Farklı renk ışık kaynağı kullanılarak salvinia natans ve su mercimeği (Lemna minor) bitkilerinin gül atık suların arıtımında kullanılabilirliği
Usability of salvinia natans and duckweed (Lemna minor) plants i̇n rose wastewater treatment usi̇ng different color light sources
Yazar: PERİHAN KÜÇÜK
Danışman: DOÇ. DR. ÖZLEM SELÇUK KUŞÇU
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Türkiye'de gül işleme tesislerinde gül çiçekleri işlenirken açığa çıkan gül atık suyu büyük bir problem haline gelmektedir. Tesislerde oluşan atık su herhangi bir arıtma işlemi görmeden biriktirme çukurlarında toplanarak doğaya doğrudan verilmektedir. Bu çalışmada gül işleme endüstrisinde, gül çiçekleri işlenirken açığa çıkan gül atık suyunun, Salvinia natans (su eğreltisi) ve Lemna minör (su mercimeği) su bitkileri ile doğal arıtımı araştırılmıştır. Bu tez kapsamında yüksek kirlilik içeren gül atık suyunun farklı renk LED ışıklar ile belirlenen su bitkileri kullanılarak, arıtma performansının belirlenmesi amaçlanmıştır. Çalışma sisteminde yeşil, beyaz, sarı, mavi, kırmızı ve karanlık ortam olmak üzere 6 farklı renk ortamı kullanılmıştır. Çalışma 20OC'de Salvinia natans ve Lemna minör olmak üzere iki farklı su bitkisi ile gerçekleştirilmiştir. Çalışma dört aşamadan oluşmaktadır.

Birinci aşamada Salvania natans ve Lemna minör bitkileri çalışmada kullanılmış ve bitkilerin 14 günlük arıtım performansları karşılaştırılmıştır. Birinci çalışmada 14 günün sonunda beyaz ışık altında Salvania natans bitkisi ve lemna minör bitkilerinin KOİ giderimleri sırasıyla %69 ve %44; ÇKOİ sırasıyla %71 ve %46 olarak bulunmuştur. Azot ve fosfor giderim verimleri Salvinia natans bitkisi için sırasıyla %72 ve %83; Lemna minör için sırasıyla %65 ve %66 olarak elde edilmiştir. Salvania natans bitkisinde daha iyi arıtım gerçekleştiği için diğer çalışmalarda Salvania natans bitkisi kullanılmıştır.

İkinci aşamada farklı renk ışık ortamlarında Salvinia natans bitkisi ile ham gül atık suyunun gül atık suyunun optimum bekleme süresi belirlenmiştir. Optimum bekleme süresi 14 gün olarak belirlenmiş ve bu bekleme süresinde maksimum giderim elde edilmiştir. 14. Günün sonunda beyaz ışık altında KOİ ve ÇKOİ giderim verimi %68 ve %72 olarak bulunmuştur.

Üçüncü aşamada ham gül atık suyunun kademeli olarak arıtımı incelenmiştir.  Ham gül atık suyu Salvania natans bitkisi ile önce 14 gün, sonra 7 gün çalışılmış ve 20 günlük arıtım süresi sonunda arıtım veriminde artış gözlenmiştir. Beyaz ışık altında 20. günün sonunda %74 KOİ giderimi görülmüştür. 20. günün sonunda elde edilen azot ve fosfor giderim verimleri ise sırasıyla %74 ve %80 olarak bulunmuştur.

Dördüncü aşamada asit krakink işlemi görmüş gül atık suyunun (Ph=2) Salvinia natans bitkisi ile arıtımı incelenmiştir. 14. günün sonunda beyaz ışık altında KOİ ve ÇKOİ giderim verimleri sırasıyla %15 ve %15 olarak bulunmuştur. Asidik atık su olmasına rağmen bitki atık suyu arıtmıştır. Maksimm KOİ ve ÇKOİ verimi görülen 8. günün sonunda, beyaz ışık için giderim verimi sırasıyla %29 ve %27 olduğu bulunmuştur.

Çalışma sonucunda gül atık suyunun Salvinia natans ve Lemna minör ile LED ışık altında arıtılabileceği görülmüştür. Salvinia natans bitkisinin daha iyi arıtım gerçekleştirdiği tespit edilmiştir. Kademeli arıtım yapılarak verimde artış gözlenmiştir. Tüm çalışmalarda beyaz ışık diğer ışık renklerine göre daha iyi arıtım göstermiştir.

Abstract:
Rose wastewater which is released from rose flowers in rose processing plants becomes a major problem in Turkey. Wastewater stream is collected in collection pits without any treatment process and discharged to nature. In this study, the natural treatment of rose wastewater, which is released during the processing of rose flowers in the rose processing industry, was investigated with aquatic plants Salvinia natans (water fern) and Lemna minor (duckweed). Within the scope of this thesis, it is aimed to determine the treatment performance of highly polluted rose wastewater by using aquatic plants determined by different color LED lights. In experiment setup 6 different color environments were used, namely green, white, yellow, blue, red, and dark media. The study was carried out with two different aquatic plants, Salvinia natans and Lemna minor, at 20°C. The study consists of four stages.

In the first stage, Salvania natans and Lemna minor plants were used in the study and the 14-day treatment performances of the plants were compared. In the first study, COD removal of Salvania natans and lemna minor plants under white light at the end of 14 days were 69% and 44%, respectively; dissolved COD was found to be 71% and 46%, respectively. Nitrogen and phosphorus removal efficiencies were 72% and 83%, respectively, for Salvinia natans; for Lemna minor, 65% and 66% were obtained, respectively. Salvania natans plant has been used in other studies because of better purification in Salvania natans plant.

In the second stage, the optimum waiting time of the rose wastewater of the Salvinia natans plant and the raw rose wastewater was determined in different color light environments. The optimum waiting period was determined as 14 days and maximum removal was obtained during this waiting period. At the end of the 14th day, the COD and dissolved COD removal efficiency was found to be 68% and 72% under white light.

In the third stage, the gradual treatment of raw rose wastewater was investigated. Raw rose wastewater was studied with Salvania natans plant for 14 days and then for 7 days, and an increase in treatment efficiency was observed at the end of the 20-day treatment period. At the end of the 20th day under white light, 74% COD removal was observed. Nitrogen and phosphorus removal efficiencies obtained at the end of the 20th day were found to be 74% and 80%, respectively.

In the fourth stage, the treatment of acid cracked rose wastewater (pH=2) with Salvinia natans plant was investigated. At the end of the 14th day, the COD and dissolved COD removal efficiencies were found to be both 15%, under white light. Despite being acidic wastewater, the plant treated wastewater. At the end of the 8th day, when the maximum COD and dissolved COD efficiency were observed, the removal efficiency for white light was found to be 29% and 27%, respectively.

As a result of the study, it was seen that rose wastewater can be treated with Salvinia natans and Lemna minor under LED light. It has been determined that Salvinia natans plant performs better purification. An increase in yield was observed by making gradual treatment. White light showed better purification than other light colors in all samples.