Hayvansal atıksulardan kimyasal çöktürme yöntemi ile nutrient geri kazanımı
Nutrient recovery from animal wastewater using chemical precipitation method
Yazar: ZEHRA ÇOBAN
Danışman: PROF. DR. AHMET DEMİR
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Çevre Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Hayvansal atıklar = Animal wastes ; Katı atıklar = Solid wastes ; Yıldız Teknik Üniversitesi = Yıldız Technical University ; Çevresel sürdürülebilirlik = Sustainable environment

Özet:
Son yıllarda küresel iklim değişikliğinin etkileri yoğun olarak hissedilmekte olup gıda temini, temiz suya erişim, kısıtlı doğal kaynaklar gibi birçok sorunla karşılaşılmaktadır. Bu konularla doğrudan ilişkili olarak alternatif ham madde arayışında hem var olan yüzey sularının korunması hem de artmakta olan gıda ihtiyacına sürdürülebilir çözüm olarak nütrient geri kazanımı öne çıkmaktadır. Özellikle arıtım için ekstra maliyet ve iş yükü getiren hayvancılık tesisi atıkları toprağı, suyu, havayı olumsuz etkilemektedir. Hayvancılık tesisi atıksuları nütrient bakımından oldukça zengin kaynaklardır. Bu atıksulardan nütrient geri kazanımı ile atıkların çevreye olan olumsuz etkilerinin azaltılması ile arıtma tesisi işletim maliyetlerinin yanı sıra tesis içi problemlerin (tıkanma, çamur vb.) azaltılması da hedeflenmektedir.
Bu çalışmada süt besiciliği yapılan hayvansal üretim tesisi atıksularından nütrient giderimi ile birlikte struvit formunda gübre niteliği taşıyan ürün geri kazanımı çalışmaları gerçekleştirilmiştir.
Çalışmanın kavramsal çerçeve bölümünde hayvansal atıksular, bu atıksuların özellikleri, hayvansal atıksu yönetimi ve nütrient geri kazanımı hakkında bilgiler verildikten sonra geri kazanım için kullanılan ön işlemler ve kitosan ile ön işlem uygulamaları açıklanmıştır. Literatür çalışmalarının devamı olarak struvitin yapısal özellikleri, struvit kullanım nedenleri, struvit oluşumunu etkileyen parametreler ve literatürde yer alan bazı struvit çalışmaları derlenmiştir. Materyal ve metod bölümünde uygulanan yöntemler verilmiş olup ham atıksu ve ön işlemli atıksu karakterizasyonu, farklı zamanlarda alınan hayvansal atıksular ile struvit oluşumu denemeleri ve pH, molar konsantrasyon, sıcaklık, yabancı iyon etkisi optimizasyon çalışmaları yapılmıştır. Bulgular ve tartışma bölümünde optimizasyon çalışmaları sonucu elde edilen giderim verimleri ve struvit karakterizasyon analizlerinden elde edilen sonuçlar paylaşılmıştır. Sonuç ve öneriler kısmında elde edilen sonuçlar özetlenerek gelecekteki çalışmalar için öneriler geliştirilmiştir.

Abstract:
In recent years, the effects of global climate change have been felt intensely and many problems such as food supply, access to clean water and limited natural resources have been encountered. In the search for alternative raw materials directly related to these issues, nutrient recovery stands out as a sustainable solution to both the protection of existing surface waters and the increasing need for food. Livestock facility wastes, which bring extra cost and workload especially for treatment, negatively affect soil, water and air. Livestock facility wastewaters are very rich sources of nutrients. With the recovery of nutrients from these wastewaters, it is aimed to reduce the negative effects of wastes on the environment and to reduce treatment plant operating costs as well as in-plant problems (clogging, sludge, etc.).
In this study, nutrient removal and recovery of fertilizer product in the form of struvite from dairy animal production facility wastewater were carried out.
In the conceptual framework section of the study, information on animal wastewater, their properties, animal wastewater management and nutrient recovery was given, followed by the pretreatments used for recovery and pretreatment applications with chitosan. As a continuation of the literature studies, structural properties of struvite, reasons for the use of struvite, parameters affecting the formation of struvite and some struvite studies in the literature were reviewed. In the materials and methods section, the methods applied are given and the characterization of raw wastewater and pretreated wastewater, struvite formation experiments with animal wastewater taken at different times and optimization studies of pH, molar concentration, temperature, foreign ion effect were carried out. In the results and discussion section, the removal efficiencies obtained as a result of optimization studies and the results obtained from struvite characterization analyses were shared. In the conclusion and recommendations section, the results obtained were summarized and recommendations for future studies were developed.