LEE- Çevre Bilimleri Mühendisliği ve Yönetimi- Yüksek Lisans
Bu koleksiyon için kalıcı URI
Gözat
Yazar "Baykal Beler, Bilsen" ile LEE- Çevre Bilimleri Mühendisliği ve Yönetimi- Yüksek Lisans'a göz atma
Sayfa başına sonuç
Sıralama Seçenekleri
-
ÖgeGri su ile ilgili standart uygulamaları, yasal/idari düzenleme örnekleri ve Türkiye için bir öneri(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-06-10) Aksoy Cavkaş, Sinem ; Baykal Beler, Bilsen ; 501171731 ; Çevre Bilimleri, Mühendisliği ve YönetimiBirleşmiş Milletler tarafından yayınlanan 2020 yılı Dünya Su Geliştirme Raporu'na göre son 100 yılda küresel su kullanımı altı kat artmıştır. Artan nüfus, ekonomik kalkınma ve değişen tüketim kalıplarının bir sonucu olarak, su kullanımı yılda % 1 oranında istikrarlı bir şekilde artmaya devam etmektedir. Günümüzde nüfus artışının ve su kaynaklarının bilinçsiz kullanımının arttığı bölgelerde, Türkiye de dâhil olmak üzere, su kıtlığı daha fazla hissedilmeye başlamıştır. Bunun bir sonucu olarak, su kaynaklarının korunması ve sürdürülebilirliğini sağlamak için atık su geri dönüştürülebilir bir su kaynağı olarak görülmeye başlanmıştır. Evsel atık suyun ayrık akımlarla yönetimi çerçevesinde, farklı akımların yeniden değerlendirilmesi gittikçe popülerlik kazanan bir yaklaşımdır. Bu ayırım, ikili olarak gri ve siyah su veya üçlü olarak gri, sarı ve kahverengi su olarak yapılmaktadır. Tuvalet suyu hariç, evsel atık su kaynaklarından oluşan diğer atık su akımları gri suyu oluşturmaktadır. Gri suyun evsel atık su hacminin % 75 gibi büyük bir oranını oluşturması ve evsel atık suya göre daha az kirletici içermesi, gri suyu içme suyu kalitesine gerek duyulmayan kullanım alanları için alternatif bir kaynak yapmıştır. Gri su da kendi içerisinde fraksiyonlarına; zayıf gri su (duş/küvet, banyo lavabo) ve kuvvetli gri su (çamaşır makinesi, bulaşık makinesi ve mutfak lavabosu) olarak ayrılmaktadır. Ülkelerin içinde bulunduğu koşullarda yaşanan kuraklık, su kıtlığı gibi çevresel şartlar sonucunda gri su kullanımı önem kazanmış ve bununla ilgili yasal/idari düzenleme ve kılavuzların oluşturulması gereği ortaya çıkmıştır. Gri su yasal/idari düzenleme ve kılavuzlara sahip ülkelerin, gri suyla ilgili detaylı çalışmalar yapan, su kaynaklarının bilincinde olan ve yenilenebilir su kaynaklarına önem veren ülkeler olduğu görülmektedir. Türkiye'nin su stresi yaşayan bir ülke olması ve gün geçtikçe azalmakta olan çekilebilir temiz su kaynakları, Türkiye'de henüz var olmayan bir gri su yeniden kullanım politikası ve düzenlemesine ihtiyacı olduğunu ortaya koymaktadır. Bu çalışmada, Türkiye'de eksikliği hissedilen ve gerekli olduğu düşünülen, gri su ile ilgili yasal/idari bir düzenleme yapılmasına yol gösterici olması amacıyla, Türkiye için bir gri su önerisi hedeflenmiştir. Bu önerinin oluşturulması için gri suyu oluşturan kirletici miktarı, gri suyun kullanım alanları ve gri suyu yeniden kullanmak için standart ve uygulamalar geliştiren en etkin ülkeler incelenmiştir. Bu incelemelere giren ülkelerdeki gri suyun farklı tanımlamaları, karakterizasyonu, kullanım alanları, arıtma yöntemleri ve uygulama adımları incelenmiştir. Bu kapsamda gri su miktarlarına, kullanım amaçlarına, arıtma derecelerine ve fraksiyonlarına göre gri suyun kapsamlı karşılaştırma tabloları oluşturulmuştur. Oluşturulan bu tablolardan, farklı kullanım alanlarına göre gri suyun yeniden kullanımı ile ilgili bir öneri ortaya koymak amacıyla gri su için ortak parametrelerin ve kalite değerlerinin belirlenmesi hedeflenmiştir. Türkiye için gri su ile ilgili bir öneri ortaya koyabilmek için, Türkiye'deki gri su potansiyeli irdelenmiştir. Bunun için, atık su ve gri su durumu; gri suyla ilgili hayata geçen uygulamalar, ekonomik ve sosyal boyutunu gösteren çalışmalar değerlendirilmiştir. Türkiye'de ileriye dönük olarak gri suyun yakın dönem ve gelecekteki kullanımını hedefleyen girişimler irdelenmiştir. Mevcut yönetmeliklerin gri su ve yeniden kullanımıyla ilgisi ve yeni bir düzenleme olasılığı birlikte değerlendirilmiştir. Gri su potansiyelini ve kullanım amacını yorumlamak için İstanbul özelinde, gri suyun potansiyel miktarları hesaplanmıştır. Bu hesaplamalar sonucunda, örnek olarak İstanbul'da gri suyun sifon suyu olarak yeniden kullanılması sonucunda İstanbul'u besleyen su kaynaklarının üzerindeki baskıyı %26 oranında azaltacaktır. Aynı zamanda, son on yılda İstanbul'da yeni yapılan binalarda arıtılan gri suyun sifonlarda kullanılmış olması halinde, sınırlı temiz su kaynağına sahip olan İstanbul'un tamamı için yaklaşık 8.5 aylık su tasarrufu sağlayacağı belirlenmiştir. Bu çalışma neticesinde, gri suyun en uygun kullanım alanları sifon suyu, peyzaj sulama, araba yıkama, yangın suyu ve bazı özel şartlarda çamaşır yıkama olarak belirlenmiştir. Bu amaçlarla gri su kullanımında gri su kalitesi için belirlenen parametreler; BOI5, AKM, pH, kalıntı klor, bulanıklık, fekal koliform ve toplam koliform gri suyun yeniden kullanan ülkeler arasında yaygın olduğu görülmüş, Türkiye'de de benzer parametrelerin kullanılması önerilmektedir. Kullanım alanları içerisinden en anlamlı kullanım alanı olarak en fazla su tasarrufunun sağlandığı ve içme suyu kalitesinde bir su kullanmasına gerek olmayan sifon suyu olarak değerlendirilmektedir. Son olarak çalışmanın temel hedefi neticesinde, yapılan değerlendirmelerden yola çıkarak, gri su ve gri su fraksiyonları tanımlanmış, gri su hacminin hesaplanması için yönlendirme yapılmış ve en uygun kullanım alanları önerilmiştir. Gri suyun yeniden kullanımı için örnek sistem tasarımı sunulmuş, tesisat planlamasında yer alması önerilen en önemli maddeler belirtilmiştir. Kullanım amacına göre en uygun parametreler belirlenerek, gri su için sınır değer önerileri yapılmıştır. Gri suyun dağıtım sisteminin ve bu sistemde yetki ve sorumluluk sahipleri hakkında önerilerde bulunulmuştur. Gri suyun fiyatının belirlenmesi, halkın katılımı ve kamu politikaların önemi ile ilgili öneriler sunulmuştur. Gri suyun yeniden kullanımının yönetmeliklere kazandırılması için iki ayrı öneri geliştirilmiştir. En sonunda, Türkiye'de gri su düzenlemesi için uygulanması gerekenler adımlar bir öneri tablosu olarak sunulmuştur.
-
ÖgeNutrient recovery from source separated human urine and the treatment of the residual urine with anaerobic processing and ion exchange/adsorption(Graduate School, 2022-05-11) Akdağ, Yasemin ; Baykal Beler, Bilsen ; 501181734 ; Environmental Sciences Engineering and ManagementGlobal population is continuously increasing with a predicted increase to 9.7 billion by 2050. On the other hand, resources are facing with extinction. Sustainable food production greatly depends upon fertilizer production, which has nitrogen, phosphorus and potassium as key elements. Nitrogen, which is abundant in the air, is fixated by Haber-Bosch process, which consumes enormous amounts of energy, to be used in the fertilizer production. Phosphorus, which is a vital element, has limited resources, which is distributed unevenly around the world. The current domestic wastewater management, which adopts mixed collection of wastewater, is based on "treat" and "discard". Valuable materials in wastewater cannot be recovered with the current management practices. Therefore, an alternative way is needed to be generated. Segregation of domestic wastewater into different streams at the source of generation is suggested to get benefit from each stream. ECOSAN is an alternative sanitation concept that claims wastewater is not waste to be discarded but a source to be revaluated. Within this context, each stream is separately collected at the source and is processed for the recovery/reuse of valuable materials. ECOSAN is based on the separation of different domestic wastewater streams into three streams as yellow water, grey water and brown water. Yellow water, which is mainly source separated human urine, is a valuable waste stream in terms of macro plant nutrients (N, P, K). Yellow water constitutes only 1 % of conventional domestic wastewater by volume; however, it contains over 80% of nitrogen, over 50% of phosphorus and over 50% of potassium. This rich nutrient content makes urine a potential source of fertilizers. There are two routes to use source separated human urine as fertilizer in agriculture; (i) direct application and (ii) indirect application. Direct application of human urine as fertilizer is based on the collection of human urine, followed by transport (if required), storage of human urine to destruct pathogens and direct application of stored urine onto soil as fertilizer. Indirect use of human urine as fertilizer necessitates processing urine before intended use. Urine is frequently processed to produce urine-based fertilizers through struvite precipitation, ammonia stripping/absorption and ion exchange/adsorption. Nutrient removal/recovery from source separated human urine was widely investigated in literature. After nutrient removal, the residual liquid phase needs to be handled in an appropriate way as it still contains appreciable amounts of organic matter and nutrients. However, studies on the handling of residual urine are scarce. This study aims the investigation of nutrient recovery from source separated human urine by ion exchange/adsorption on one hand, while investigating organic matter and nitrogen removal from the residual urine by anaerobic processing and ion exchange/adsorption. The behavior of organic matter was closely monitored during different phases of the investigation. Within the scope, urine was collected from two urine diverting toilets and a urinal, and then it was stored for the conversion of urea to ammonium, which is the desired form of nitrogen for ion exchange. Ion exchange/adsorption was employed for nutrient removal from stored urine. The residual urine was processed with anerobic processing and second stage ion exchange/adsorption. Anaerobic processing was suggested to reduce organic matter content of the residual urine and to investigate possible production of biogas. Second stage ion exchange/adsorption was employed to reduce organic matter content of the residual urine and to maximize nutrient removal from the residue. The results of this study revealed that storage was a crucial step not only for urea hydrolysis but also for organic matter removal as between 25% to 39% of COD in urine was removed during storage. Through ion exchange/adsorption for nutrient removal/recovery with the initial loading of 15 mg NH4+/g clinoptilolite, 82% of ammonium and 28% of COD were removed from stored urine. The residual urine still contained appreciable amounts of COD and ammonium, and a high level of salinity for which a special care should be taken. During nutrient recovery, 99% of ammonium and 94% of phosphorus were recovered from the surface of nutrient enriched clinoptilolite upon contact with tap water with the contact time of 5 min in 16 days. 63% of ammonium and 100% of phosphorus were recovered with the contact time of 300 min in 35 days. The COD release from the surface was not considerable for both contact times, indicating that organic matter is not released appreciably from the surface of the clinoptilolite upon contact with water. This is beneficial from the standpoint of pollution prevention when nutrient enriched clinoptilolite is applied as fertilizer in agriculture. Anaerobic granular sludge from a confectionery industry was adapted to highly saline human urine using synthetic urine as feed in attempt to control adaptation conditions. During adaptation the effect of salinity and COD concentration on the removal of organic matter were investigated. During adaptation to high salinity levels at constant COD, organic matter removal efficiency was decreased from 90% to 85% when electrical conductivity was gradually increased from 14000 to 32000 µs/cm, indicating that organic matter removal was not considerably affected by salinity. For different COD concentrations at constant salinity, organic matter removal efficiency was decreased from 83% to 53% when COD was reduced from 2000 mg/L to 750 mg/L, indicating that organic matter removal efficiency was greatly affected by COD concentration. The results showed that selection of the treatment process for residual urine was case specific. Anaerobic processing seems to be a better option for organic matter removal in case of higher COD in residual urine. However, second stage ion exchange/adsorption seems to be a better choice for the treatment of residual urine in case of lower COD concentrations. Anaerobic processing has a potential of a calculated biogas production between 0.2 to 0.46 L CH4/L urine. However, not all of this could be collected under the conditions of the experiments in this work. Second stage ion exchange/adsorption, on the other hand, was advantageous in terms of complete removal of ammonium from residual urine. This study showed that the suggested processing layout was applicable for simultaneous recovery of nutrients and treatment of residual urine. For residual urine, process selection should be evaluated based on the conditions of specific cases to be handled.