Farklı filtre malzemelerinin evsel atık sulardan besin elementi ve ağır metal giderim performansı
Nutritient and heavy metal removal performance of different substrate materials from wastewaters
Yazar: FURKAN ÖMER KANARYA
Danışman: PROF. DR. ZEKİ GÖKALP
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyosistem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Ziraat = Agriculture
Dizin: Ağır metaller = Heavy metals ; Kolon = Colon ; Zeolitler = Zeolites

Özet:
Ağır metaller hem çevreyi hem de canlı varlığını tehdit eden elementlerdir. Su kaynaklarında bulunduklarında ise özellikle tarımsal sulama ile tarımsal ürünlere bulaşarak insan sağlığını olumsuz yönde etkilemektedirler. Atık suların arıtılmadan alıcı ortamlara deşarj edilmemesi gerekmemektedir. Atık suların kırsal alanlarda arıtılabilmeleri için düşük maliyetleri sebebiyle yapay sulak alanlar inşa edilmektedir. Bu alanlar bünyelerinde bulundurdukları sucul bitkiler ve filtre materyalleri ile atık sulardan çeşitli kirleticileri uzaklaştırmaktadır. Yürütülen bu çalışmada ise filtre materyali olarak kullanılabilme olanağı olan zeolit ve pumis materyalinin atık sulardan farklı ağır metallerin (Cd, Co, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb ve Zn) giderilme etkinlikleri tespit edilmeye çalışılmıştır. Çalışma yapay sulak alanları temsilen pilot ölçekli olarak kolon denemeleri şeklinde yürütülmüştür. Çalışmada materyaller yalın halleri ile her bir deneme için 100 cm3 hacimde kullanılmıştır. Çalışma, materyallerin etkinliklerini daha sağlıklı bir biçimde tespit edebilmek amacıyla farklı pH derecesine sahip atık sular (5 ve 7), farklı akış hızları (2.5, 5.0 ve 10 ml/dk), farklı derişime sahip sentetik atık sular (10, 25 ve 50 ppm), farklı örnekleme zamanları (3., 6., 12., 24. ve 48. saatler) kullanılarak 3 tekerrürlü olarak yürütülmüştür. Farklı örnekleme zamanlarında elde edilen süzüklerde pH, EC ve ağır metal tayini yapılmıştır. Çalışma ve analizler Erciyes Üniversitesi Ziraat Fakültesi Biyosistem Mühendisliği ile Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Bölümü laboratuvarlarında gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre düşük pH koşullarında ve kısa süreli işlemlerde pumis materyalinin daha etkin olacağı belirlenirken hem düşük hem de yüksek pH koşullarında uzun süreçli arıtma işlemlerinde zeolit materyalinin kullanılabileceği tespit edilmiştir.

Abstract:
Heavy metals pose serious threats on both the environment and living things. When they were found in water resources, they affect human health negatively by contaminating agricultural products, especially with agricultural irrigation. Wastewater should not be discharged into receiving environments without treatment. Just because of low construction, operation and maintenance costs, constructed wetlands are built for wastewater treatments in rural areas. Constructed wetlands remove various pollutants from wastewaters with the aquatic plants and substrate materials. Present thesis was conducted to determine heavy metal (Cd, Co, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb and Zn) removal efficiency of zeolite and pumice substrate materials (100 cm3) from wastewaters. Filter column tests were run under different pH (5 and 7) levels, flow rates (2.5, 5.0 and 10 ml/min), synthetic wastewater concentrations (10, 25 and 50 ppm) and sampling times (3rd, 6th, 12th, 24th and 48th hours) in 3 replications. Resultant leachates were subjected to pH, EC and heavy metal analyses. Analyzes were carried out in the laboratories of Erciyes University, Faculty of Agriculture, Department of Biosystems Engineering and Soil Science and Plant Nutrition. Present findings revealed that pumice material would be more effective at low pH conditions and in short-term treatments, while it was determined that zeolite material could be used in long-term treatment processes at both low and high pH conditions.