Evaluation of a full-scale biogas plant utilizing cow and poultry manure in the presence of veterinary antibiotics
Veteriner antibiotikleri içeren inek ve tavuk atığını kullanan tam ölçekli biogaz tesisinin değerlendirilmesi
- Tez No: 936091
- Danışmanlar: PROF. DR. BAHAR İNCE
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Çevre Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Bilimleri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 98
Özet
Gıda üreten hayvanlarda kullanılan antibiyotikler, orjinal veya dönüşmüş formlarında, dışkı veya idrar yolu ile yüksek konsantrasyonlarda çevreye atılır. Bu nedenle, hayvan atığını gübre olarak kullanmak, çevrede veteriner antibiyotiklerinin birikmesi ve insan sağlığını etkileyebilecek antibiyotik direncinin gelişmesi dahil olmak üzere önemli riskler oluşturabilmektedir. Bu bağlamda, anaerobik çürütme hayvan atığındaki antibiyotiklerin giderilmesinde iyi bilinen bir biyoteknolojidir. Bu çalışma, tavuk ve inek atığı kullanan tam ölçekli mezofilik anaerobik çürütme sisteminin performansını; biyogaz verimliliği, katı madde azaltımı ve özellikle florokinolonlar ve tetrasiklinler olmak üzere antibiyotiklerin giderimine odaklanarak değerlendirdi. Anaerobik çürütme prosesi ile toplam katı maddede %27 azalma ve uçucu katı maddede %38 azalma elde edildi; bunun sonucunda %58 metan içeriğine sahip 0.94 g/LVS biyogaz verimi ve 1500 kW/saat elektrik enerjisi üretimi elde edildi; tam ölçekli anaerobik çürütme sisteminin genel performansı tatmin edici olarak kabul edilebilir. Ayrıca, seçilen antibiyotiklerin giderim oranları orjinal formları analiz edilerek, dönüşüm formlarının etkileri hariç, tetrasiklin, klortetrasiklin, oksitetrasiklin, enrofloksasin, siprofloksasin için sırasıyla %32, %38, %37, %38 ve %67 olarak bulunmuştur. Bu nedenle, antibiyotik içeren hayvan atığı, anaerobik çürütme ile arıtıldıktan sonra bile antibiyotikler ve kalıntılarının çevreye yayılımı ve insanlarda antibiyotik direnç gelişimine neden olduğu için çevresel ve halk sağlığı riskleri oluşturmaya devam etmektedir. Bu faktörler dikkate alındığında, anaerobik çürütme sonrası oluşan fermente ürün ileri arıtma uygulanmadıkça tarımsal amaçlar için gübre olarak kullanılmamalıdır
Özet (Çeviri)
Antibiotics, used in food-producing animals, are excreted at high concentrations into the environment, either in their original or converted forms, via feces or urine. Hence, using animal manure as fertilizer can pose significant risks, including the accumulation of veterinary antibiotics in the environment and the development of antibiotic resistance, which can affect human health. In this regard, anaerobic digestion is a well-known biotechnology for removing antibiotics from animal manure. This study evaluated the performance of the full-scale mesophilic anaerobic digestion system utilizing poultry and cow manure, focusing on biogas yield, solid reduction, and the removal of antibiotics, specifically fluoroquinolones and tetracyclines. Through the anaerobic digestion process, a total solids reduction of 27% and a volatile solids reduction of 38% were achieved, resulting in a biogas yield of 0.94 L/gVS with methane content of 58% and electrical energy generation of 1500 kWh; the overall performance of the full-scale digestion system can be considered satisfactory. Additionally, the removal rates of selected antibiotics were found to be 32%, 38%, 37%, 38% and 67% for tetracycline, chlortetracycline, oxytetracycline, enrofloxacin and ciprofloxacin, respectively, by analyzing original forms without the effects of their conversion forms. Therefore, animal manure containing antibiotics can still pose environmental and public health risks, even after being treated by anaerobic digestion, due to the spreading of antibiotics and their residues into the environment, as well as the development of antibiotic resistance in humans. Considering these factors, digestate should not be used as fertilizer for agricultural purposes unless further treatment is applied.
Benzer Tezler
- Modelling based life cycle assessment of energy efficient wastewater treatment plants
Enerji verimli atıksu arıtma tesislerinin modelleme tabanlı yaşam döngüsü analizi
FİLİZ DAŞKIRAN
Doktora
İngilizce
2025
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA EVREN ERŞAHİN
- Evaluation of co-substrate alternatives for co-digestion of sewage sludge: Coupling plant-wide modelling with life cycle analysis
Arıtma çamurunun birlikte çürütülmesi için ilave substrat alternatiflerinin değerlendirilmesi: Tesis bazlı modelleme ve yaşam döngüsü analizinin birlikte kullanılması
EMİRCAN KARA
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA EVREN ERŞAHİN
- Plant-wide process analysis targeting reliable estimation of biogas production from anaerobic sludge digestion
Anaerobik çamur çürütme prosesinden biyogaz üretiminin güvenilir tahminine yönelik tesis geneli proses analizi
GÖKŞİN ÖZYILDIZ
Doktora
İngilizce
2024
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAYRETTİN GÜÇLÜ İNSEL
- Model based evaluation of biogas production potential of full scale wastewater treatment plant operated under low sludge retention time
Düşük çamur yaşı ile işletilen tam ölçekli arıtma tesislerinde biyogaz oluşum potansiyelinin model bazlı incelenmesi
DİLVİN YILDIZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. H. GÜÇLÜ İNSEL
- Atıksu arıtma tesislerinde enerji verimliliğinin incelenmesi
Energy efficiency in wastewater treatment plants
ZEHRA AYNUR
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İZZET ÖZTÜRK