LEE- Çevre Bilimleri Mühendisliği ve Yönetimi- Yüksek Lisans
Bu koleksiyon için kalıcı URI
Gözat
Son Başvurular
1 - 5 / 61
-
ÖgeCalculation of the carbon footprint of valex vegetable tannin product used as an alternative chemical in the tanning process in the leather industry and reduction proposals(Graduate School, 2024-06-11)The primary objective of this thesis is to calculate the carbon footprint of the Valex vegetable tannin product, used as an alternative chemical in the leather tanning process, and to propose reduction strategies. The study focuses on analyzing the production processes of Valex in the Aegean Region of Turkey, specifically Manisa, and aims to quantify the carbon dioxide equivalent (CO2e) greenhouse gas emissions. The carbon footprint calculation is grounded in the GHG Protocol and the ISO 14064- 1 and ISO 14067 standards. The scope of this research includes examining the importance of the leather industry, identifying the sources of greenhouse gas emissions within the industry, and evaluating the environmental impact of the Valex vegetable tannin product compared to traditional tanning agents. The study highlights the significant contribution of the leather industry to global greenhouse gas emissions and emphasizes the need for sustainable practices. To achieve its objectives, the study meticulously analyzes the production stages of Valex, from raw material collection to the final product. This includes the collection and transportation of acorns, their processing into tannin, and the emissions generated at each stage. By identifying the major contributors to the carbon footprint, the study proposes strategies to reduce emissions, such as optimizing energy consumption and exploring alternative fuels. The findings of this thesis aim to provide insights into the environmental impacts of the Valex vegetable tannin product and offer recommendations for reducing the carbon footprint of the leather industry. By comparing Valex with other materials, the study seeks to understand its advantages and suggest improvements for more sustainable leather production practices. In conclusion, this research contributes to the literature by evaluating the environmental performance of Valex vegetable tannin and proposing methods to mitigate its impact. The results are intended to serve as a reference for future studies and practical applications, promoting more sustainable and eco-friendly practices in the leather industry.
-
ÖgeApplicability of advanced oxidation processes for treatment and recovery of washing machine effluent: On-site application with new washing machine design(Graduate School, 2023-12-14)Water scarcity has become one of the most important problems that society must overcome. The effect of climate change with the addition of increased freshwater consumption stands as one of the major problems related to water scarcity. There has been a great increase in domestic-based wastewater generation over a couple of decades. Among the sources of domestic type wastewater, washing machines play a significant role in freshwater consumption, which corresponds to 80-100 liters per working cycle. In this study, it is aimed to perform a feasibility study of various types of Advanced Oxidation Processes (AOPs) to treat laundry wastewater originating from washing machines by reducing organic pollutant load, along with the elimination of dye stuff and surfactant content that was released from textile fibers. Wastewater characterization from different stages of wastewater discharge was analyzed and AOPs including O3, H2O2, O3/H2O2, O3/UV, H2O2/UV, and O3/H2O2/UV were applied to determine the most efficient AOPs. Experimental tests were carried out in labaratory-scale photoreactor with 3liter capacity and lamp of 41 W power. Specific volumes of wastewater was fed to system along with determined ozone (O3) and hydrogen peroxide (H2O2) concentrations respectively. Treatment applications were carried out for 2 hours and samples are taken at regular time intervals to analyze treatment efficiency. Results showed that photolytic oxidation differed significantly from sole chemical oxidation. Among O3/UV, H2O2/UV and O3/H2O2/UV methods, H2O2/UV yielded the best chemical oxygen demand (COD) and methylene blue active substance (MBAS) reduction rates among other methods. An additional set of the design of experiments (DOEs) is performed to analyze the effect of parameters that effect treatment efficiency such as type of detergent used (liquid or powder), effect of microfiber filtration and H2O2 concentration used. Results of DOEs show that COD and MBAS content of wastewater discharge during the rinsing stage of the washing cycle could be reduced by up to 95% and 98%, respectively under optimum conditions of wastewater originated by liquid detergent, the case of microfiber filtration and higher H2O2 concentrations. Another aspect of treatment was analyzed as microorganism growth on stored wastewater since it is known that wastewaters having organic content is expected to be suitable for microorganism growth. Microorganism counts were done by taking water samples at first, fourth and seventh days to see the trend of microorganims growth. Microorganisms count results showed that the rate of microorganism growth is greatly reduced in AOP-applied wastewater when compared to raw wastewater. Based on the outcomes, it is concluded that AOPs with fiber filtration can be effective in reducing organic pollutant load, as well as discoloration and providing hygiene. UV absorbances were analyzed in water samples to see the degradation of dye stuff in laundry wastewater, since it is important to eliminate all of dying components due to the fact that they may cause additional staning on white garmets during next washing cycle. UV absorbance results showed that dye stuff released from textile textures can be effectively eliminated by the application of additional filtration. AOPs treated wastewater also was analyzed using whiteness index to see the potential stainnig cause by treated wastewater. Staining results were satisfactory, meaning to significant staining was observed on white garments, which means that treated laundry wastewater can be recycled inside the washing machine and can be used during the next washing cycle without compromising the cleaning performance of the washing machine. As a result, AOP treatment and recycleing of laundry rinsing wastewater may enable to lower the water consumption and provide more sustainable washing machine operation designs.
-
ÖgeSürdürülebilir atık yönetimi kapsamında organik atıkların solucan ile kompostlaştırılması: İTÜ Ayazağa kampüsü örneği(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2023-08-14)Dünya nüfusunun günden güne artmasıyla birlikte doğal kaynaklar ve hammaddeler hızla tükenmektedir. Bu hızlı tüketimin sonucu olarak katı atık oluşumu artış göstermektedir. Oluşan katı atıkların yönetimi ve bertarafı tüm dünya için önem arz etmektedir. Çünkü atıklar uygun şekilde yönetilmedikleri takdirde çevre ve insan sağlığı açısından risk oluşturmaktadır. Oluşan atık miktarını azaltabilmek ve oluşabilecek risklerin önüne geçmek amacıyla atık yönetiminde yeni yaklaşımlar ve yöntemler uygulamaya konmaktadır. Atık oluşumu tamamen engellenemese bile atık yönetiminde sürdürülebilir yaklaşımların uygulanmasıyla çevreye verilen zarar minimize edilebilmektedir. Atık yönetiminde sürdürülebilir yaklaşımlar, çevre dostu ve ekonomik atık yönetim uygulamalarını beraberinde getirirken; bazı atıkların hammadde olarak kullanılmasıyla enerji ve hammadde kaynaklarının aşırı tüketiminin önüne geçilebilmektedir. Katı atıkların önemli bir miktarını organik katı atıklar oluşturmaktadır. Organik katı atıkların bertaraf edilmesinde en sık kullanılan yöntemlerden biri ise kompostlaştırmadır. Atıkların kaynağında ayrı toplanıp kompostlaştırılmasıyla birlikte düzenli depolama tesislerine gönderilen atık miktarı azaltılabilmektedir. Ayrıca kompostlaştırma işlemi sonucunda oluşan kompost önemli bir toprak düzenleyicidir. Kompostlaştırma birçok farklı yöntemle yapılabilmektedir. Son yıllarda ilgi çeken ve kullanım sıklığı artan kompostlaştırma yöntemlerinden biri ise solucan ile kompostlaştırmadır. Organik atıkların solucan ile kompostlaştırılmasıyla oluşan vermikompost (solucan kompostu) önemli bir toprak düzenleyicidir ve organik gübre olarak değerlendirilmektedir. Organik atıkların solucanlarla kompostlaştırılması atıklardan kaynaklanan çevre kirliliğinin azaltılmasına katkı sağlarken, vermikompostun tarımda kullanılması kimyasal gübre kullanımından kaynaklanan çevresel etkilerin azaltılmasına katkı sağlayabilmektedir. Solucan ile kompostlaştırmayla organik atık yönetimine önemli bir çözüm getirilirken tarımsal girdi olarak kullanılabilecek bir ürün elde edilmektedir. Böylece çevreci, ekonomik ve sürdürülebilir atık yönetimi sağlanabilmektedir. Yapılan tez çalışmasında İstanbul Teknik Üniversitesi Ayazağa Kampüsünde oluşan organik atıkların solucan ile kompostlaştırılması araştırılmıştır. Çalışma kapsamında kampüste oluşan yemek, çim ve budama atıkları solucan ile kompostlaştırmaya tabi tutulmuştur. Kompostlaştırma işlemi için 6 metre uzunluğunda, 1,25 metre genişliğinde ve 80 cm derinliğinde yatağa sahip olan bir sürekli akış sistemli kompostlaştırma reaktörü ve Eisenia Fetida türü solucanlar kullanılmıştır. Reaktör 5 farklı bölmeye ayrılıp birim alanda eşit miktarda solucan bulunacak şekilde solucanlar reaktöre eklenmiştir. Reaktörün 5 bölmesi için kampüste oluşan atıklardan 5 farklı atık karışımı oluşturulmuştur. Karışım 1 tamamen yemek atığından, Karışım 2, %50 yemek ve %50 çim atığından, Karışım 3, %80 çim ve %20 budama atığından, Karışım 4, %40 yemek, %40 çim ve %20 budama atığından ve Karışım 5, %80 yemek ve %20 budama atığından oluşturulmuştur. Oluşturulan atık karışımları 8 haftalık bir ön kompostlaştırma işlemine tabi tutulup solucanlar için kolay tüketilebilir bir mama haline getirilmiştir. Daha sonra 5 farklı karışımla reaktörün beş farklı bölmesindeki solucanlar beslenmeye başlamıştır. Reaktör yeterli doluluğa ulaştıktan sonra ilk vermikompost hasadı yapılmış ve 1 ay süreyle 4 defa hasat yapılmıştır. Reaktöre yerleştirilen solucanların beslenmesi reaktörün üst tarafından yapılmıştır. Solucanlara mama olarak ön kompostlaştırılmış atık karışımları verilmiştir. Reaktörün üstünden besin eklendikçe solucanlar reaktörün tabanından yukarıya doğru hareket etmektedir. Reaktör tabanında bulunan bıçak sistemi sayesinde üretilen vermikompost, reaktörün tabanından hasat edilmektedir. Böylece hasat yapılırken solucanların reaktörden çıkmamaları sağlanmaktadır. Deneysel çalışmaların başında kullanılan ham atıklar, ön kompostlaştırılmış atık karışımları ve çalışmanın sonunda elde edilen vermikompost laboratuvarda analiz edilmiştir. Bu çerçevede pH, elektriksel iletkenlik, toplam katı madde, toplam uçucu katı madde, toplam kjeldahl azotu, toplam organik karbon, toplam fosfor, makro-mikro element ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Ayrıca elde edilen vermikompost numunelerinin patojen içeriği analiz edilmiştir. Elde edilen vermikompostların nem içeriği %70,7-74,3 aralığında iken organik madde içeriği %51,9-59,6 arasında değişmiştir. Vermikompostların pH değeri 7,00-7,38 aralığında değişmişken elektriksel iletkenlik değeri 4,35-5,91 mS/cm aralığında bulunmuştur. Vermikompostların toplam kjeldahl azotu içeriği ise %2,04-2,48 aralığında olmuştur. %50 yemek ve %50 çim atığı içeren Karışım 2'den elde edilen vermikompostun en yüksek azot içeriğine sahip olduğu tespit edilmiştir. Vermikompostların toplam organik karbon içeriği %25,68-32,64 aralığında bulunmuştur. Toplam organik karbon ve toplam kjeldahl azotu arasındaki ilişkiye bağlı olan karbon/azot (C/N) oranı ise 12,60-13,66 arasında hesaplanmıştır. Vermikompostların toplam fosfor ve potasyum içeriği sırasıyla 934-1.430 mg/kg ve 14.922-22.261 mg/kg ölçülmüştür. %80 çim ve %20 budama atığından oluşan Karışım 3'ten elde edilen vermikompostun en düşük fosfor ve potasyum içeriğine sahip olduğu bulunmuştur. Vermikompostlarda patojen tespiti için toplam koliform, Escherichia coli ve Salmonella analizi yapılmıştır. Hiçbir vermikompostta Salmonella tespit edilmemiştir. Buna karşın vermikompostlar toplam koliform ve Escherichia coli içerdiği tespit edilmiştir. Yapılan analizler sonucunda, elde edilen vermikompostun incelenen parametrelerin birçoğu için ulusal ve uluslararası mevzuatta belirlenen kriterlere uygun olduğu sonucuna varılmıştır. Mevzuatta belirtilen kriterleri sağlamayan parametreler toplam koliform ve Escherichia coli'dir. Bulunan patojenlerin giderilmesi için vermikompostun için 70 °C'de 1 saatlik ısıl işlem görmesi önerilmiştir. Deneysel çalışma kapsamında solucanların farklı atık karışımlarıyla beslenmelerinin çoğalmaları üzerindeki etkisini incelemek amacıyla 2 defa solucan sayımı yapılmıştır. Sayımlardan biri solucanlar atık karışımlarıyla beslenmeye başlanan ilk haftada, diğeri ise atık karışımlarıyla beslemenin tamamlandığı hafta yapılmıştır. Sayım sonuçlarına en çok artış Karışım 4 ile beslenen solucanların bulunduğu Bölme 4'te gerçekleşmiştir. En az artış ise Karışım 1 ile beslenen solucanların olduğu Bölme 1'de gerçekleşmiştir. Genel olarak en fazla solucan artışı %20 budama atığı içeren karışımlarla beslenen bölmelerde (Bölme3, Bölme 4, Bölme 5) gerçekleşmiştir. Çalışma kapsamında, kampüste oluşan organik atıkların solucanla kompostlaştırılması ve DDT'ye (Düzenli Depolama Tesisi) gönderilmesi ekonomik olarak kıyaslanmıştır. Solucanla kompostlaştırma senaryosu için yıllık toplam maliyet ve yıllık toplam kazanç hesaplanıp fayda/maliyet (F/M) oranı 1,12 olarak bulunmuştur. F/M oranının 1'den büyük olması yatırımın karlı olduğunu göstermektedir. Yapılan tez çalışması neticesinde, solucan ile kompostlaştırma tekniğinin İstanbul Teknik Üniversitesi (İTÜ) Ayazağa Kampüsünde oluşan organik atıklarının yönetiminde kullanılabileceği sonucuna varılmıştır. Üniversite kampüsleri yaşam ve iş alanlarına örnek olabileceği için buralardaki sürdürülebilirlik ve atık yönetim uygulamaları önem taşımaktadır. Bu sebeple araştırma, geliştirme ve uygulama merkezi olan üniversitelerin, örnek teşkil edecek şekilde atık yönetim yöntemleri uygulamaları sürdürülebilir kalkınma amaçlarına ulaşılabilmesi açısından önem taşımaktadır. Böylece İTÜ Ayazağa Kampüsünde solucan ile kompostlaştırma tekniğinin kullanılması benzer kurumlara örnek teşkil edecektir. Ayrıca bu tekniğin uygulanması halinde İTÜ'de Sıfır Atık Yönetiminin uygulanması konusunda önemli bir adım atılmış olacaktır. Buna ek olarak uluslararası üniversite sıralamalarında her yıl daha üst sıralamalar elde eden İTÜ, bu uygulamayla daha başarılı sonuçlar elde edebilecek ve Yeşil Kampüs kimliğini güçlendirebilecektir.
-
ÖgeAtıksu geri kazanımın pişirici cihaz üretimi yapan bir endüstrisinin su ayak izine etkisi(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022)Bu tez çalışmasında su kullanımı ve kirliliği baz alınarak su ayak izi hesaplama yöntemi sunulmuştur. Bu tez, endüstriyel faaliyetler sonucunda oluşmuş olan suların kendine ait atıksu arıtma tesisindeki su ayak izini incelemektedir. Pişirici ve ısıtıcı cihazların üretim tesisinin atıksu arıtma tesisi kapsamında farklı iki yıla ait su ayak izi hesaplanmış, değerlendirilmiş ve karşılaştırılmıştır. Bu iki ayrı yılda incelenen tesisteki en büyük fark 2018 yılında 2014 yılına nazaran su geri kazanımının yapılmasıdır. Özetle su geri kazanımının ve kazanılan suyun üretimde kullanımının su ayak izine katkısı değerlendirilmiştir.
-
ÖgeEvaluating & comparing microplastic uptake by different groups of freshwater invertebrates(Graduate School, 2023)Microplastics (<5 mm in diameter or length), which has become an emerging concern in recent years, are ubiquitous in aquatic ecosystems. Although there are abundant studies on the marine ecosystem in the literature, the increasing number of studies on freshwater are still very limited. In addition to reporting the presence of microplastics in freshwater, their interaction with aquatic organisms has also been the subject of research with increasing interest in recent years. Mechanisms related to encounter, interaction, uptake and effects of microplastics with organisms are still under investigation. However, information obtained from both field and laboratory studies is not yet fully understood due to uncertainties and lack of information on the risks of microplastics on humans and animals. For this, it is of great importance to compile and compare research studies. Freshwater invertebrates have also been the subject of microplastic research. Since the ingestion by freshwater invertebrates is the most common mechanism of uptake of microplastics, laboratory studies are conducted about the number of ingested particles and also factors affecting ingestion. Additionally, the effects of microplastics on vital functions such as mortality, reproduction and feeding behaviour of organisms after ingestion are still being investigated. Given the information in the literature, the general focus of this thesis is to examine the factors having influence on the ingestion of microplastics and to determine which freshwater invertebrates are more susceptible by comparing them with quantitative data. Laboratory studies on freshwater invertebrates have thorougly researched and quantitative data adapted for comparison between studies. In particular, the uptake rate was calculated to compare the uptake of microplastic by invertebrates. Uptake rate was evaluated and compared in terms of factors such as concentration and exposure time affecting microplastic uptake. In this context, more specifically, the objectives of the study are: 1) Describing the feeding strategies of various groups of freshwater invertebrates; 2) Evaluating their uptake mechanisms of microplastics; 3) Comparing microplastic ingestion by organisms with different feeding strategies and evaluating the microplastic ingestion; 4) Determination of uptake rate and egestion rate of microplastic by Daphnia magna with the AQUASIM analysis tool. The integration of the data presented by Rist et al. [13] into the AQUASIM tool enabled the determination of the 'quptake' microplastic uptake rate and 'Krel' microplastic egestion rate, which provides valuable insights into the weight-based microplastic uptake at specific time intervals. This finding contributes to the existing literature by enhancing our understanding of microplastic uptake dynamics. The analysis revealed a ' quptake' microplastic uptake rate of 20±2.21 1/day for 2 µm microplastics and 1±0.08 1/day for 100 nm microplastics in D. magna. The egestion rate, ' Krel', was found to be 0.19±0.08 1/day for 2 µm and 0.22±0.09 1/day for 100 nm microplastics. The modeling results indicate that larger particles are ingested more frequently but removed at a slower rate. Therefore, it can be inferred that the potential damage caused by 2 µm microplastics, which are also suitable in size for Daphnia magna's food, could be more significant. Laboratory and field studies were collected and seperately tabulated to compare the quantitative microplastic ingestion results between freshwater invertebrate groups with different feeding strategies. The collected numerical data were hardly amenable to comparison due to large variations in the studies such as concentration, food availability, exposure period, size and shape of MPs. All those factors effecting the ingestion of microplastic were compared in detail by using the uptake rate calculations. The effects of those variables on microplastic ingestion have been discussed more in detail in Section 3. This study also emphasized the necessity of more standardized laboratory experiments. In addition, in order to compare the studies more accurately and consistently, some data in reporting should be specified with the help of a guideline.