Gül işleme atıksuyunun Chlorella sp. ile arıtımı ve sonrasında biyogübre ve sulama suyu açısından değerlendirilmesi
Treatment of rose processing wastewater by Chlorella Sp. and evaluation of effluent as biofertilizer and irrigation water
Yazar: ÖNDER UYSAL
Danışman: PROF. DR. KAMİL EKİNCİ
Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Tarım Makineleri ve Teknolojileri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Türkiye'de uçucu yağ üretiminin büyük kısmını "Rosa damascena" yağlık gülünden elde edilen gül yağı oluşturmaktadır. Gül yağı fabrikalarında prosesten kaynaklanan atıksular herhangi bir işleme tabi tutulmaksızın doğaya doğrudan boşaltılmakta veya biriktirme çukurlarında toplanmaktadır. Bu durum olumsuz çevresel koşullar yaratmaktadır. Bu tez çalışmasında, Chlorella sp. suşunun açık ve kapalı mikroalg sistemlerinde gülyağı işleme atıksuyunun biyolojik arıtımı, biyokütle eldesi, sulama suyu kalitesi, biyogübre ve üretim enerjileri açısından performansının değerlendirilmesi amaçlanmıştır

Bu tez çalışmasında gül işleme tesisi atıksuyunun Chlorella sp. mikroalg suşunun besin olarak değerlendirilmesi için öncelikle laboratuvar denemelerinde (iç ortam) inkübasyon dozajı belirlenmiştir. Sonra belirlenen doz, açık ve kapalı sistemlerde atıksu arıtımı ile biyogübre ve sulama suyu potansiyellerinin belirlenmesi için sera koşullarında (dış ortam) işletilen tübüler fotobiyoreaktör (T-FBR) ve kanal tipi havuz (RW) üretim sistemlerinde uygulanmıştır. 

İç ortam bulgularında Chlorella sp. mikroalg suşu için besin olarak gül işleme atıksuyu seçilmiş ve bu atıksuyun optimum dozu besi ortamı ve atıksuyun % 50 oranında uygulandığı G4 olarak belirlenmiştir. G4 dozu dış ortamda açık ve kapalı sistemlerde 8 gün boyunca besin olarak kullanılmıştır. Dış ortamda yürütülen testlerde RW sisteminde % 61.76 KOİ giderimi sağlanırken aynı sistem için % 78.75 BOİ5 giderimi sağlanmıştır. T-FBR sisteminde ise % 53.03 KOİ giderimi sağlanırken BOİ5 için % 60'lık bir giderim elde edilmiştir. RW sisteminde % 16.8, T-FBR sisteminde % 7.8 oranında NO3 giderim sağlanmıştır. NO3-N açısından RW sisteminde % 17.1, T-FBR sisteminde ise % 8.7 oranında giderim sağlanmıştır. NH4-N giderimi RW sisteminde % 67, T-FBR sisteminde % 34.9 olarak bulunmuştur. 

Bu tez çalışmasında elde edilen bulgular doğrultusunda atıksu arıtımının en önemli parametrelerinden olan KOİ ve BOİ5 giderimi için en iyi sonuç RW sisteminde tespit edilmiştir. Aynı zamanda bu sistemden elde edilen atıksuyun sulama suyu açısından yüksek tuzlu-düşük sodyumlu C3-S1 sınıfında yer aldığı tespit edilmiştir. Biyogübre potansiyeli açısından değerlendirildiğinde ise en iyi sonucu T-FBR sistemi vermiştir.

Göller Yöresi ekonomisine en önemli girdiyi sağlayan ve giderek gelişen gül sektörünün çıktısı olan gül işleme atıksuyunun biyolojik olarak arıtımı sonrasında, katma değeri yüksek biyogübre ve sulama suyu elde edilmiştir. Sonuç olarak, bu tez çalışmasında KOİ, BOİ5, NO3, NO3-N ve NH4-N giderim oranları ve sulama suyu açısından RW sisteminde en iyi sonuçlar elde edilirken, T-FBR sisteminde biyogübre açısından en iyi sonuç elde edilmiştir.

Abstract:
The majority of the essential oil produced in Turkey constitutes the rose oil obtained from "Rosa damascena". In the rose oil plants, the process wastewater is discharged directly into the nature or collected in the accumulation pounds without any treatment. This creates adverse environmental conditions. In this study, treatment of rose processing wastewater by chlorella sp in open and closed microalgae cultivation systems and evaluation of process performance in terms of treatment effectiveness, algal biomass production, quality of irrigation water, biofertilizer, and production energies were determined. In this thesis, the optimum dosage of the rose processing wastewater for biological treatment was determined as the nutrient for Chlorella sp. microalgae strain indoor condition. Then, the determined dose was applied to the tubular photobioreactor (T-FBR) and race-way (RW) cultivation systems operated in greenhouse conditions (outdoor) to determine the wastewater treatment and biofertilizer and irrigation water potentials in open and closed systems.

Findings for the indoor conditions showed that G4, 50 % of which the cultivation media comes from rose processing wastewater, was determined as the optimum dose as the nutrient for Chlorella sp. for microalgae strain. G4 dose was used as nutrient for 8 days in open and closed systems.

At the end of the experiment conducted in the outdoor condition, 61.76 % COD removal was provided in the RW and 78.75 % BOD5 removal was achieved for the same system. In the T-FBR, 53.03 % COD removal was achieved and 60 % removal was obtained for BOD5. A reduction of 7.8% in the T-FBR system was achieved for NO3. For NO3-N, 17.1% reduction in RW system and 8.7% reduction in T-FBR system was maintained. The NH4-N removal was 67% in the RW system and 34.9% in the T-FBR system.

It was concluded that the best result was obtained from RW cultivation system in terms of COD and BOD5 removal. At the same time, the irrigation water obtained from this system was found to be in the C3-S1 class in terms of irrigation water. When evaluated in terms of biofertilizer potentials, T-FBR system gave the best result.


High value added biofertilizer and irrigation water have been obtained from the rose processing wastewater after the treatment, which is the output of the growing rose sector, which is the most important input to the economy of the Lakes Region. In conclusion, RW is preferred cultivation system in terms of COD, BOD5, NO3, NO3-N and NH4-N, while the T-FBR system was determined to be better than RW system in terms of biofertizer potential.