Gıda endüstrisi atıksularının farklı azotlu elektron alıcıları ile mikrobiyal yakıt hücresinde eş zamanlı arıtımı ve enerji üretimi
Simultaneous treatment and energy production of food industry wastewater in microbial fuel cell with different nitrogenous electron acceptors
- Tez No: 955941
- Danışmanlar: PROF. DR. NEVİM GENÇ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kocaeli Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışması, mikrobiyal yakıt hücrelerinde (MYH) gıda endüstrisi atık sularının eş zamanlı arıtımı ve elektrik üretimi potansiyelini araştırarak optimum işletim koşullarının belirlenmesini amaçlamaktadır. Anotta farklı organik yüklere sahip gıda endüstrisi atık suları substrat olarak kullanılmış, katotta ise potansiyel kirletici olan azotlu elektron alıcıları değerlendirilmiştir. Optimizasyon süreci için Yüzey Yanıt Metodolojisi (YYM) ve Box-Behnken tasarımı uygulanmıştır. Çalışmanın ilk aşamasında maya endüstrisi atık suyu ve azo boya kullanılarak elektrik üretimi ve arıtım performansı optimize edilmiştir. İkinci aşamada süt ürünleri endüstrisi atık suları ve nitrat elektron alıcısı ile biyotik ve abiyotik katot koşulları test edilerek optimize edilmiştir. Her iki aşamada da ANOVA ve 3D grafiklerle bağımsız değişkenlerin yanıtlar üzerindeki etkileri analiz edilmiş, optimum koşullar arasından en uygun olan işletim koşulları PROMETHEE yöntemiyle belirlenmiştir. Maya endüstrisi atık suyu ve azo boya kullanılarak optimum koşullarda 95,34 mW/m² maksimum güç yoğunluğu ve 16,8 mg/L azo boya giderimi elde edilmiştir. Süt endüstrisi atık suları ve nitrat elektron alıcısı ile optimum koşullarda 36,14 mW/m² maksimum güç yoğunluğu ve 0,0063 g/L nitrat giderimi sağlanmıştır. Elektrokimyasal empedans spektroskopisinin analizinin nyquist grafiklerine göre deney sonu iç dirençlerin deney başı iç dirençlere oranla düştüğü belirlenmiştir. MYH, atıktan enerji geri kazanımı sağlamak için potansiyel taşıyan bir teknoloji olmasına rağmen, enerji dönüşüm verimliliği istenilen düzeye çıkamamıştır. Katot bölmesinde yüksek indirgenme potansiyeline sahip kirleticilerin kullanılması, MYH'nin arıtım performansını önemli ölçüde güçlendirecektir. Bu bağlamda, enerji üretimi ve arıtım süreçlerinin eş zamanlı olarak optimize edilmesi kritik bir öneme sahiptir. YYM ile PROMETHEE entegrasyonu, ekonomik ve çevresel açıdan uygun proses koşulunun belirlenmesinde güçlü bir yöntem sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
This thesis investigates the potential of simultaneous wastewater treatment and electricity generation from food industry wastewater using microbial fuel cells (MFCs), aiming to determine the optimum operating conditions. Food industry wastewaters with different organic loads were used as substrates in the anode compartment, while nitrogenous electron acceptors, considered potential pollutants, were evaluated in the cathode compartment. Response Surface Methodology (RSM) and Box-Behnken design were applied for the optimization process. In the first stage of the study, electricity generation and treatment performance were optimized using yeast industry wastewater and azo dye. In the second stage, dairy product industry wastewaters and nitrate as the electron acceptor were tested under both biotic and abiotic cathode conditions and optimized accordingly. In both stages, the effects of independent variables on the responses were analyzed using ANOVA and 3D plots, and the most suitable operating conditions among the optimum scenarios were determined using the PROMETHEE method. Under optimum conditions, 95.34 mW/m² maximum power density and 16.8 mg/L azo dye removal were achieved using yeast industry wastewater and azo dye. Under optimum conditions with milk industry wastewater and nitrate electron acceptor, 36.14 mW/m² maximum power density and 0.0063 g/L nitrate removal were achieved. According to nyquist plots from electrochemical impedance spectroscopy analysis, the internal resistance at the end of the experiments was lower than at the beginning. Although MFCs hold promise for energy recovery from waste, the energy conversion efficiency could not reach the desired level. The use of pollutants with high reduction potential in the cathode compartment could significantly enhance the treatment performance of MFCs. In this context, the simultaneous optimization of energy generation and treatment processes is of critical importance. The integration of RSM and PROMETHEE provides a powerful method for determining the most economically and environmentally favorable process conditions.
Benzer Tezler
- Otel işletmelerinde yiyecek ve içecek maliyet kontrolu
Başlık çevirisi yok
NÜKHET SALTOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
TurizmGazi ÜniversitesiTurizm İşletmeciliği ve Otelcilik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SELİM BEKÇİOĞLU
- Süt formüllerinin tüketim uygulamaları ve süt formüllerinin C vitamini içeriği ile pH değerleri
Başlık çevirisi yok
GÖNÜL VAROL
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Besin Hijyeni ve Teknolojisiİstanbul ÜniversitesiÇocuk Gelişimi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TÜRKAN KUTLUAY
- Landsat uydusu aracılığı ile elde edilen görüntülerin sınıflandırılmaları ve bunlara ilişkin bilgisayar programlarının hazırlanması
Başlık çevirisi yok
G. FERZAN KÜÇÜKA
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolEge ÜniversitesiBilgisayar Bilimleri ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HALİS PÜSKÜLCÜ
- Manisa yöresinde domateste anlaşmalı tarım ve karşılaşılan sorunlar
Başlık çevirisi yok
OSMAN MURAT KOÇTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Gıda MühendisliğiEge ÜniversitesiTarım Ekonomisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN TALİM
- Değişik derim zamanı ve önsoğutmanın Bursa siyahı incir çeşidinin meyve kalitesi ve pazarlama süresi üzerine etkileri
Effects of haruest time and precooling on fruit quality and shelf-life of the fig variety“Bursa siyahı”
FÜSUN GÜRSEL ÇELİKEL