanı sıra azot ve fosfor kaynağı olarak evsel atıksu kullanılmıştır. Aerobik biyolojik çalışma, atıksu arıtım tesisinden elde edilen karışık kültürlerle ardışık kesikli reaktörde tokluk ve açlık fazları ile günlük 2 döngü, 20, 28 ve 30°C olmak üzere 3 farklı sıcaklık seviyesi, C/N oranı 30, 40 ve 60 g KOİ/g N, çamur yaşı 1, 2, 5 ve 10 gün seviyelerinde işletilmiştir. Yapılan çalışma sonucunda maksimum PHB biyopolimeri üretimi için optimum şartlar, 28°C, C/N 40 ve çamur yaşı 5 gün olarak belirlenmiştir. Sıcaklığın 28°C'ye çıkarılmasıyla C/N 30, 40 ve 60'ta PHB üretimi artarak gerçekleşmiştir. Sıcaklık arttıkça PHB üretim oranı da artmıştır. Çamur yaşı 1, 2, 5 ve 10 gün için yapılan çalışmalarda en yüksek PHB üretimi çamur yaşı 5 gün için gerçekleşmiştir. Çamur yaşı 1 gün için bazı numunelerde PHB üretimi yoktur. Çamur yaşı 10 gün için alınan numunelerde, çamur yaşı 5 güne göre PHB üretim oranı daha düşüktür. C/N oranı 30, 40 ve 60 arasında en yüksek üretim oranı C/N 40'ta gerçeklemiştir. Bakteri düşük C/N oranlarında (C/N 30) ortamdaki karbonu büyüme ve çoğalma için kullanırken, ortamdaki yüksek karbon miktarından da olumsuz etkilenmektedir.
Özet (Çeviri)
Petroleum-derived plastics having limited resources, resistence to biodegradation in the environment and hazardous character for living organisms can be replaced by bioplastics which stand out with their advantages such as being non-toxic, biocompatible with the living body and low carbon footprint. Although they are accepted as alternatives to petroleum-derived plastics, their production has not yet reached the industrial level. Bioplastics are plastics derived from renewable biological resources such as organic solid waste, plants, animals and microorganisms. Poly-ß-hydroxybutyrate (PHB) biopolymer is synthesized and stored by pure and mixed culture microorganisms in the presence of carbon source and nutrient and trace metal deficiency. Among the alternative carbon sources in the production of PHB are the organic contents of industrial wastewater. In particular, the use of food industry wastewaters as the carbon source can reduce production costs. During the production phase, parameters such as C/N ratio, sludge age, temperature and dissolved oxygen concentration are regulated. The main purpose of this study is to determine the optimum process conditions that can be applied to obtain the maximum level of PHB biopolymer with mixed culture by using the fruit juice industry wastewater as a carbon source. In addition to the synthetic sour cherry juice production wastewater, domestic wastewater was used as the nitrogen and phosphorus source. Mixed sludge culture obtained from the municipal wastewater treatment plant was used for the aerobic biological study, in a sequential batch reactor with feast and famine phases, using 2 cycles per day, 3 different temperature levels (20, 28 and 30°C), C/N ratio 30, 40 and 60 g COD/g N, sludge retention time (SRT) of 1, 2, 5 and 10 d. As a result of the study, optimum conditions for maximum PHB biopolymer production were determined as 28°C, C/N 40 and SRT 5 d. By increasing the temperature to 28°C, PHB production increased at C/N 30, 40 and 60. As the temperature increased, the PHB production rate also increased. In the periods conducted for SRT 1, 2, 5 and 10 d, the highest PHB production occurred for SRT 5 d. There was no PHB production in some samples for SRT 1 d. Biomass had a lower PHB production rate for SRT 10 d than 5 d. The highest production rate was obtained at C/N 40 among 30, 40 and 60 g COD/g N. Bacteria used carbon in the environment for growth and reproduction at low C/N ratios (C/N 30) while their PHB accumulation was adversely affected by the high carbon content.
Benzer Tezler
- Bütüncül bir arıtma yaklaşımıyla sızıntı sularından katma değeri yüksek biyopolimer ve biyokompozit eldesi ve sürdürülebilir arıtım teknolojisinin geliştirilmesi
Başlık çevirisi yok
BENGİSU ÇİFTÇİOĞLU GÖZÜAÇIK
Doktora
Türkçe
2024
Çevre MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BÜLENT KESKİNLER
- Yüksek tuzluluk içeren turşu atıksularından fiziko-kimyasal yöntemlerle laktik asit geri kazanımı
Lactic acid recovery from pickle wastewater containing high salty by physicochemical methods
EZGİ AYIŞIĞI
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMİNE ÇOKGÖR
DOÇ. DR. DİĞDEM GÜVEN
- Improvement of anaerobic degradation of sludge using enzymatic treatment
Enzimatik arıtma kullanılarak arıtma çamurlarının anaerobik bozunmasının geliştirilmesi
DİCLEHAN SIR
Yüksek Lisans
İngilizce
2007
BiyomühendislikDokuz Eylül ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. AYŞE FİLİBELİ
- Fe(III) çapraz bağlı aljinat-karboksimetil selüloz kompozit jel küreler ile malahit yeşili boyar maddesinin fotodegradasyonu
Photodegradation of malachite green dye with Fe(III) crosslinked alginate-carboxymethyl cellulose composite gel beads
DUYGU KARADENİZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATMA BEDİA BERKER
- A Study on the treatment of phenolic industrial wastewaters by physico-chemical biological methods
Başlık çevirisi yok
ÖMER IŞIKMAN