Kentsel atıksudan adsorpsiyon ve membran filtrasyon prosesleri ile mikrokirleticilerin giderimi
Removal of micropollutants from urban wastewater by adsorption and membrane filtration processes
Yazar: BUKET ERGİN
Danışman: PROF. DR. NURAY ATEŞ
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Bu çalışmanın amacı, Kayseri İleri Biyolojik Atıksu Arıtma Tesisi (KİBAAT) atıksularında mikrokirleticilerin varlığının tespiti, mikrokirleticilerin arıtılması için adsorpsiyon ve membran filtrasyon proseslerlerinin performanslarının değerlendirilmesidir. Tez çalışmaları, mikrokirleticilerin arıtma tesisinde 1 yıl süre izlenmesi, adsorpsiyon ve membran filtrasyon prosesleri ile arıtım çalışmaları olmak üzere 3 aşamada gerçekleştirilmiştir. İzleme çalışmalarında tesis çıkışından 12 ay boyunca numuneler alınmış, 21 adet farklı mikrokirleticinin varlığı ve miktarı test edilmiştir. Adsorpsiyon prosesinde, ticari aktif karbon ile mikrokirletici gideriminde kinetik ve izoterm terstleri 4oC ve 24oC sıcaklıklarda gerçekleştirilmiştir. Membran çalışmalarında, NF90, NF270 ve BW30 membranlarının akı gelişimi ve mikrokirletici performansları 10 ve 20 bar basınç altında değerlendirilmiştir. İzleme çalışmaları sonucunda atıksu arıtma tesisi çıkış sularında en yüksek mikrokirletici konsantrasyonu 0,08 µg/L ile 4,4 DDE ve toplam DDT olarak tespit edilirken, en düşük konsantrasyon 0,01 µg/L'nin altında dieldrin olarak belirlenmiştir. Adsorpsiyon çalışmalarında %92,5 ile en yüksek giderim oranı parametilen, %47 ile en düşük giderim verimi alfaendosülfon'da sağlanmıştır. Mikrokirleticilerin adsorpsiyonunun PİD kinetik, Freundlich izoterm ve partikül içine difüzyon modelleri ile uyumlu olduğu belirlenmiştir. Membran filtrasyon ile giderim çalışmalarında her 3 membran filtrede de alfaendosülfon giderimi %99'un üzerinde belirlenirken diğer tüm kirleticilerin gideriminin %50'nin üzerinde olduğu sonucuna ulaşılmıştır.
Anahtar Kelimeler: Mikrokirleticiler, aktif karbon, adsorpsiyon, membran filtrasyon, atıksu arıtımı.

Abstract:
The aim of this study is to determine the presence of micropollutants in the wastewater of Kayseri Advanced Biological Wastewater Treatment Plant (KİBAAT), and to evaluate the efficiency of adsorption and membrane filtration processes in removal studies. The thesis studies were carried out in 3 stages: monitoring of micropollutants in the treatment plant for 1 year, adsorption and membrane filtration processes and purification studies. During the monitoring studies, samples were taken from the plant exit in 12 months and the presence and amount of 21 different micropollutants were tested. Commercial activated carbon was used in the adsorption process, and kinetic and isotherm tests were carried out at 4oC and 24oC for micropollutant removal. In membrane studies, 2 NF (NF90, NF270) and RO (BW30) membranes were operated under 10 and 20 bar pressure. As a result of the monitoring studies, the highest concentration of micropollutant in the wastewater treatment plant effluent was determined as 0.08 µg/L and 4.4 dde and total ddt, while the lowest concentration was determined as dieldrin, which was below the detection value of 0.01 µg/L. In adsorption studies, para-methylene had the highest removal rate with 92.5%, and alfaendosulfone had the lowest removal rate with 47%. It was determined that the adsorption complies with the PSO kinetic equations, the Freundlich isotherm and the intra particular diffusion models. In the removal studies by membrane filtration, alphaendosulfone removal was determined over 99% in all 3 membrane filters, while it was concluded that the removal of all other pollutants was greater than 50%.
Keywords: Micropollutants, activated carbon, adsorption, membrane filtration wastewater treatment.