Integration of a membrane bioreactor to nanofiltration/reverse osmosis for treatment of emerging pharmaceuticals in domestic wastewater
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, ÇEVRE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2021
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: RAGHAD ASAD KADHIM ALOBAIDI
Danışman: Özer Çınar
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Konvansiyonel biyolojik arıtma tesisleri, temel kirleticileri giderebilse de, inatçı kirleticilerin giderilmesinde etkisiz oldukları tespit edilmiştir. Membran biyoreaktörler, geleneksel biyolojik arıtma proseslerine kıyasla daha iyi atık su kalitesi ve düşük çamur üretimi gibi avantajlara sahip olması sebebiyle gelecek vaat eden bir teknoloji olarak kabul edilmektedir. Bu çalışmada, farklı solid retention time (SRT – Katı bekletme süresi) altında membran biyoreaktörler ile farmasötik bileşiklerin giderimi araştırılmıştır. SRT'nin farmasötiklerin bozundurulması üzerindeki etkisi 20, 30 ve 40 günlük SRT kullanılarak her biri için 96 gün boyunca izlenmiştir. SRT'nin 40 gün olduğu çalışmanın, farmasötiklerin bozundurulması açısından optimum performansa sahip olduğu bulunmuştur. Seçilen her bir SRT için gözlemlenen kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ) giderim verimleri, kararlı durum koşullarında %96'dan daha yüksekti. En yüksek bozundurma verimi parasetamol için gözlendi ve en yüksek bozundurma veriminden en düşüğe doğru Parasetamol, Ranitidin, Atenolol, Bezafibrat, Diklofenak, Karbamazepin olarak sıralanabilir. Farmasötiklerin biyolojik olarak parçalanabilirliğini anlamak için phylum düzeyindeki mikrobiyal topluluk da analiz edildi. Farmasötiklerle 96 gün sonra proteobakteri phylumun %46.8'den %60.0'a yükseldiği fark edildi. Parasetamol, karbamazepin ve atenolol'ü metabolize edebilen Actinobacteria sınıfı da ilaç eklendikten sonra %9.1'den %17.9'a yükseldiği gözlenmiştir. Atık su numunelerinde diklofenak, bezafibrat ve karbamazepine ait yan ürünler tespit edilmiştir. Transmembran basıncı TMP, tüm çalışma periyodu boyunca izlendi ve 20 günlük SRT fazı boyunca, hem 0.2 µm hem de 0.45 µm membranlar için kirlenmenin, 30 ve 40 günlük SRT fazlarında meydana gelen kirlenmeden çok daha sık ve daha hızlı meydana geldiği gözlemlendi. Bunun nedeni, SRT düşürülürken SMP ve EPS değerlerinin artması olabilir. NF270, NF90 ve RO membranlarına MBR tedavisinin kombinasyonu, dört farmasötik maddenin (parasetamol, ranitidin, atenolol ve bezafibrat) tespit sınırlarının altına düşmesiyle sonuçlandı. Ek olarak, BW30 RO membranı MBR prosesi ile birleştiğinde, diklofenak ve karbamazepin için bozundurma veriminin, sırasıyla yaklaşık %86 ve %82 olduğu ve, diğer membran kombinasyonlarından daha yüksek olduğunu belirtmekte fayda vardır. Anahtar Kelimeleri: Membran Biyoreaktör, Ilaçlar, yan ürünler, Katı Tutma Süresi, Katı Faz Ekstraksiyonu