İleri biyolojik atıksu arıtma tesisi çıkış suyunda bulunan mikroplastiklerin fotooksidasyon prosesleri ile arıtılabilirliğinin incelenmesi
Investigation of the treatability of microplastics in advanced biological wastewater treatment plant effluent by photooxidation processes
- Tez No: 966135
- Danışmanlar: PROF. DR. AYLA ARSLAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Evsel Atıksu, Fotokatalitik Oksidasyon, Fotooksidasyon Mikroplastik, Nano Toz ZnO, Domestic Wastewater, Photocatalytic Oxidation, Photooxidation, Microplastics, Nano Powder ZnO
- 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 çalışmada bir ileri biyolojik evsel atıksu arıtma tesisi çıkış suyunda mevcut mikroplastiklerin (MP) fotooksidasyon ve fotokatalitik oksidasyon prosesleri ile giderimleri araştırılmıştır. Yedi farklı tarihte alınan 24 saatlik kompozit numuneler ile fotokatalitik oksidasyon deneyleri kesikli olarak yürütülmüştür. Çalışma ön denemeler ve Taguchi deneysel tasarımı uygulamaları olmak üzere iki aşamada yürütülmüştür. Ön denemelerde katalizör ilavesi ile daha kısa sürelerde benzer giderim verimlerine ulaşıldığından sonraki aşamalar fotokatalitik oksidasyon deneyleriyle sürdürülmüştür. Başlangıç MP konsantrasyonu 97 adet/L olan Mayıs ayı örneklemesiyle yapılan Taguchi optimizasyonunda; 4 saat sonunda %69 en yüksek MP giderimi; pH 7, 0,75 g/L nano toz ZnO (n-ZnO) ve 16 W UV-C şartlarında elde edilmiştir. Bulgular, giderimin yalnızca katalizör miktarına değil, ortam pH'ına ve ışık şiddetine de bağlı olduğunu göstermiştir. Varyans analizi (ANOVA) sonuçları, UV şiddeti ve katalizör miktarını en etkili parametreler olarak ortaya koymuştur. Temmuz ayı örneklemesine ait başlangıç MP konsantrasyonu 49 adet/L olarak belirlenmiştir. Bu örnekleme ile yürütülen fotokatalitik oksidasyon deneylerinde; 32Watt sabit UVC ışık şiddeti altında pH:5 ve pH:7 şartlarında, 0,3 ve 0,1 g/L n-ZnO katalizör ilavesi ve 8 saatlik reaksiyon süresinde %75 MP giderim verimine ulaşılmıştır. ANOVA sonuçlarına göre, reaksiyon süresi en etkili parametre olarak belirlenmiştir. Ayrıca temin edilen atıksuyun orijinal pH değerinde optimum sonuçlara göre ilave çalışmalar da gerçekleştirilmiştir. Bu kapsamda, pH 7.89 değerindeki numune örneklemesi ile yapılan 4 saatlik fotokatalitik oksidasyon deneylerinde, yalnızca 32W UVC kullanıldığında %57 giderim sağlanırken; aynı şartlarda sisteme 0,5 g/L n-ZnO katalizörü ilave edilmesiyle giderim verimi %63'e yükselmiştir. Fotokatalitik oksidasyona dayalı prosesler MP gideriminde alternatif arıtma yöntemleri olarak değerlendirilebilir.
Özet (Çeviri)
This study investigates the removal of microplastics (MPs) from the effluent of an advanced biological domestic wastewater treatment plant was investigated using photooxidation and photocatalytic oxidation processes. Photocatalytic oxidation experiments were carried out in batch mode using 24-hour composite samples collected on seven different dates. The study was conducted in two stages: preliminary trials and Taguchi experimental design applications. Results from the preliminary experiments showed that the addition of a catalyst yielded similar MP removal efficiencies in shorter reaction durations. Therefore, the subsequent phases of the study were conducted using photocatalytic oxidation processes. In the Taguchi optimization experiments conducted with the May sampling, which had an initial MP concentration of 97 particles/L, the highest MP removal efficiency of 69% was achieved after a 4-hour reaction time under the conditions of pH 7, 0.75 g/L nano ZnO (n-ZnO), and 16 W UV-C. The findings indicated that removal efficiency was not solely dependent on the amount of catalyst but also on the solution pH and light intensity. The analysis of variance (ANOVA) results identified UV light intensity and catalyst dosage as the most influential parameters. For the July sampling, the initial MP concentration was determined to be 49 particles/L. In the experiments performed with this sample, under constant 32 W UV-C light intensity, MP removal efficiency reached 75% using 0.3 and 0.1 g/L n-ZnO catalysts at pH 5 and pH 7, respectively, with an 8-hour reaction duration. According to ANOVA results, reaction time was found to be the most effective parameter. Additionally, further experiments were conducted under the original pH of the collected wastewater. In this context, with a sample having a natural pH of 7.89, photocatalytic oxidation experiments were carried out for 4 hours. A removal efficiency of 57% was achieved using only 32 W UV-C, while the addition of 0.5 g/L n-ZnO under the same conditions increased the efficiency to 63%. These findings suggest that photocatalytic oxidation processes can be considered as promising alternative treatment methods for MP removal.
Benzer Tezler
- Erzurum Büyükşehir Belediyesi evsel ileri biyolojik atıksu arıtma tesisi giriş ve çıkış suyunda mikroplastik tespiti
Detection of microplastics in inlet and effluent water of Erzurum Metropolitan Municipality domestic advanced biological wastewater treatment plant
BEYZA SENA ÖZLER
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Çevre MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALPER ERDEM YILMAZ
- İleri biyolojik atıksu arıtma tesisi kaynaklı mikroplastiklerin Marmara Denizi'ne ulaşım potansiyelinin değerlendirilmesi
Evaluation of the potential of microplastics from advanced biological wastewater treatment plants to Marmara Sea
HANİFE HAZAL TÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Çevre MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HANİFE SARI ERKAN
- Marmara Bölgesinde kentsel atıksu arıtma tesislerinde aktif çamur modeli kullanarak proses optimizasyonu: Pilot ölçekli çalışma
Process optimization using activated sludge model in municipal wastewater treatment plants in Marmara Region: Pilot scale study
ELİF BURCU ATÇI
Doktora
Türkçe
2024
Çevre MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELAMİ DEMİR
- Membran biyoreaktörlerde enerji ihtiyacının azaltılması ve membran yüzey temizleme işlemlerine değişik yaklaşımlar
Reduction of energy consumption in mbr systems and different aproaches of membrane surface cleaning systems
SEDAT SOYBAY
Doktora
Türkçe
2016
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL KOYUNCU
- Biyolojik arıtmadan elde edilen atık suyun endüstriyel proseslerde kullanımı
Use of waste water recovered from biological treatment in industrial
KEREM KARA
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
BiyomühendislikYıldız Teknik ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YASEMİN KILINÇ