İlaç aktif maddelerle yüklenmiş aktif karbonun biyorejenerasyonunda çamur yaşının etkisinin araştırılması
Investigation of the effect of sludge retention time on the biogeneration of activated carbon loaded with pharmaceutical active compounds
Yazar: İREM ASLIM
Danışman: DOÇ. DR. İLDA VERGİLİ
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında Diklofenak (DIC) ve Sulfametoksazol (SMX) ile yüklenmiş toz aktif karbonun (TAK) iki farklı çamur yaşında işletilen biyolojik sistemde biyorejenere edilebilirliği araştırılmıştır. Biyorejenerasyon denemeleri, hastane atıksuyunun arıtıldığı bir aerobik membran biyoreaktör sisteminden temin edilen aktif çamur (iki farklı çamur yaşında) ile yürütülmüştür. 30 çamur yaşında yürütülen biyorejenerasyon deneyi sonucunda DIC ve SMX için TAK biyorejenerasyon verimi sırasıyla %27,6 ve %12,9 bulunmuştur. DIC için çamur yaşı 60 günde yüksek çamura adsorpsiyon nedeniyle biyorejenerasyon belirlenememiştir. SMX için TAK biyorejenerasyon verimi 60 çamur yaşında %28,3 olarak hesaplanmıştır. SMX ile yüklenmiş TAK, 60 çamur yaşında daha iyi biyorejenere olmuştur. Biyorejenerasyonda konsantrasyon gradyanı ve enzimler etkin olan iki mekanizmadır. Her iki madde için de biyorejenerasyonun küçük bir kısmının (%1,6-4,6) konsantrasyon gradyanı ile gerçekleştiği ve biyorejenerasyonda hücre dışı enzimlerin etkin olduğu ortaya konmuştur (%95,4-98,4). Biyorejenerasyon verimleri ile abiyotik desorpsiyon verimleri arasındaki farklar çok belirgin bir şekilde yüksek bulunmuştur. Biyorejenerasyon, TAK'ın düşük desorbe edilebilirliğine rağmen enzimatik etkiler ile gerçekleşebilmiştir. Genel olarak çamur yaşına bağlı olarak enzimatik biyorejenerasyonun artma eğilimi gösterdiği söylenebilir. Bunun nedeninin artan çamur yaşında ilaç aktif maddelerine daha fazla adapte olmuş mikroorganizmaların bu bileşiklerin degredasyonunu kataliz edebilecek uygun hücre dışı enzimleri üretmesi olduğu söylenebilir. Sonuç olarak, çalışmamız koşullarında bir adet ağrı kesici – DIC ve bir adet antibiyotik – SMX için biyorejenere edilebilirlik ortaya konmuştur.

Abstract:
In this thesis, the bioregenerability of powder activated carbon (PAC) loaded with Diclofenac (DIC) and Sulfamethoxazole (SMX) was investigated at two different sludge ages. As a result of bioregeneration experiments carried out with activated sludge obtained from an aerobic membrane bioreactor system, in which hospital wastewater is treated, PAC bioregeneration yield for SRT 30 day was found to be 27,6% and 12,9% for DIC and SMX, respectively. For DIC, bioregeneration could not be determined due to high adsorption onto sludge at SRT 60 days. The PAC bioregeneration yield for SMX was found as 28,3% at SRT 60 days. In the case of SMX, bioregeneration was found higher at SRT 60 days. Concentration gradient and enzymes are two effective mechanisms in bioregeneration. It has been shown that a small proportion (1,6-4,6%) of the bioregeneration occurs with concentration gradient and extracellular enzymes are effective in bioregeneration (95,4-98,4%). The differences between bioregeneration yields and abiotic desorption yields were significantly higher. Despite the low desorbability of PAC for both pharmaceutical active compounds, bioregeneration was achieved by enzymatic effects. In general, it could be said that enzymatic bioregeneration tends to increase with increasing SRT. This may be due to the fact that microorganisms that are more adapted to the pharmaceutical active compounds produce suitable extracellular enzymes that can catalyze the degradation of these compounds. As a result, bioregenerability was demonstrated for one pain killer - DIC and one antibiotic - SMX, under the conditions of our study.