Kıyılardan toplanan makroalglerin faydalı ürün olarak değerlendirilmesi: İstanbul örneği
Conversion of waste macroalgae collected from coastal area into useful products: The case of İstanbul
Yazar: HÜLYA CİVELEK YÖRÜKLÜ
Danışman: PROF. DR. AHMET DEMİR
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Çevre Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Sanayi devriminin ardından artan nüfusun ve taleplerin karşılanabilmesi için süregelen kaynak arayışları, döngüsel ekonomiyi destekleyerek yeni üretim mekanizmalarının oluşmasında etkin rol almıştır. Atık kategorisinde ele alınan malzemelerin ekonomiye kazandırılmasını da kapsayan döngüsel ekonomi anlayışı; hammadde ve ürünlerden maksimum faydanın sağlanmasını ve atık oluşumunu azaltarak çevresel sorunların önlenmesini hedefleyen atık yönetimi hiyerarşisini de destekler. Bu hiyerarşi, Sıfır Atık Projesi'nin hayata geçirilerek titizlikle takip edildiği ülkemizde de benimsenmiş, halihazırda "atık" kategorisinde ele alınan farklı malzemelerin hammadde olarak değerlendirilebilirliğinin önünü açmıştır. 
Marmara Denizi'nde oluşarak İstanbul kıyılarında birikim gösteren makroalgler (deniz yosunları) de bu atıklardan biridir. İSTAÇ A.Ş. tarafından düzenli olarak toplanan makroalglerin toplam ıslak ağırlığı yıllık 5.000 tonu bulmakta ve halihazırda düzenli depolama sahalarına gönderilerek bertaraf edilmektedir. Bununla birlikte, makroalglerin biyoplastikten gıda endüstrisine kadar çok geniş bir yelpazede hammadde olarak kullanıldığı bilinmektedir.
Bu tez çalışmasında İstanbul kıyılarında birikip önemli bir çevresel sorun haline gelen makroalglerin döngüsel ekonomiye farklı senaryolarla dahil edilerek biyoenerji, gübre, kompost ve biyoplastik üretiminde değerlendirilmesi ele alınmıştır. 
Atıkların geri kazanımı ile yüksek verimlilikle, yüksek ekonomik değere sahip, kolay üretilebilen ve ülke ekonomisi içinde kolay yer bulabilecek ürün üretiminin hedeflendiği bu çalışmada makroalglerin;
•	Yıllık oluşum miktarları, 
•	Mevsimsel karakterizasyonu ve biyolojik proseslerde kullanılabilirliği,
•	Biyogaz üretim potansiyeli ve kinetiği,
•	Anaerobik çürütücülerde yardımcı besin olarak kullanımının optimizasyonu, 
•	Biyoenerji üretim tesislerinde kullanımının ticarileştirme ön çalışmaların yürütülmesi ile,
•	Sıvı gübre üretiminde kullanımı, üretilen sıvı gübrenin optimizasyonu ve bitki gelişimine olan etkisi,
•	Kompost üretiminde kullanımı,
•	Biyoplastik üretiminde katkı maddesi olarak kullanılabilirliği ile
•	Sıvı gübre üretiminin pilot ölçekte gerçekleştirilerek ticari olarak kullanılabilir "fermente sıvı organik gübre" üretimi gerçekleştirilmiştir.
Yapılan çalışmalar neticesinde bu ürünlerin üretiminin yüksek verimle gerçekleşebildiği, İstanbul kıyılarından toplanan ve ıslak ağırlığı yıllık ölçekte 5.000 ton olan atık makroalglerin biyogaz üretiminde kullanılması halinde 144.000 m3 metan, sıvı gübre üretiminde kullanılması halinde 45.000 m3 sıvı gübre, kompost üretiminde kullanılması halinde 10.500 ton kompost ve yosun katkılı biyoplastik üretiminde kullanılması halinde 6.670 ton biyoplastik üretilebileceği tespit edilmiştir.
Anahtar Kelimeler: Makroalg, biyometan, sıvı yosun gübresi, kompost, biyoplastik

Abstract:
After the industrial revolution, the search for new resources has increased to meet the increasing population and demands. This quest played an active role in the formation of new production mechanisms by supporting the circular economy. The circular economy, which also covers the recycling of waste materials to the economy; supports the waste management hierarchy, aiming at ensuring maximum benefit from raw materials and products and preventing environmental problems by reducing waste generation. This hierarchy has also been adopted in Turkey, where "Zero Waste Project" has been meticulously followed and paved the way for the utilization of different materials currently handled in the "waste" category.
Macroalgae (seaweed), which are formed in the Marmara Sea and accumulate on the shores of Istanbul, is one of these wastes. The total wet weight of the macroalgae collected by İSTAÇ Co. reaches up to 5,000 tons per year and is currently landfilled. However, it is known that macroalgae can be used as raw materials in a wide range of industry from bioplastics to the food industry. In this thesis, accumulated macroalgae on the shores of Istanbul were included in the circular economy with different scenarios and valorized in bioenergy, fertilizer, compost, and bioplastics production. 
The production of products with high efficiency and high economic value, which can be easily produced and which can easily find a place in the national economy with the recovery of wastes were aimed. Within this scope:
•	Annual formation amounts,
•	Seasonal characterization and usability in biological processes,
•	Biogas production potential and kinetics,
•	Optimization of usage in anaerobic digesters as cosubstrate,
•	Carrying out pre-studies for the commercialization of its use in bioenergy production facilities,
•	Use in liquid fertilizer production, its effect on plant development and concentration optimization, 
•	Use in compost production,
•	Usability as an additive in bioplastics production of macroalgae and
•	Pilot scale production of liquid fertilizer for a commercially available "fermented liquid organic fertilizer" production was evaluated.
As a result of the studies carried out, macroalgae collected from the shores of Istanbul can be used to produce these value-added product productions. It has been determined that if waste macroalgae collected from Istanbul shores with a wet weight of 5,000 tons per year are used in biogas, liquid fertilizer, compost and bioplastic production, 144,000 m3 of methane, 45,000 m3 of liquid fertilizer, 10,500 tons of compost and 6670 tons of seaweed-added bioplastics can be produced, respectively.
Keywords: Macroalgae, biomethane, liquid seaweed extract, compost, bioplastic