GSSET- Environmental Biotechnology Graduate Program
Bu topluluk için Kalıcı Uri
Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı altında bir lisansüstü programı olup, yüksek lisans ve doktora düzeyinde eğitim vermektedir.
Introduction Environmental biotechnology can be defined as managing microbial communities to provide services to society.
Gözat
Yazar "Arıkan, Osman Atilla" ile GSSET- Environmental Biotechnology Graduate Program'a göz atma
Sayfa başına sonuç
Sıralama Seçenekleri
-
ÖgeKentsel Atık Depolama Sahalarına Giden Biyobozunur Atıkların Azaltılmasının Türkiye’deki Çöp Gazı (lfg) Potansiyeline Olan Etkileri(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2016-01-15) Altan, Hasan Suphi ; Arıkan, Osman Atilla ; 10098709 ; Environmental Biotechnology ; Environmental BiotechnologyAvrupa Birliği müktesebatı uyum süreci kapsamında, Türkiye’de birçok alanda olduğu gibi atık yönetim sisteminde de hızlı bir değişim ve gelişim sürecine girilmiştir. 2010 yılında yayınlanan Atıkların Düzenli Depolanmasına Dair Yönetmelik ile atık düzenli depolamanın ne şekilde yapılması gerektiği tanımlanmış, vahşi depoların ıslah edilerek ilerleyen süreçte hiçbir surette düzensiz bir depolama yapılmamasına yönelik hükümler getirilmiştir. Bu gelişmeyle birlikte 2009 yılında sayısı 2000 civarında olan düzensiz çöp döküm alanları hızla kapanmaya başlamış ve aynı hızda düzenli depolama tesislerinin sayısı ve bu tesislerde bertaraf edilen kentsel atık miktarında artış görülmüştür. Söz konusu yönetmelik kapsamında atık depolama sahalarında oluşan çöp gazının toplanması ve yakılması, eğer finansal olarak fizibil ise elektrik üretim santrallerinde enerji geri kazanımı amacıyla kullanılması zorunlu tutulmaktadır. Yine 2010 yılında Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı’nın başlattığı yenilenebilir enerji kaynaklarını destekleme mekanizması ile diğer yenilenebilir enerji kaynakları ile birlikte çöp gazından enerji üretimi tesislerinde üretilen elektriğe 10 yıllık sabit fiyat üzerinden alım garantisi getirilmiş, çöp gazından elektrik üretimine devlet teşviki verilmiştir. Edinilen tecrübeye göre, verilen teşvik ile birlikte 1 MW ve üzerinde kurulu güce sahip olacak çöp gazından elektrik üretim tesisleri finansal olarak fizibil hale gelmiştir. Bir başka deyişle, yaklaşık 500 m³/saat çöp gazı debisi elde edilen sahalarda veya ülkemizin günümüz koşullarındaki kentsel atık karakterizasyonu ve kişi başına düşen atık miktarı göz önünde bulundurulduğunda ortalama 750.000 kişilik nüfusa hizmet veren düzenli depolama sahalarında çöp gazından enerji üretimi tesisleri yapılabilir hale gelmiştir. Ancak, AB müktesebatı uyum süreci kapsamında 2010 yılında yayınlanan atıkların düzenli depolanmasına dair yönetmelik kapsamında ülke genelinde düzenli depolama sahalarına gönderilen biyobozunur atıkların azaltılmasına dair ciddi hedefler konmuştur. Buna göre düzenli depolama sahalarına gönderilen biyobozunur atıklar 3 kademede azaltılacak ve nihai olarak 2025 yılında, 2005 yılında üretilen biyobozunur atıkların %35’i düzenli depolama tesisine gönderilebilecektir. Söz konusu biyobozunur atık azaltımının Türkiye’deki kentsel atık karakterizasyonuna ve nihayetinde düzenli depolama tesislerinde oluşan çöp gazı miktarının ciddi miktarda azalmasına neden olacağı, bu nedenle bugün yatırım yapılan tesislerin ilerleyen süreçte fizibil yatırımlar olmayacağı düşünülmektedir. Bu tezin amacı, düzenli depolama sahalarındaki biyobozunur atık azaltımının Türkiye’nin gelecekteki çöp gazı potansiyeline olan etkilerini görmektir. Bunun için ilk olarak mevcut durum ortaya konmuş ve Türkiye’de düzenli depolama sahalarına gönderilen yıllık atık miktarları ve karakteristikleri tespit edilmiştir. Çalışma kapsamında üç farklı senaryo ele alınmış, düzenli depolama sahalarına gönderilen biyobozunur atıklardaki azaltımın gelecekteki çöp gazı potansiyeline olan etkilerini tespit edilmiştir. Oluşturulan üç senaryodan ilki yönetmelik hedeflerinin olmaması, yani herhangi bir atık azaltımı yapılmaması halinde, ikincisi yönetmeliğe tam uyum sağlanması halinde, üçüncüsü ise yönetmeliğe uyumun 5 yıl gecikmeli olarak gerçekleşmesi halinde çöp gazı potansiyelinin nasıl etkileneceğini ortaya koymaktadır. İlk olarak yıllık atık bertaraf miktarları ve ülke nüfusu TUİK verileri göre ele alınmış, eksik yıllara ait veriler grafik yönteminden yararlanılarak türetilmiştir. Atık karakteristiğinin tespit edilmesinde Katı Atık Ana Planı nihai raporundaki verilerden faydalanılmıştır. KAAP raporunda ülke farklı bölgelere ayrılmış ve her bir bölgenin atık karakteristiği tespit edilmiştir. Söz konusu atık karakteristik verileri, bu çalışmada kritik önem taşımaktadır. Veriler 2003-2040 yılları arasında türetilmiş, farklı bölgelerin karakteristikleri, söz konusu bölgenin nüfusuyla orantılı olarak ağırlıklı ortalaması alınarak 2003-2040 yılları arasında Türkiye ortalama atık karakteristiği oluşturulmuştur. Çöp gazı miktarının analizi için Global Methane Initiative EPA tarafından geliştirilen ve birinci dereceden bozunmaya dayalı “Central-Eastern Europe Landfill Gas Model Version 0.1” modeli kullanılmıştır. Söz konusu model EPA tarafından yayınlanan Landfill Gas Emissions Model (LandGEM) version 3.02’nin geliştirilmiş versiyonudur. Bu modelin seçilmesinin en büyük nedeni, modelde baz alınan belli katsayıların Ortadoğu ülkeleri atık karakteristiklerine uygun olması ve modelin sektörde yaygın olarak kullanılıyor olmasıdır. Bir önceki basamakta oluşturulan Türkiye ortalama atık karakteristiğindeki malzeme sınıflandırması KAAP kapsamında yapılan kentsel karışık karakterizasyonuna göre elde edilmiştir. Bu nedenle ilk etapta, elde edilen atık karakterizasyonundaki farklı verilerin dönüşümü yapılarak model girdisi olarak kullanılabilecek atık karakterizasyonu oluşturulmuştur. Örnek olarak; KAAP’ta kağıt, karton, ve yüksek hacimli karton farklı farklı sınıflandırılmaktayken, kullanılan modelde bu malzemeler tek bir kalemde “kağıt ve karton” olarak sınıflandırılmıştır. Her bir senaryo için benzer şekilde 2003-2040 yılları arasındaki atık karakteristiği ve düzenli depolama sahasına gönderilecek atık miktarları belirlenmiştir. Model çalışma prensibine göre modele takip eden yıllara ait atık miktarı ile tek bir atık karakteristiği veri olarak girilmekte olup oluşturulan genel formülizasyona göre hesaplama yaptırılmaktadır. Bu nedenle model her bir senaryo için 38 defa olmak üzere toplamda 114 defa çalıştırılmıştır. Örnek olarak; 1. Senaryo için 2003 yılı karakterizasyonu modele girilerek 2003 – 2102 yılları arasında 100 yıllık çöp gazı miktarını veren “2003 yılı çıktı tablosu” oluşturulmuş, 2004 yılı karakterizasyonu girilerek “2004 yılı çıktı tablosu” oluşturulmuş ve bu işlem 2040 yılına kadarki veriler ile tekrar edilerek 38 adet çıktı tablosu elde edilmiştir. Bir sonraki basamakta ise söz konusu çıktı tablolarındaki veriler kullanılarak oluşturulan formulizasyona göre her bir yılın ortalama çöp gazı miktarı tespit edilmiştir. Aynı yöntem diğer iki senaryo için de uygulanmış, üç senaryo için de 2003 – 2102 yılları arasındaki çöp gazı miktarları tespit edilmiştir. Sonuç olarak, söz konusu mevzuat hükümlerine tam uyum gösterilmesi halinde 2040 yılındaki çöp gazı potansiyelinin, herhangi bir atık azaltımı yapılmaması haline kıyasla yarı yarıya düşeceği tespit edilmiştir. Ortalama koşullar altında sahada oluşan çöp gazının %73’ünün geri kazanılması mümkündür. Buna göre, herhangi bir biyobozunur atık azaltımı olmaması halinde 2040 yılında çöp gazından enerji üretim tesislerinde elde edilebilecek maksimum elektrik enerjisi potansiyeli 376 MWh’dır. Ancak, mevzuat hükümlerine tamamen uygum gösterilmesi halinde bu potansiyel 187 MWh’a kadar düşecektir. Mevzuat hükümlerine sadece 5 yıl gecikmeli uyulması halinde ise, gecikme olmamasına kıyasla 2023 yılında yaklaşık 30.000 m³/saat daha fazla çöp gazı elde edilebileceği yani 21.900 m3/saat çöp gazının toplanarak 36 MWh daha fazla elektrik üretilebileceği görülmektedir. Düzenli depolama sahalarındaki biyobozunur atık azaltımı, Türkiye’deki çöp gazı potansiyelindeki düşüş ile birlikte geri kazanılabilecek çöp gazı miktarında da çok ciddi bir düşüşe neden olacaktır. Ancak bu durum, düzenli depolama sahasına gönderilmeyen biyobozunur atıkların doğru bir şekilde yönetilmesi ile büyük fırsatlar doğurabilir. Bu nedenle, ayrılan organik atıkların maksimum fayda sağlayacak şekilde yönetilmesi oldukça önemlidir. Düzenli depolama sahalarına gönderilmesi engellenen biyobozunur atıkların sebep olacağı çöp gazı miktarındaki düşüş ile, çöp gazından enerji üretim tesislerinde üretilen elektrik miktarında oluşacak olan açık, söz konusu organik maddelerin potansiyel enerjisinin; anaerobik çürütücülerde, birlikte çürütme tesislerinde veya diğer termal geri kazanım tesislerinde geri kazanılması ile kapatılabilecektir. Düzenli depolama sahalarındaki bozunma proseslerinin uzun yıllar alması nedeniyle buradaki potansiyelin geri kazanılması da uzun zaman almaktadır. Ancak kapalı reaktörlerde, aynı miktarda biyobozunur materyal ile çok daha kısa sürelerde daha fazla enerjiyi geri kazanmak mümkündür. Bu noktada anaerobik çürütücülerde oluşan rezüdünün akıbetinin ne olacağı ise üzerinde ayrıca düşünülmesi gereken bir başka konudur. Sonuç olarak, katı atık depolama sahalarına gönderilen biyobozunur atıkların azaltılması, Türkiye’nin gelecekteki kümülatif çöp gazı miktarında ciddi düşüşlere neden olacak ve özellikle bu alanda yapılacak gelecekteki çöp gazı geri kazanım yatırımlarını etkileyecektir. Ancak, alternatif biyobozunur atık geri kazanım teknolojileri üzerine çalışmalar yapılarak, çöp gazı alanında oluşacak olan açık kapatılabilir.
-
ÖgeTreatment of textile wastewater using completely mixed anaerobic reactor: Start-up(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2020) Bilgiç, Cenk Ali ; Arıkan, Osman Atilla ; 644357 ; Çevre BiyoteknolojisiThe textile industry is one of the major industries for many countries and it is developing day by day. In the textile industry, mainly fiber is turned into yarn, and yarn turns into a fabric that is used to manufacture end products such as clothes, curtains, towels and etc. and most of these end products are colored by dyes. The textile industry demands high water consumption because of processes applied. Dyes are the most important consumables for the textile industry. Consuming a high amount of water, dyes and other auxiliaries such as detergents, acids, inorganic salts and etc. make textile wastewater highly pollutant for the environment. Textile wastewaters contain a high amount of chemical oxygen demand (COD), total suspended solids (TSS), color, etc. and it is possible to say that COD and color removals are the main criteria researchers focus on. Because of its environmental impacts, regulations, and discharge criteria, demand for searching more feasible, cheaper, or more effective solutions has been increasing lately. There are many approaches for the treatment of textile wastewaters, such as physicochemical, biological or combined processes. Physicochemical systems effluents do not meet discharge limits alone although their investment costs are low. Due to the suitability of anaerobic processes for high COD containing wastewaters, these systems can easily be applied for the textile industry. Moreover, anaerobic systems have some additional advantages such as energy recovery. In addition to this, it is possible to reuse textile wastewater in case of applying well designed combined biological and physicochemical systems. The purpose of this study was to investigate the treatability of synthetic textile wastewater by using pilot-scale anaerobic completely stirred tank reactor (CSTR) which was operated at mesophilic conditions (35°C) and infinite sludge age. However, technical and operational problems were occurred at the beginning of the study. For this reason, only the results of the start-up part was presented. Total duration of study was 264 days. The inoculum was supplied from Atakoy advanced biological wastewater treatment plant of Istanbul Water and Sewerage Administration (ISKI). The study was conducted in two phases. The first phase was operated for 81 days to investigate COD removal of synthetic textile wastewater which has an average of 2.400 mg COD/l initial concentration with 24 h HRT. The average COD removal was ~54% of the first phase. The second phase was investigated under two periods by using similar synthetic wastewater which has an average 875 mg COD/l and 975 mg COD/l for phase two/period one and phase two/period two, respectively. The first period of this phase was operated for 93 days with 24 h HRT and ~45% average COD removal was reached at this period. Moreover, the second period of this phase was run 90 days with 48 h for HRT and ~86% average COD removal was reached. The average pH was around 6,9 and average MLSS concentration was in between 2.500-3.000 mg/l during the study. At the last period (phase two/period two) of the study, average MLVSS/MLSS ratio was calculated as 0,62 and 86% COD removal was achieved. This COD removal efficiency is comparable with literature.