Geri Dön

Arıtma çamurlarının hidrotermal karbonizasyonu ile elde edilen ürünlerin yararlı kullanım alternatiflerinin araştırılması

Investigation of beneficial use alternatives of products obtainedby hydrothermal carbonization of sewage sludge

PDF İndir

  1. Tez No: 810713
  2. Yazar: BETÜL FIRAT
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. ÖZLEM DEMİR
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2023
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Harran Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 94

Özet

Biyokütlenin hidrotermal karbonizasyonu sonucu elde edilen ürünlerin tekrar kullanılabilmesi son zamanlarda dikkat çeken bir çalışma alanı haline gelmiştir. Hidrotermal karbonizasyon işleminin biyokütle için bir ön kurutma gerektirmemesi arıtma çamurları için uygun bir yöntem olabileceğine işaret etmektedir. Bu çalışmada, arıtma çamurlarının yönetimine bir nebze de olsa katkı sunmak açısından kentsel atıksu arıtma tesisi çamurlarının hidrotermal karbonizasyon işleminden geçirildikten sonra elde edilen ürünlerin yararlı kullanım alternatifleri değerlendirilmiştir. Çalışmada, öncelikle hidrotermal karbonizasyon işlemine etki eden parametrelerin (çamur/su oranı, sıcaklık, süre) optimizasyonu maksimum ısıl değer ve enerji verimine Box-Behnken İstatistiksel Deney Tasarım Yöntemi'ne göre gerçekleştirilmiştir. Elde edilen hidrokömürler için dört farklı yararlı kullanım alternatifi (anaerobik çürütücüde metan oluşum verimliliğinin artırması, hidrokömürden fosfor geri kazanımı, adsorpsiyon ile ağır metal gideriminde adsorban olarak kullanabililirliği ve toprak iyileştirici olarak kullanılabilirliği) değerlendirilerek her bir kullanım alanı için en uygun hidrokömür özellikleri ortaya konmaya çalışılmıştır. Üst ısıl değerlerinin (HHV) 15.97-18.22 MJ/kg arasında değiştiği görülmüştür. Hidrokömürlerin ısıl değer artış yüzdelerinin %95.29 (1 sa, 215°C, v/w: 0.1) ve %108.71 (3 sa, 250°C, v/w: 0.07) aralığında olduğu bulunmuştur. Adsorpsiyon çalışmalarında ise ağır metallerde giderim sağlanmıştır. Optimizasyon sonuçlarına göre: çinko verim ≥%99.51, kurşun için verim ≥%99.98, nikel için verim ≥%87.79, demir için verim ≥%99.75, bakır için verim ≥%99.45, kobalt için verim ≥%87.00, kadmiyum için verim ≥%99.34 olarak elde edilmiştir. Fosfor geri kazanım çalışmasında sıcaklık, süre ve Mg(OH)2 etkileri analiz edilmiştir.Hidrokömürlerde fosfor %23.96-97.58 arasında geri kazanılmıştır. Bu çalışmada süre ve Mg(OH)2 miktarı en önemli parametrelerdir. Hidrokömürün toprak üzerindeki etkilerinde çalışma sonuçlarına bakıldığında, toprağa uygulanan hidrokömür materyalleri incelenen (kireç, organik madde, yarayışlı fosfor, toplam azot, katyon değişim kapasitesi (KDK), değişebilir ve çözünebilir katyon (Ca+2, Na+2, Mg+2 ve K+2) parametreler açısından kontrollere göre iyileştirmeler sağlamıştır. Anaerobik çürütücüde metan oluşum verimliliğinin üzerinde de anlamlı sonuçlar elde edilmiştir. Çalışma 12 iş günü süresince takip edilmiştir Anaerobik çürütme deneyleri boyunca kümülatif metan verimleri 15.75-221.67 %LEL CH4 olarak elde edilmiştir. Çalışmada, yüksek metan eldesinin, yüksek sıcaklık ve yüksek sürelerde elde edilen hidrokömür sıvı fazının eklenmesi ile kurulan reaktörlerde gözlendiği belirlenmiştir.

Özet (Çeviri)

The reuse of the products obtained from hydrothermal carbonization of biomass has recently become a field of study that has attracted attention. The fact that hydrothermal carbonization process does not require pre-drying of biomass indicates that it may be a suitable method for sewage sludge. In this study, the beneficial use alternatives of the products obtained after hydrothermal carbonization of municipal wastewater treatment plant sludges were evaluated in order to contribute to the management of sewage sludges. In the study, firstly, the optimization of the parameters affecting the hydrothermal carbonization process (sludge/water ratio, temperature, time) was carried out according to the BoxBehnken Statistical Design of Experiments Method for maximum thermal value and energy efficiency. Four different beneficial use alternatives (increasing methane formation efficiency in anaerobic digester, phosphorus recovery from hydrochar, use as adsorbent in heavy metal removal by adsorption and use as soil amendment) were evaluated for the obtained hydrocoals and the most suitable hydrochar properties for each application area were tried to be revealed. The upper heating values (HHV) were found to vary between 15.97-18.22 MJ/kg. The percentage increase in the heating value of the hydrocoals was found to be between 95.29% (1 h, 215°C, v/w: 0.1) and 108.71% (3 h, 250°C, v/w: 0.07). In adsorption studies, heavy metals were removed. According to the optimization results: zinc yield ≥99.51%, lead yield ≥99.98%, nickel yield ≥87.79%, iron yield ≥99.75%, copper yield ≥99.45%, cobalt yield ≥87.00%, cadmium yield ≥99.34%. The effects of temperature, time and Mg(OH)2 were analyzed in the phosphorus recovery study. Phosphorus was recovered between 23.96-97.58% in hydrocoal. In this study, time and Mg(OH)2 amount are the most important parameters. Significant results were also obtained above the methane formation efficiency in the anaerobic digester. Cumulative methane yields during the anaerobic digestion experiments were 15.75-221.67 %LEL CH4. In the study, high methane yields were observed in reactors with the addition of hydrochar liquid phase obtained at high temperatures and high times.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    414022

    Arıtma çamurlarının farklı katkı malzemeleri ile birlikte kompostlaştırılabilirliğinin araştırılması

    Investigation of co-composting of sewage sludge with different additive materials

    FEVZİ ŞEVİK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Çevre MühendisliğiSüleyman Demirel Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. İSMAİL TOSUN

    PROF. DR. KAMİL EKİNCİ

  2. Tez No

    244122

    Cynodon dactylon (L.) Pers. çim alanlarında kentsel su arıtma sistem çamurlarından yararlanabilme olanakları

    Usability of sewage sludges from urban water treatment systems in lawn areas in the case of Cynodon dactylon (L.) Pers.

    GÜLBİN ÇETİNKALE

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2009

    Peyzaj MimarlığıÇukurova Üniversitesi

    Peyzaj Mimarlığı Bölümü

    PROF. DR. ZERRİN SÖĞÜT

  3. Tez No

    542487

    Arıtma çamurlarının fenton yöntemi ile dezentegrasyonu

    Dezentegrasion of water treatment sludge by fenton process

    ASUMAN CÖMERT

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Çevre MühendisliğiSivas Cumhuriyet Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ SAYİTER YILDIZ

  4. Tez No

    251841

    Composting of yeast industry biosolids by using hazelnut husk and shredded cornstalk as bulking agents

    Maya endüstrisi arıtma çamurlarının katkı malzemesi olarak fındık kavşağı ve parçalanmış mısır sapı kullanarak kompostlaştırılması

    KÜBRA ERİÇYEL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2008

    Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. OSMAN ATİLLA ARIKAN

  5. Tez No

    644869

    Arıtma çamurlarının ve inek gübresinin vermikompost prosesine dâhil edilerek ağır metal ve antibiyotik kalıntılarındakideğişiminin gözlemlenmesi

    Including treatment sludges in vermicompost process and observing the change in heavy metal and antibiotic residues

    MERVE KARAKAYA

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Çevre MühendisliğiErciyes Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ŞÜKRÜ TANER AZGIN

Geri Dön