Integrated biorefinery approach for wastewater treatment and resource recovery using mixotrophic microalgae
Miksotrofik mikroalgler kullanılarak atıksu arıtma ve kaynak geri kazanımı için entegre biyorafineri yaklaşımı
- Tez No: 973781
- Danışmanlar: PROF. DR. NİLGÜN AYMAN ÖZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Tezde, miksotrofik bir deniz mikroalgi olan Nannochloropsis sp.'in hem evsel nitelikli atıksu hem de bir gıda endüstrisi atıksuyu olan peynir altı atıksuyunu (PAS) arıtma potansiyeli test edilmiştir. Ayrıca arıtım deneylerine ek olarak PAS ile kültive edilmiş mikroalg reaktörlerinden elde edilen biyokütlenin enerji ve sağlık uygulamalarında kullanım potansiyeli değerlendirilmiştir. Evsel atıksu ile kurulan kesikli reaktörlerde optimum koşullarda kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ) giderim verimi %53, toplam kjeldahl azotu (TKA) giderim verimi %87 ve ortofosfor giderim verimi %70 olarak elde edilmiştir. Seyreltilmiş PAS için ise optimum koşullar altında çalışan reaktörde yaklaşık %90 KOİ, %67 TKA ve %65 ortofosfor giderimi sağlanmıştır. Arıtma çalışmalarında deneysel koşulların ve mikroalg atıksu oranlarının belirlenmesinde Yanıt Yüzey Yöntemi, sonuçların doğruluğunun test edilmesinde ise karar ağacı kullanılmıştır. Anaerobik kesikli reaktörlerde sığır gübresine ek substrat olarak belirli oranlarda PAS ile kültive edilmiş mikroalg biyokütlesinin biyogaz oluşumuna etkisi incelenmiştir. %20 oranında mikroalg (PAS ile kültive edilen) içeren anaerobik reaktörde en yüksek biyogaz üretimi elde edilmiştir. Bu reaktöre paralel aynı oranda sadece PAS ve sadece mikroalg reaktörleri kontrol reaktörleri olarak işletilmiştir. Ayrıca tezde PAS ile kültive edilmiş mikroalg biyokütlesinin, saf mikroalg biyokütlesinin ve bu iki farklı biyokütle ile sentezlenen gümüş nanopartiküllerin antimikrobiyal, antioksidan ve DNA kırma potansiyelleri incelenmiştir. Sürdürülebilir Kalkınma Amaçları doğrultusunda döngüsel ekonomi prensiplerine uygun olarak mikroalg-bazlı atıksuların arıtımı ve oluşan biyokütlenin çeşitli uygulamalarda kullanılabilme potansiyeli ortaya konmuştur.
Özet (Çeviri)
In the thesis, the treatment potential of Nannochloropsis sp., a mixotrophic marine microalgae, was tested for its potential to treat both municipal wastewater and cheese whey wastewater (CWW), which is a food industry wastewater. In addition to the treatment experiments, the potential use of microalgae cultivated with CWW was evaluated in terms of energy and health applications. Under optimal conditions, in the microalgae-based batch reactors fed with municipal wastewater, removal efficiencies for chemical oxygen demand (COD), Total Kjeldahl Nitrogen (TKN) and orthophosphate were 53%, 87%, 70%, respectively. For diluted PAS, approximately 90% COD, 67% TKN, and 65% orthophosphate removal were achieved. In the treatment studies, the Response Surface Methodology was used to determine the experimental conditions and microalgae/wastewater ratios, while decision trees were used to test the accuracy. The effect of microalgae biomass cultivated with CWW on biogas formation in anaerobic batch reactors was investigated at different ratios as an additional substrate to cattle manure. The highest biogas production was obtained in the anaerobic reactor containing 20% microalgae (cultured with CWW). Reactors containing only CWW and only microalgae were operated in parallel with this reactor as control. Furthermore, the thesis investigated the antimicrobial, antioxidant, and DNA-breaking potentials of CWW-cultured microalgal biomass, pure microalgal biomass, and silver nanoparticles synthesized with these two biomass. In line with the Sustainable Development Goals, in accordance with circular economy principles, microalgae-based wastewater treatment and the potential for the biomass for various applications were demonstrated.
Benzer Tezler
- Design and life cycle assessment of integrated organosolv based biorefinery: Simulated case studies utilizing sessile oak (Quercus petraea) coppices and industrial wood sawdust from Bursa/Turkey region
Entegre organosolv bazlı biyorafineri tasarımı ve yaşam döngüsü değerlendirmesi: Bursa/Türkiye bölgesinden sapsız meşe (Quercus petraea) ve endüstriyel odun talaşı kullanarak durum çalışmaları simülasyonu
MERVE NAZLI BORAND
Doktora
İngilizce
2019
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİLİZ KARAOSMANOĞLU
- Biogas, hydrochar and biochemical production from spent coffee grounds with biorefinery approach integrating hydrothermal carbonization and anaerobic digestion
Hidrotermal karbonizasyon ve anaerobik sindirimi entegre eden biyorafineri yaklaşımıyla kullanılmış kahve telvesinden biyogaz, hidrokömür ve biyokimyasal üretimi
BERRAK FİDAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Kimya MühendisliğiEge ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TÜLAY GÜNGÖREN MADENOĞLU
- A novel hybrid thermochemical-biological refinery integrated with power-to-X approach for obtaining biopolymers
Biyopolimer elde etmek için enerjiden-materyale yaklaşımıyla entegre yeni bir hibrit termokimyasal-biyolojik rafineri
YUSUF KÜÇÜKAĞA
Doktora
İngilizce
2023
Çevre MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERDAR KARA
DOÇ. DR. CRISTIAN TORRI
- Techno-economic assessment of an integrated algal biorefinery
Entegre alg biyorafinerisinin tekno-ekonomik analizi
BEGÜM ERDİNÇLER
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Çevre MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiÇevre Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DR. BERAT ZEKİ HAZNEDAROĞLU
- Production of biodegradable film, bioethanol, and pulp with integrated forest product biorefinery using wheat straw and corn stalks
Buğday ve mısır saplarından entegre biyorafıneri uygulaması ile biyobozunur film, biyoetanol ve kağıt hamuru üretimi
ÖMER ÖZYÜREK
Doktora
İngilizce
2016
Ormancılık ve Orman MühendisliğiDüzce ÜniversitesiOrman Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YALÇIN ÇÖPÜR