Fate and effect of polypropylene microplastics on anaerobic digestion processes of disintegrated sludges
Polipropilen mikroplastiklerin dezentegrasyon uygulanmış arıtma çamurlarının anaerobik çürütme süreçlerine etkileri ve bu süreçlerdeki akıbetlerinin incelenmesi
- Tez No: 977072
- Danışmanlar: PROF. DR. FAİKA DİLEK SANİN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Atıksu arıtma tesislerinde (AAT) sıklıkla bulunan mikroplastikler (MP) ağırlıklı olarak çamurda birikir. Polipropilen (PP) en sık tespit edilen MP'ler arasında yer almasına rağmen, anaerobik çürütme (AÇ) sırasında davranışı ve etkileri, özellikle proses performansı ve dönüşümler açısından yeterince karakterize edilmemiştir. Bu çalışma, iki farklı birleşik çamur dezentegrasyon tekniğinin etkisine özel olarak odaklanarak, mezofilik ve termofilik koşullar altında AÇ'de PP MP'lerin davranışını ve etkisini değerlendirmeyi amaçlamaktadır. Biyokimyasal metan potansiyeli (BMP) reaktörleri, AÇ olarak işletilmiştir. Atık aktif çamur (AAÇ) örneklerine PP MP'ler (250–500 µm) 0, 1, 3, 6 ve 10 mg/g TKM dozlarında eklenmiş ve iki ayrı dezentegrasyon yöntemi olan: alkali-termal (AT; 0,5 M alkali + 127 °C, 120 dakika) ile termal-enzim (TE; 127 °C, 120 dakika + 150 mg/g TKM pankreatin enzimi, 48 saat) dezentegrasyon yöntemlerine tabi tutulduktan sonra çürütülmüştür. Her iki dezentegrasyon yöntemi de çamur çözünürlüğünü artırmış (AT: %62,6; TE: %37,1) ve özellikle termofilik koşullarda, dezentegrasyon uygulanmamış kontrollere kıyasla (%25,7'ye ulaşan artışlarla) metan üretim verimini önemli ölçüde iyileştirmiştir. Dezentegrasyon, oksidatif stresi azaltmıştır; bu etki özellikle TE dezenetegrasyonu uygulananmış reaktörlerde daha belirgindir. Mikrobiyal profilleme, işletme sıcaklığına ve uygulanan işleme özgü değişimler ortaya koymuştur. AÇ sonrasında MP'lerde yüzey düzeyinde bozulmalar gözlemlenmiş, ancak yapısal bütünlük korunmuş; karbonil indeksi ve kristalinlik ölçümlerine göre yalnızca sınırlı fiziksel ve kimyasal değişim oluşmuştur. Plastik katkı maddelerinin sızıntısı düşük seviyede kalmış, ancak termofilik koşullarda hafif bir artış göstermiştir. Genel olarak, bu bulgular, PP MP'lerin varlığı veya dozundan bağımsız olarak, birleşik dezentegrasyon yöntemlerinin ve çürütme sıcaklığının AD performansını ve çamur stabilizasyonunu iyileştirmedeki etkinliğini vurgulamaktadır.
Özet (Çeviri)
Microplastics (MPs) are commonly found in wastewater treatment plants (WWTPs) predominantly accumulate in sludge. While polypropylene (PP) is among the most frequently identified MP, its behavior and impacts during anaerobic digestion (AD) remain insufficiently characterized, particularly in relation to process performance and transformations. This study aims to evaluate the behavior and impact of PP MPs in AD under mesophilic and thermophilic conditions, with a specific focus on the influence of two different combined sludge disintegration techniques. Biochemical methane potential (BMP) reactors were operated as ADs. Waste activated sludge (WAS) samples, spiked with PP MPs (250–500 µm) at doses of 0, 1, 3, 6, and 10 mg/g TS and subjected to two separate disintegration methods, alkali–thermal (AT; 0.5 M alkali+127 °C for 120 min) and thermal–enzyme (TE; 127 °C for 120 min+150 mg/g TS pancreatin enzyme for 48 h), were subsequently digested. Both disintegration methods enhanced sludge solubilization (AT: 62.6%, TE: 37.1%) and significantly improved methane yield, particularly under thermophilic conditions (up to 25.7%) compared to non–disintegrated controls. Disintegration mitigated oxidative stress, especially in TE disintegrated reactors. Microbial profiling revealed digestion temperature and treatment specific shifts. Although MPs exhibited surface deterioration after digestion, their structural integrity was largely retained, with only minor changes in physical and chemical properties as determined by carbonyl index and crystallinity. The release of plastic additives remained limited, although a slight increase was observed under thermophilic conditions. Overall, these findings emphasize the effectiveness of combined disintegration methods and digestion temperature in improving AD performance and sludge stabilization, independent of the presence or dose of PP MPs.
Benzer Tezler
- Valence molecular connectivity model in the prediction of compartmental distribution of selected aromatic pollutants
Başlık çevirisi yok
G. FERYAL MENEMENLİ
- Süt tozu ve peynir suyu tozu karışımından yapılan ayranların özellikleri üzerinde araştırmalar
Başlık çevirisi yok
BEHÇET KÜRŞAT BOZKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1989
Gıda MühendisliğiEge ÜniversitesiTarım Ürünleri Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SIDDIK GÖNÇ
- Fethiye-Üçköprü kromiti ile gangının anyona bağımlı mikroelektroforetik davranımları
Başlık çevirisi yok
M.SADIK UĞUR BİLİCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
1989
Maden Mühendisliği ve MadencilikHacettepe ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. M. TEVFİK UTİNE
- Seydişehir kırmızı çamurlarının salkımlaştırıcı ve pıhtılaştırıcı varlığındaki çökelme davranımı
Başlık çevirisi yok
ALİ EKBER KOÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
1989
Maden Mühendisliği ve MadencilikHacettepe ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. M. TEVFİK UTİNE
