LEE- Çevre Bilimleri Mühendisliği ve Yönetimi- Yüksek Lisans
Bu koleksiyon için kalıcı URI
Gözat
Son Başvurular
1 - 5 / 28
-
ÖgeMembran biyoreaktörler ile evsel atıksu arıtımında mikrokirletici gideriminin incelenmesi(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2023-01-10)Doğadaki su, sınırlı bir kaynak olarak bilinmektedir. Dünya üzerinde her geçen gün artan tüketim alışkanlıkları, insanlığı su kıtlığı tehlikesiyle karşı karşıya getirmektedir. Öte yandan devam eden küresel iklim değişiklikleri, mevcut su döngüsünü değiştirmekte olup yeryüzündeki yaşamı risk altına almaktadır. Bu durumu önlemek veya olabildiğince azaltmak adına, kirlenmiş su kaynaklarını mümkün olan en yüksek seviyelerde arıtmak ve hatta yeniden kullanılabilir hale getirmek, gelecek nesiller ve çevre için oldukça önemlidir. Evsel atıksuların alıcı ortam üzerindeki etkisi açısından dikkat edilmesi gereken en önemli bileşenlerden biri mikrokirleticilerdir. Mikrokirleticiler, atıksularda oldukça düşük konsantrasyonlarda yer almalarına rağmen oldukça önemli etkiler oluştururlar. Bunlar, doğaları gereği biyolojik olarak zor parçalanabilmekte veya hiç parçalanmadan kalıcı olabilmektedir. Ayrıca, mikro boyuttaki bu kirleticiler sucul yaşamdaki canlıların üreme sağlığını olumsuz etkileyen ciddi problemlere neden olurlar. Bu kirleticilerin ana kaynakları ise günlük hayatta sıkça kullanılan kozmetik ürünler, ilaçlar, pestisitler, deterjanlar, endokrin bozucu kimyasallar (EBK), ağır metaller ve hidrokarbonlardır. Bahsi geçen mikrokirleticiler, yoğun kullanımlarından ötürü atıksulara devamlı olarak karışmakta olup canlılarda toksik ve kansorejen etkilere neden olurlar. Dolayısıyla, bu kirleticilerin ve zararlı ara ürünlerinin atıksu arıtma tesislerindeki akıbetlerinin izlenmesi son derece önemlidir. Mikrokirleticilerin atıksularda çok düşük konsantrasyonlarda bulunmaları, tespitlerini daha zor kılmaktadır. Bununla birlikte, kimyasal yapılarına bağlı olarak kalıcı, dirençli ve taşınabilir özellikler gösterirler. Suların geri kazanımının önem kazandığı son günlerde, mikrokirleticilerin atıksulardan istenen verimlerde uzaklaştırılmaları güçleşmektedir. Günümüzde var olan konvansiyonel atıksu arıtma tesisleri mikrokiletici giderimi konusunda etkin değildir. Mikrokirleticileri daha yüksek verimde gidermek için aktif karbon (AC) adsorpsiyonu, ileri oksidasyon, membran prosesler ve membran biyorektörler gibi ileri arıtma proseslerine ihtiyaç vardır. Evsel atıksuları arıtmak için uzun yıllardan beri yaygın olarak konvansiyonel aktif çamur sistemleri (AÇS) kullanılmaktadır. Ancak, bu sistemlerin, daha fazla alan kaplama, daha yüksek hacimde çamur oluşumu, sıkı deşarj standartlarını karşılamada yetersizlik gibi zayıf yönleri bulunmaktadır. Günümüzde, zayıf kalan bu yönlerin üstesinden gelebilmek için biyolojik sistemler ile membran proseslerin birleştirildiği membran biyoreaktör (MBR)'ler kullanılmaktadır. MBR'ler, yüksek kalitede su üretme potansiyeline sahip olup, suyun geri kazanımını sağlamak için uygundur. Bu entegre sistem sayesinde çamur yaşı (ÇY) ve hidrolik bekletme süreleri (HRT) bağımsız olarak kontrol edilebilmekte ve daha esnek koşullarda işletim sağlanabilmektedir. Daha uzun ÇY'lerde işletilen MBR'lerde, mikrokirleticiler ve diğer dirençli bileşikler yüksek verimde giderilebilmektedir. Ayrıca, konvansiyonel sistemlerle karşılaştırıldığında, bu teknolojinin az çamur oluşumu, alan tasarrufu gibi üstünlükleri mevcuttur. MBR sistemlerin uygulamalarında bazı engellerle de karşılaşılmaktadır. Bunların başlıcaları tıkanma sorunu ve değişkenlik gösterebilen yüksek işletme maliyetleridir. Membranların kimyasallar ile yıkama ihtiyacı ve kullanılan kimyasal kaynaklı ortaya çıkan atıklar ilave maliyet kalemlerini oluşturmaktadır. Bu sorunların önüne geçebilecek bir çözüm alternatifi olarak dinamik membran (DM) teknolojisi ortaya çıkmıştır. DM'lerde klasik membranlara kıyasla daha uygun maliyetli metal veya plastik elekler, dokunmuş veya dokunmamış kumaşlar destek tabakası olarak kullanılır. Bu tabaka üzerinde çeşitli organik ve inorganik maddelerin birikmesiyle kendiliğinden bir kek tabakası oluşur. Birikmeye bağlı olarak oluşan bu gözenekli yapı, aslında ikincil bir membran görevi yapar. Kek tabakasının gözenek boyutu zamanla destek tabakasının gözenek boyutundan daha küçük bir hal alır ve klasik ticari membranlara eş kalitede çıkış suyu elde edilir. Ayrıca, DM teknolojisinde kimyasal yıkama ihtiyacı bulunmadığından pratik olarak membran temizliği mümkündür ve şok yüklere karşı dayanıklılığı yüksektir. Bununla birlikte, kek tabakası kısa sürede tekrar oluşabildiğinden daha uzun işletme ömrü sunar. Söz konusu teknoloji, daha düşük maliyetli destek tabakası kullanımı ve kimyasal olmaksızın membran temizleme imkanları sağlar. Bu imkanlar, tıkanma ve beraberinde gelen ilave maliyetlerin ortadan kalkması açısından oldukça önemlidir. DM'lerin biyolojik sistemlere entegre edilmesiyle oluşan sistemler dinamik membran biyoreaktör (DMBR)'ler olarak adlandırılır. Literatürde MBR uygulamaları ile evsel atıksulardaki mikrokirleticilerin arıtılması üzerine çeşitli çalışmalar mevcuttur. Bununla birlikte, literatür DMBR çalışmaları yönünden incelendiğinde, çalışmaların önemli bir bölümü evsel atıksu arıtımı üzerinedir. Ancak literatürde, evsel atıksularda mikrokirletici giderimiyle ilgili olarak uygulanmış DMBR çalışmaları oldukça sınırlı sayıdadır. Bu çalışma kapsamında, evsel atıksuların arıtılması için DM ve ultrafiltrasyon (UF) membran içeren bir MBR'de mikrokirleticilerin giderimi araştırılmıştır. Öncelikle, Dünya ve Türkiye genelinde yapılan araştırmalar sonucunda evsel atıksularda sıkça rastlanan 27 adet mikrokirletici türü belirlenmiştir. Bu mikrokirleticiler, steroidal hormonlar, ilaçlar, kişisel bakım ürünleri (PPCP), pestisitler gibi farklı gruplardan oluşmaktadır. Çalışmada kullanılan evsel atıksu içerisinde seçilen mikrokirleticilerden sülfametoksazol (SMX), siprofloksasin (CPFX), trimetoprim (TRM), kafein (CAF) ve asetaminofen (APAP) olmak üzere yalnızca 5 tanesi tespit edilmiştir. Çalışma kapsamında, DM oluşumu için destek tabakası olarak polyester filtre kullanılmıştır. Ayrıca, ticari bir polivinilidenflorit (PVDF) UF membranı kullanılmıştır. Konfigürasyon olarak, ince boşluklu membran seçilmiştir. Her iki membran da aynı koşullar altında 10 L/m2.sa akıda işletilmiş olup, aynı reaktöre daldırılmıştır. Aerobik DMBR'de DM ve UF membran arıtma ve filtrasyon performansları açısından birbirleriyle karşılaştırılmıştır. Çalışma soucunda, her iki membranda %91'in üzerinde kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ) giderim verimi gözlenmiştir. Benzer şekilde, her iki membranda askıda katı madde (AKM) giderim verimi %99'un üzerinde bulunmuştur. Mikrokirletici giderim verimleri incelendiğinde, SMX ortalama giderim verimleri DM ve UF membran için sırasıyla %68,3 ve %68,9 olarak belirlenmiştir. Ortalama CPFX giderim verimi DM için %71,4 civarında iken, UF için %72,2 olarak bulunmuştur. Ayrıca her iki membran için de ortalama TRM giderim verimi %65,2 olarak elde edilmiştir. Benzer şekilde, CAF ve APAP ortalama giderim verimleri DM ve UF membranı için sırasıyla %99,6 ve %99,7 olarak tespit edilmiştir. Ağır metal giderim verimleri karşılaştırıldığında; alüminyumun (Al) ortalama giderim verimi DM ve UF membran için sırasıyla %94,9 ve %95,5 olarak bulunmuştur. Krom (Cr) giderim verimleri ise DM ve UF membranı için sırasıyla ortalama %37,5 ve %38,1 olarak hesaplanmıştır. Demir (Fe) için DM ile elde edilen ortalama giderim verimi %80,1 iken, UF membranda ortalama giderim verimi %78,2 olarak belirlenmiştir. Ayrıca mangan (Mn) giderim verimi her iki membran için ortalama %78 civarında bulunmuştur. Silisyum (Si) giderim verimleri incelediğinde; DM ve UF membran için sırasıyla ortalama %7,3 ve %10,4 değerleri elde edilmiştir. Bununla birlikte, destek malzemesi üzerinde kek tabakası oluşumuna bağlı olarak DM'nin transmembran basıncı UF'ye göre çok daha yüksek bulunmuştur. Çalışma sonuçları değerlendirildiğinde, DM'nin konvansiyonel sistemlerin eksikliklerini tamamlayabilecek nitelikte alternatif bir teknoloji olabileceği sonucuna varılmıştır. Sonuçlar, evsel atıksularda mikrokirletici gideriminde bu teknolojinin uygulanabilirliğini ortaya koymuştur.
-
ÖgeArıtılabilirlik ve çevresel etkilerin bütünleşik değerlendirmesi(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-02-19)Bu çalışmada, su/atıksularda gerçekleştirilen laboratuvar ölçekli arıtılabilirlik çalışmalarının çevresel etkilerinin değerlendirilmesi ve uygulanan farklı yöntemler arasında en uygun olanın saptanması amaçlanmıştır. Laboratuvarda gerçekleşen ileri oksidasyon ve ozonlama yöntemiyle su/atıksu arıtımı işlemlerindeki enerji ve kimyasal yönetimi üzerine yoğunlaşmaktadır. Çevresel etkileri açısından uygun konsantrasyon kimyasal kullanımı ve o konsantrasyona karşılık gelen enerji tüketiminin değerlendirilmesi yapılmaktadır. Laboratuvar ölçekli önceden yapılmış çalışmalarda farklı amaçla gerçekleştirilen su/atıksu arıtımı deneyleri için farklı kimyasallar ve bu kimyasalların farklı konsantrasyonları için enerji tüketiminin potansiyel çevresel etkileri karşılaştırılmıştır. En fazla çevresel etkiye neden olan faktörler tespit edilmeye çalışılarak optimum düzey çevresel etkiye sahip proses seçilmeye çalışılmıştır.
-
ÖgeApplicability of sulfate radical based advanced oxidation processes for drinking water treatment(Graduate School, 2022-06-01)The presence of organic matter in water is the most important factor affecting water quality. The effects of organic matter on conventional drinking water treatment plants have been investigated by researchers for many years. Organic matter in water cause undesirable problems in many cases such as color, taste and odor problem in drinking water systems, changing of microbiological quality negatively, necessity of additional treatment units etc. For this reason, organic matter removal is becoming more and more important day by day. The purpose of this study mainly supported by experimental works is investigation of the applicability of sulfate radical (SO4•−) based photochemical advanced oxidation processes (persulfate/UV-C and peroxymonosulfate/UV-C) in order to provide effective treatment (mineralization) of organic carbon that naturally found in raw water. In the first part of the thesis, experimental studies were conducted to examine the effects of the initial oxidant concentration on the process efficiency. The principles of application of the processes were determined on the basis of selected variables, considering the total organic carbon (TOC) removal efficiencies, residual oxidant concentration and alteration of UV254. The applicability of PS and PMS oxidants for TOC removal were compared by applying PS/UV-C and PMS/UV-C processes. In the second step of the study, it was aimed to determine the changing particle sizes during oxidation applications. Accordingly, PSD analyzes were performed on the raw water and the effluent sample of PS/UV-C and PMS/UV-C treatment processes. Therefore, treatment efficiency of each particle size was determined during oxidation processes. In raw water that come from a drinking water treatment plant with an original TOC concentration of approximately 5 mg/L, at the original pH of the solution (̴ 8.3) and an initial PS and PMS concentration of 0.1-1.0 mM range has been studied in order to specify the effect of initial concentration of oxidant on the mineralization processes. TOC, PS, pH and UV254 measurements are realized in the samples taken from specific time intervals (initial, 15th, 30th, 60th minute) during the reaction. According to the experimental studies, it was observed that organic carbon was effectively removed (55% and 64%) during the reaction time (60 minutes) by using both of PS/UV-C and PMS/UV-C photochemical advanced oxidation processes at an initial oxidant concentration of 1.0 mM and at pH 8.3. In addition, these results were confirmed by PSD analysis of raw and treated water by using PS/UV-C and PMS/UV-C processes. In sum, it was concluded that sulphate radical-based photochemical advanced oxidation processes can effectively remove organic carbon in natural waters under appropriate reaction conditions.
-
ÖgeQuorum quenchıng membran biyoreaktörlerde kullanılan immobilizasyon medyalarında malzeme tercihinin etkisinin incelenmesi(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2023-11-14)Geleneksel aktif çamur sistemleri uzun yıllar kullanılarak günümüze kadar ulaşmıştır. Geleneksel aktif çamur sistemlerini kullanan arıtma tesisleri artan nüfus yoğunluğu, alan ihtiyacı gibi nedenlerden dolayı gelişmeye ve farklılaşmaya açık hale gelmiştir. Günümüzde en çok kullanılan yenilikçi atık su arıtma sistemleri arasında membran biyoreaktörler (MBR'ler) yer almaktadır. MBR sistemleri geleneksel aktif çamur sistemlerine kıyasla daha az alanda, yüksek çıkış su kalitesi sunmaktadır. MBR'lerin kullanımın yaygınlaşması çeşitli konfigürasyonları da beraberinde getirmiştir. Bu konfigürasyonların meydana gelmesinde en önemli etkenlerden biri membranların tıkanma problemidir. Membranlarda biyotıkanma membran ömrünü azaltarak maliyeti artıran bir etkendir. Biyotıkanma problemi ele alınarak tasarlanan Quorum Quenching MBR, klasik MBR modeline kıyasla daha avantajlı işletme süreci sağlamaktadır. Bakteri hücreleri, popülasyon arttıkça çevrelerinde biriken, genellikle yayılabilen, düşük moleküler ağırlıklı sinyal molekülleri üretir. Molekül konsantrasyonu bir eşik değerini aştığında, sinyal yolları aktive olur ve bakteriler, popülasyon boyunca uyumlu bir şekilde gen ekspresyonunu değiştirerek ve fizyolojik süreçleri modüle ederek yanıt verir. Bu tür hücreler arası iletişimin iyi karakterize edilme durumuna "Yetersayı Etkisi/Quorum Sensing (QS)" denir. Yenilikçi bir yaklaşım olan "Yetersayı Etkisinin Azaltılması/Quorum Quenching (QQ)" yaklaşımı ile membran biyotıkanmasını geciktirmenin mümkün olduğu görülmüştür. Yetersayı etkisi adı verilen bakteriler arasındaki iletişimi sağlayan mekanizmayı bozmaya yönelik çalışan QQ mekanizması ile bakterilerin membran üzerinde birikmesi ve kek tabakasını oluşturması önlenir. QQ mekanizması 3 yol ile sağlanır. Bunlar; sinyal moleküllerinin sentezlenmesinin engellenmesi, sinyal moleküllerinin algılanmasının engellenmesi, ortamdaki sinyal moleküllerinin degredasyonudur. Tez kapsamında sinyal moleküllerinin degredasyonu sağlanarak QQ mekanizması gerçekleştirilmiştir. QQ mekanizmasını sağlayan bakterileri atık su bulunan ortamına ilave edebilmek için koruma sağlayan bir immobilizasyon medyasının kullanılmasının uygun olduğu literatürde yapılan çalışmalar neticesinde görülmüştür. Tez çalışması kapsamında QQ aktivitesine sahip bir bakteri türü olan Rhodococcus sp. BH4 kullanılmıştır. Bakteri çoğaltılarak farklı medyalara immobilize edilmiştir. Üretilen medya çeşitleri optimize edildikten sonra çeşitli analizlerden geçirilmiştir. Bu analizler ile medyanın dayanımı, fiziksel yapısı, kimyasal yapısı gibi konular ön plana çıkarılmıştır. Tez kapsamında yapılan çalışmalar neticesinde avantaj sağlayan immobilizasyon medyasının bulunması ilerleyen çalışmalar açısından önem taşımaktadır.
-
ÖgeInvestigation and assessment of environmental noise arising from railways: The case of Marmaray(Graduate School, 2022-05-23)Today, the rapid population growth and the developing technology in the world lead to the depletion of resources and environmental pollution in global scale. Taking precautions becomes important in order to reduce the environmental pollution day by day. For this purpose, detailed studies are carried out on the prevention, reduction and disposal of major environmental pollutions such as soil, water, air and noise, which have become one of the most important problems in the world. The high population of the cities, the development of technology and transportation facilities have revealed the noise problem in city life. Noise is one of the main problems that reduce the life quality and affecting people's health negatively. For this reason, studies on noise around the world have been emphasized. Strategies for detecting the noise from any sources and taking precautions at the sources, transmission path and receiver are developed. In this context, noise measurements, noise calculations and the creation of noise models are among the studies that have come to the fore recently. Railway transportation has come to the fore in recent years as a highly sustainable transportation option with less energy consumption, less space needed for construction, less energy use during its operation and low amount of CO2 emitted into the atmosphere per capita. While the rail transportation in the city increases over time, the noise level caused by the railway also increases. Railroad noise is an intermittent noise, as it occurs during the passage of a train. The variation in this type of noise varies depending on the length, speed, weight of the train and the train transit time. In recent years, investment in railways has increased in Turkey rapidly, and rail system networks have been renewed. The increase in the need for and investment in railway transportation in Istanbul, the most populated city in Turkey, has led to the need to examine the noise originating from the railway in the region. Accordingly, the aim of this thesis is to examine and evaluate the environmental noise between Erenköy-Küçükyalı stations on the Gebze-Halkalı railway line. In this context, in the thesis study, first of all, sources of railway noise, factors affecting railway noise, measures taken to prevent railway noise were mentioned, and then previous studies on the subject were summarized. Then, in the thesis study, the legislation related to noise in Europe and Turkey is mentioned. In the Environmental Noise Evaluation and Management Regulation, the limit values for indoor noise in the buildings located in the train stations and the study area are presented, and within the framework of the Regulation on the Protection of Buildings Against Noise, the sensitivity levels in accordance with the use of the buildings are summarized with the table taken from the regulation. The reason of selection of this area between Erenköy-Küçükyalı stations is the close location of the residences which is accepted as the sensitive areas specified in the Regulation on the Protection of Buildings Against Noise (RPBAN) around the railway. Within the scope of the thesis studies, environmental noise calculations at the railway line had been made the usage of the Dutch International Calculation Method (Reken – Meervoorscrift Railverkeer slawaai 96) wherein data consisting of the rail type used at the Marmaray line. In the thesis study, noise measurements were made at the selected Erenköy-Küçükyalı stations on the Marmaray line. In the thesis, Soundplan 4.1 model was used to create noise maps and calculate noise at receiver points. This version of the Soundplan Modeling Program is suitable for use in small areas. In order to create the model of the region, the current maps obtained from the Istanbul Metropolitan Municipality were arranged and the height points were entered into the model and the topography of the region was processed into the model by creating a Digital Ground Model. Then, the buildings in the study area were entered into the model and the building heights were determined, and road information was assigned to the model in order to reflect the background noise found as a result of the measurements. The location of the noise barriers was determined in the field and entered into the model, the railway information was also processed into the model and the model results were obtained in the form of colored grid maps. In addition, by assigning receptor points around the stations, it has been determined whether the noise levels in the buildings are suitable according to the Environmental Noise Evaluation and Management Regulation or not. According to the noise measurement results made between Erenköy-Küçükyalı stations, when the adjustment factor used in the measurement results for the railway, which is foreseen in the ISO 1996-1 Standard, is taken as -6, the Leq calculated with long-time measurements is found as 59.2 dBA, while Leq of the background noise level is found as 65.7 dBA. In this case, it can be said that the dominant noise in the region originates from the highway in the background. Normally noise from railway and highway are very close to each other without adjustment factor; however, railway is accepted as less discomfort for people because it is intermittent noise. Lden value is calculated as 64.8 dBA with long-time measurements. According to the measurement, the Leq of train noise is calculated as 67.8 dBA and also Leq value calculated by the RMR-96 method gave the result of 67.8 dBA with -6 as adjustment factor. In railway line Lden interval is seen as 60-65 dBA at Erenköy region, 60-63 at Suadiye region, 63-66 dBA at Bostancı region, 63-66 dBA at Küçükyalı region in these grid maps. When the grid maps and Lden value calculated with long-time measurements are compared to each other, it can be said that this range is compatible the noise interval at grid noise maps. Accordingly, it has been determined that the noise levels at the stations are below the limit values in the Environmental Noise Evaluation and Management Regulation. For receiving points above the limit, noise barriers or velocity limits for trains can be applied.