Membran biyofilm reaktöründe tetrasiklin giderimi
Removal of tetracycline by using membrane biofilm reactor
Yazar: BANU TAŞKAN
Danışman: PROF. DR. HALİL HASAR
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Tetrasiklinler, insan ve özellikle çiftlik hayvanlarının hastalıklarını önlemek ve gelişimlerini artırmak için kullanılan antibiyotiklerdendir. Günümüzde artan hayvan yetiştiriciliği faaliyetleri sonucu su ortamlarında önemli ölçüde antibiyotik kirliliği oluşmuştur. Özellikle insan kaynaklı antibiyotiklerden olan tetrasiklinler, atıksu arıtma tesislerinde yüksek dirençlerinden dolayı parçalanamamakta ve ancak az bir kısmı giderilebilmektedir. Yapılan bu tez çalışmasında, hidrojen ve oksijene dayalı membran biyofilm reaktör (MBfR) sisteminde tetrasiklin giderimi araştırılmıştır.
Tetrasiklin bileşiğinin biyolojik indirgenme mekanizmasını anlamak için MBfR sisteminde elektron verici olarak H2, birincil elektron alıcı olarak nitrat ve ikincil elektron alıcı olarak tetrasiklin kullanılmıştır. Çalışmada elde edilen en yüksek tetrasiklin giderimi % 85 iken, denitrifikasyon verimi % 99'un üzerinde gerçekleşmiştir. Reaktörde herhangi bir şekilde nitrit birikimi görülmemiştir.
Tetrasiklinlerin biyolojik oksidasyon mekanizmasını anlamak için ise elektron alıcı olarak O2, birincil elektron verici amonyum ve ikincil elektron verici olarak tetrasiklin kullanılmıştır. Çalışmada elde edilen en yüksek tetrasiklin giderimi yaklaşık % 70'tir. Reaktörde nitrifikasyon süreci etkili bir şekilde gerçekleşmiş ve maksimum verim değeri % 99 olarak tespit edilmiştir.
Anahtar Kelimeler: Membran biyofilm reaktörü, Oksijen, Hidrojen, Elektron verici, Elektron alıcı, Tetrasiklin, Nitrifikasyon, Denitrifikasyon.

Abstract:
Tetracyclines are one of the antibiotics used to prevent the diseases and improve the development of human and animals. Nowadays, as a result of increased animal husbandry activities the antibiyotic pollution has considerably occured in the aquatic environment. Especially human origin tetracyclines can not be degraded and partially removed from water because of the high resistance in the wastewater treatment plants. In this study, removal of tetracyclines were investigated by using hydrogen and oxygen-based membrane biofilm reactors (MBfR).
For better understanding the mechanism of biological degradation of tetracycline in H2-based membrane biofilm reactor system, nitrate and tetracycline were used as the primary and secondary electron acceptor, respectively, while H2 was used as electron donor.  The maximum removal efficiency of tetracycline obtained in the H2-MBfR  reached  % 85 as NO3--N removal was generally higher than 99 %. Nitrite accumulation was not observed in the reactor.
In order to understand the oxidation mechanism of tetracycline in O2-based membrane biofilm reactor system, O2 was used as electron acceptor, ammonium as primary electron donor and tetracyclines as second electron donor. Maximum TC removal during the operation was approximately % 70 as nitrification process was effectively carried out to be higher than 99% in the reactor.
Key Words: Membrane biofilm reactor, Oxygen, Hydrogen, Electron donor, Electron acceptor, Tetracycline, Nitrification, Denitrification.