Search

IV ÖZET Son senelerde evsel ve endüstriyel atıksu arıtımı kapsamında yapılan uygulamalar incelendiğinde bu alanda biyolojik filtrelerin kullanımının giderek artmakta olduğu dikkat çekicidir. Biyolojik filtrelerin klasik arıtma süreçlerine kıyasla çok daha az alana ihtiyaç göstermesi, organik madde oksidasyonunun yanısıra önemli oranda nutrient giderebilmesi, mevcut sistemlere kolaylıkla entegre olabilmesi gibi avantajları, giderek yoğunlaşan sıklıkta uygulama imkanı bulmalarına neden olmaktadır. Ayrıca bağlı büyüme neticesi reaktörde gelişen biyokütlenin miktarı nedeniyle sistem toksik ve şok yüklemelere karşı daha az duyarlı olmakta ve dolayısıyla çıkış suyu kalitesi bu durumdan olumsuz etkilenmemektedir. Farklı biyofilm teknolojileri arasında akışkan yataklı sistemler ve batık filtreler en fazla uygulama alanı bulan sistemler olmuştur. Aşağı yada yukarı akışlı olarak işletilebilen bu sistemler ile atıksuda bulunan organik madde ve nütrientlerin, filtre malzemesi üzerinde büyüyüp gelişen biyokütle tarafından parçalanarak zararsız son ürünlere dönüştürülmesi mümkün olmaktadır. Bugüne değin olan uygulamalar incelendiğinde genellikle akışkan yatak reaktörlerin karbonlu madde ile birlikte NH4 yada NH3'ün (amonyum yada amonyak) oksidasyonu amacı ile (nitrifikasyon reaksiyonu) sistemin başlangıcında yer aldığı, bank/yada sabit filtrelerin de denitrifikasyon amacıyla da sonda kullanıldıkları görülmektedir. Bazı durumlarda ise ön-denitrifkasyon (pre-denitrifikasyon) amacı ile başta yer alabilmektedir. Biyolojik filtreler bu şekilde art arda eklenebileceği gibi, mevcut sistemlerin sonuna ileri arıtma kademesi olarak (denitrifikasyon amacıyla) ilave edilmektedir. Yapılan tüm bu uygulamaların sonucunda alıcı ortamlar için nütrient (azot ve fosfor) maddelerini kapsayan limitler kolaylıkla sağlanabilmektedir.Sunulan çalışmada sözü edilen arıtma süreçlerinin tek bir reaktörde gerçekleştirmesini sağlayan bir sistemin (3-F reaktör) tasarım ve işletme parametrelerinin araştırılması hedeflenmiştir. Bu amaçla reaktörün laboratuvar ölçeğinde bir modeli yapılmış, işletilmiş ve ilgili gözlemlerle birlikte deneysel çalışmalar yapılmıştır. Sistem öncelikle akışkan yatak işletme koşullarına göre yukarı akışlı olarak çalıştırılmış, bunu takiben yukarı akımlı sabit yataklı reaktör olarak işletilmiştir. Son aşamada, akım yönünün değiştirilmesi ile sistem aşağı akışlı olarak klasik filtre şeklinde çalıştırılmıştır. Akışkan yatak ve sabit yatak şartlarında karbonlu organik maddenin yanısıra nütrient gideriminin sağlanması; filtrasyon işlemi ile de askıdaki maddelerin tutulması amaçlanmaktadır. Sistem yukarıda belirtilenlerden anlaşılacağı üzere geçerli olan mekanizmalardan hareketke 3-F (Fluidized- Fixed and Filter) reaktör olarak isimlendirilmiştir. Biyolojik filtre sistemlerinin çok amaçlı kullanımını sağlayacak olan sistemler daha önce de bazı uygulamalar ile denenmiştir ancak 3-F reaktör, üç işlemin tek bir reaktörde gerçekleştirildiği bir sistem olarak hiç uygulanmamış olup ilk kez denenmiştir. Sistem alıcı ortam deşarj limitlerini sağlamak üzere mevcut tesislerin sonuna ileri arıtma kademesi olarak ilave edilebilecek, endüstriler için ön arıtma tesisi olarak kullanılabilecek, nüfusu fazla olmayan yerleşimler için (turistik vb) tek başına arıtma seçeneği olabilecek kompakt bir sistemdir. Yalan bir gelecekte yönetmeliklerde azot ve fosfor parametrelerini kapsayan deşarj standartlarının yer alacağı düzenlemelerin gündeme geleceği düşünülürse bu gibi sistemlere büyük ihtiyaç duyulacağı açıktır. Ayrıca turistik yerleşimler vb. nüfus hareketinin mevsimsel olarak önemli değişimler gösterdiği yerlerde belirtilen sistem daha güvenli olarak uygulanabilecektir. ABSTRACT In recent years, there has been a significant increase in the interest of biofilm technology in the field of both municipal and industrial wastewater treatment. There are several reasons for the fact that, it seems to be more and more favored instead of the conventional suspended growth processes. These can be stated as less space requirements, absence of secondary classifier, high elimination rates in terms of organic matter and nutrient and easy entegration to the existing treatment plants. In addition to these, due to the high biomass concentrations obtained in the reactor, such processes show high resistancy to the shock loads as well as toxic substances and effluent does not influenced from such conditions. Among various types of biofilm reactors, fixed and fluidized bed reactors are preferably used. Biological conversion of organic matter and nutrient by biomass attached to the support medium is achieved by biofiltration process, operated upflow or downflow mode. In general, among the various types of biofilter reactors installed at full scale treatment plant until so far, submerged filter reactors seem to have more widespread potential for denitrification and used as the last step in wastewater treatment plant whereas fluidized bed reactors preferably used for nitrification, placed as first in the system. In some cases, fixed-film submerged filters can be used for pre-denitrification purpose at the beginning of the plant. Two sets of fixed-film biological processes are used for nitrification and denitrification purposes separately. Besides that, biofilter reactors can be used for upgradging the existing plants as an advanced treatment stage for denitrification. By this way, reqired standards contain nutrients can be achieved.m This study aims to develop a new biofilter which contains such processes mentioned above within one reactor, i.e. fluidised, fixed and filter conditions are maintained in a single reactor by adjusting hydraulic conditions. Reactor is operated as fluidised bed as first, then fixed-bed operation is performed without changing the flow direction (up-flow). Finally, the direction of flow is turned to downward where system is used as classic filter unit in order to remove particulate matter. Elimination of carbonecous matter together with nitrogen and phosphorus is achieved in fludised and fixed-bed operation stages whereas suspended solids are removed by filtration process as latest. Due to these effective treatment mechanisms, system is called as 3-F (Fluidised-Fixed and Filter) reactor. Developed technology is a compact treatment system which may also recommended to existing treatment plants as a tertiary treatment stage especially for elimination of nutrients, to some industrial plants for pre-treatment purpose, and for small communities especially touristic seasonal establishments as a main treatment stage. 128

Bu çalışmada, modifiye kum ve modifiye sepiyolit malzemelerinin arsenik adsorpsiyon kapasiteleri araştırılmıştır. Modifikasyon prosesi malzemelerin demir çözeltisi ile karıştırılması ve ardından fırında kurutulması ile gerçekleştirilmiştir. Modifikasyonun etkisini inceleyebilmek için ham ve modifiye malzemelerin yüzey morfolojileri ve elementel analizleri taramalı elektron mikroskobu ve enerji dağılımlı X ışını spektroskopisi (EDX) ile yapılmıştır. Malzemelerin boşluk hacmi ve yüzey alanları Brauner-Emmer-Teller (BET) metodu ile ve faz bileşimleri X ışını dağılım (XRD) cihazı ile belirlenmiştir. Kesikli deneylerle önemli adsorpsiyon parametrelerinden olan pH, temas süresi, adsorban dozu, başlangıç arsenik konsantrasyonu, partikül büyüklüğü ve yarışan anyonların etkisi araştırılmıştır. Sonuçlar demirin başarılı bir şekilde kum ve sepiyolit üzerine tutunduğunu göstermiştir. Adsorpsiyon mekanizması modifiye kum için Freundlich izotermi ve modifiye sepiyolit için Langmuir izotermi ile uyumlu olarak açıklanmıştır. Adsorpsiyon kinetikleri yalancı ikinci derece reaksiyon modeline uymuştur. Modifiye malzemelerin tasarım parametrelerini belirleyebilmek için kolon çalışmaları yapılmış ve kinetik modeller uygulanmıştır. Kolon çalışmaları yatak derinliği, giriş konsantrasyonu ve debiye bağlı olarak gerçekleştirilmiştir. Sonuçlar modifiye kum ile karşılaştırıldığında, arsenik giderimi bakımından, modifiye sepiyolitin daha verimli olduğunu göstermiştir. Kolonların rejenerasyonu ve ardından yeniden kullanım potansiyeli değerlendirilmiştir. Modifiye kum kolonu rejenere edilebilmiş ve ilk rejenerasyondan sonra tekrar etkin olarak kullanılabilmiştir. Modifiye sepiyolitin rejenerasyonu materyalin yapısının bozulması sonucu kolonun tıkanmasına neden olmuştur. Sonuçlar, modifiye kum ve sepiyolitin özelllikle kırsal kesimler için adsorpsiyon ile sudan arseniği gidermede etkili ve düşük maliyetli malzemeler olduğunu ortaya koymuştur. In this study, arsenic adsorption capacities of modified sand and modified sepiolite were investigated. Modification process was accomplished by mixing materials in iron solution and then drying. Surface morphologies and elemental analysis were done by scanning electron microscope (SEM) and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) for both raw and modified materials to evaluate effect of modification. Pore volume and surface area of materials were analyzed by Brauner-Emmer-Teller method (BET) and phase compositions were determined by X-ray diffraction (XRD). Batch experiments were performed to determine adsorption parameters (pH, contact time, adsorbent dose, initial concentration, particle size and competing anions). Results showed that iron was successfully impregnated onto surface of materials. Adsorption mechanisms were described by Freundlich isotherm for modified sand and Langmuir isotherm for modified sepiolite. Adsorption kinetics followed pseudo second order reaction kinetics. In order to determine design parameters of modified materials, column studies were performed and kinetic models were applied. Column studies were performed as a function of bed height, initial concentration and flow rate. The study showed that modified sepiolite would be a more effective material compared to modified sand to remove arsenic from solution. Regeneration studies and reuse potential of materials were evaluated. Modified sand column was regenerated and used efficiently after the first regeneration. However, regeneration of modified sepiolite caused clogging of the column due to destruction of media. The results revealed that, modified sand of and modified sepiolite are effective and cost efficient materials especially for rural areas to remove arsenic from water by adsorption. 163

Çevre kirliliği sanayileşmeyle birlikte artmaya devam etmektedir. Yürürlüğe konulan yasalarla birlikte çevre yönetim sistemleri de çevre kirliliğinin azaltılması konusunda işletmelere kılavuzluk etmektedir. Çevre yönetim sistemleri sanayide etkin ve bütünleşik bir kirlilik önleme ve kaynak kullanımını azaltılma için geliştirilmiş en önemli araçtır. Bu çalismada ISO 14001 çevre yönetim sistemi gereklilikleri ve uygulama aşamaları detaylı bir şekilde açıklandı. Çalışma alanı olarak otomotiv yan sanayi sektöründe yer alan ateşleme bobini üretim tesisi seçildi. Bu kapsamda, prosedürler ve çalişma talimatları yayınlandı. Bu çerçevede, çevre politikasi oluşturuldu, çevresel boyut ve etki analiz prosedürü hazırlandı, fabrikanın uyması gereken yasal zorunluluklar belirlendi, acil durum prosedüru hazırlandı, iç denetim prosedürü oluşturuldu. Ateşleme bobini üretim süreçleri incelendi. İlk olarak, bu sistemi uygulamak için, çevresel etki ve boyutlar tanımlandı. Etkilerin değerlendirilmesinin ardından, amaç ve hedefleri gerçekleştirmek için aksiyon planları tanımlandı. Öncelikle, dört tane hedef tanımladı ve bu hedeflerle ilgili aksiyonlar betimlendi. Bu hedefler (i) katı atıkların yönetimi (ii) atık su yönetimi (iii) atık alan ve kimyasal depo yönetimi son olarak (iv) çalışanların eğitilmesiydi.İlk amaçı gerçekleştirmek için, atık tür ve miktarları analiz edildi. Tesisten oluşan atıklardan en yüksek miktarda oluşan iki atık evsel atık (yüzde otuzbir) ve plastik atık (yüzde onbeş) olduğu görüldü. Aynı zamanda, atıkların kaynağında ayrıstırılması baslatıldı ve iç atık transferi organize edildi. Atıkların kaynağında ayrıştırılmaya başlanması ile, geri dönüştürülebilen atıklar geri dönüşüm firmaları vasıtasıyla geri dönüştürülmüşlerdir. Böylelikle, geri dönüşüm oranı yüzde kırk sekizden yüzde altmış beşe yükselmiştir. Ve böylece bu atıkların çevresel etkileri azaltılmıstır.Atık su yönetimi gerçeklestirildi. Atık alan yönetimi ve kimyasal depo yönetimini gerçekleştirmek için, yeni atık alan ve yeni kimyasal alan planlandı, bu atık alanın temel gereklilikleri tanımlandı ve inşaa edildi. Son amaç olan çalışanların çevre bilincini arttırmak için eğitimler başlatıldı. Environmental pollution continuous to increase with increasing industrialization. With new legislations, environmental management systems guide corporations to decrease pollution. Environmental management systems are the most important tool to reduce natural resource consumption and to prevent pollution in an effective and integrated way.In this study, ISO 14001 Environmental Management System standard requirements and implementation steps are described in details. Ignition coil production plant in the automotive parts industry is selected as study topic. With this scope, procedures and work instructions were established. In this framework, environmental policy was prepared, environmental aspects and impacts procedure was prepared, legal requirements, which the plant must obey, were specified, emergency situation procedure was prepared, internal audit procedure was formed. Ignition coil production processes were determined and examined. In order to apply the system, environmental aspects and impacts were defined as first in the study. Following to the evaluation, action plans were defined to realize the objectives and targets. Principally, four objectives were defined and actions were delineated. These objectives were (i) management of solid wastes (ii) management of wastewater (iii) management of waste area and chemical warehouse and finally (iv) training of employees.To realize first objective, types of waste and quantity were analyzed; as a result, plastic (fifteen percent) and domestic waste (thirty one percent) are detected as largest two waste groups. Waste separation at source was started and internal waste transfer was organized. With the start of waste separation at source, waste which could be recycled were recycled by recycling company. By this way, recycling ratio was increased from forty eight percent to sixty five percent and their environmental impacts were decreased.Waste water management was realized. To manage waste area and chemical warehouse, new waste areas have been planned, basic requirements of these waste sites defined and constructed. Finally, to increase employee's environmental consciousness, training was started. 123

Alüminyum esaslı koagülantlar, içme suyu arıtımında koagülasyon/flokülasyon süreçleri vasıtasıyla, partiküler madde ve kolloid giderimini arttırmak amacıyla kullanılırlar. Özellikle, polimerik alüminyum bileşiklerinin geniş pH aralığında, düşük dozlarda dahi etkin oldukları raporlanmaktadır. Alüminyum esaslı koagülantlar için doz azaltılması önem taşır. Çünkü, yüksek alüminyum miktarlarına maruz kalınmasının Alzheimer hastalığı için risk faktörü olduğuna dair hipotezler bulunmaktadır. Bu nedenle, tezin başlıca amacı alüminyum sülfat (alum), poli alüminyum klorür (PAC) ve poli alüminyum klorosülfat (PACS) kimyasallarının arıtma performanslarının araştırılmasıdır. Koagülant türü ve dozunun optimizasyonu, optimum pH ve diğer koşulların (karışım süresi ve şiddeti) belirlenmesi için, koagülasyon/flokülasyon süreçlerini benzeştiren, basit ve etkin bir yöntem olan jar testi kullanılmıştır. Tez kapsamında, gerekli kimyasal dozu ve optimum pH değeri PHREEQC programı kullanılarak teorik olarak belirlenmiş, sonuçlar jar testi ile verifiye edilmiştir. Deneysel çalışmalardan edinilen bulgular, kimyasal (koagülant) dozlarındaki artışın, türbidite giderim verimi artışıyla sonuçlandığını göstermiştir. Optimum poli alüminyum klorür dozu 6 ppm (1.5 miligram/litre), arıtılmış suyun türbidite değeri 4.3 NTU olarak belirlenmiştir. Optimum pH 7 olup, sodyum hidroksit eklenerek ayarlanmıştır. 6 ppm (1.5 miligram/litre) poli alüminyum klorür sülfat dozunda çıkış türbiditesi daha düşük bulunmuştır (3.85 NTU). Optimum pH 6 olarak belirlenmiş ve daha düşük miktarda sodyum hidroksit eklenmesi gerekmiştir. Son olarak, 3 ppm (0.75 miligram/litre) alum için çıkış suyunun türbiditesi 3.85 NTU olarak belirlenmiştir. Optimum pH 7 olup, ayarlamak için asit/baz kullanılmasına gerek olmamıştır. Bu yüzden, türbidite giderim verimi, asit veya baz eklenmesi, görünüm (berraklık) ve çamur oluşumu göz önüne alarak optimum koagülat olarak alum belirlenmiştir. Aluminium based coagulants are used in drinking water treatment to enhance the removal of particulate matters and colloids through coagulation/flocculation processes. Especially, polymeric aluminium compounds are reported as effective over a wider pH range even at low doses. Reduction in the dosages has prime importance especially for the alum based coagulants. Because, it has been hypothesized that higher aluminium exposure is a risk factor for the onset of Alzheimer's disease in humans. Therefore, the principal aim of the thesis was to investigate the treatment performance of aluminium sulphate (alum), poly aluminium chloride (PAC), and poly aluminium chlorosulphate (PACS). In order to optimize the coagulant type and dosage, determination of optimal pH and other operational conditions (i.e. optimization of mixing time and intensity for rapid and slow mixings), jar test that is a simple and effective method that simulates the coagulation/flocculation processes was used in the experiments. In the framework of the thesis, required chemical dosage and optimal pH was also determined theoretically by using PHREEQC interactive program before the jar test procedure. The results verified with jar test experiments.The data obtained from the experiments shown that increased chemical doses were resulted higher treatment performance in terms of turbidity. Optimal poly aluminium chloride dose was determined as 6 ppm (1.5 milligram per liter) yielding 4.3 NTU effluent turbidity. Optimal pH was 7 and in order to adjust pH, sodium hydroxide was used. For the poly aluminium chlorosulphate, lower residual turbidity (i.e. 3.85 NTU) was obtained at 6 ppm (1.5 milligram per liter). The optimal pH was 6 thus lower sodium hydroxide addition was required for pH adjustment than poly aluminium chloride. Finally, effluent turbidity was 3.85 NTU for 3 ppm (0.75 milligram per liter) aluminium sulphate. Optimal pH was 7 for alum and acid/base addition was not required for pH adjustment. Therefore, optimal reagent was selected as alum considering removal efficiency of turbidity, no additional acid or base addition, appearance, and sludge production, as well. 92

Tezin temel amacı, toz boyama süreçlerinde atıkları en aza indirerek kirliliğiönlemek ve gelecekte sürdürülebilir atık azatlımı için bir çerçeve geliştirmektir.İzmir'de bulunan toz boya üretimi yapan fabrika uygulama örneği olarak seçildi.İncelenen fabrikada atık yönetim çalışmaları kaynakta azaltmanın yanı sıra yenidenkullanım, geri dönüşüm çalışmalarına odaklandı. Kaynak azaltma çalışmaları etkinbir envanter çalışması ile gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar toplam atıklarınyüzde 95'inin toz boya atığı, kâğıt ve plastik/naylon esaslı ambalaj atıkları ve metalatıklar olduğunu ortaya koydu. Bunlara ek olarak az miktarda atık yağ, elektronikatık, pil ve akü, kablo atıkları, arıtma çamuru, kontamine bez ve kişisel koruyucumalzemeler üretilmiştir. Atık azaltma çalışmaları çerçevesinde,ekstruder eriyik vecips atıklarının azaltımı, yüzeyinde elek açıklıkları bulunan yeni bir makinekullanılarak elde edilmiştir. Projenin uygulanması ile atık miktarında yaklaşık yüzde40 oranında azalma olmuştur ve 51.750 Euro tasarruf elde edilmesi beklenmektedir.Big-bag boşaltma ünitesi kullanılarak, naylon ve kağıt ambalaj atıklarında azaltımelde edilmiştir. Ayrıca, palet türlerinin standartlaştırılması ve gelen paletlerin tekrarkullanılmasımaliyetlerde ve atık miktarında azalma ile sonuçlandı. Ekonomik açıdanbakıldığında,yılsonu itibari ile maliyetlerde 118.000 Euro tasarruf edilmesibeklenmektedir.Proje süresince reçine tedarikçilerine ürünleri hakkında bilgi verildive reçine üreticisi tarafından reçine kalitesinde iyileştirmeler gerçekleştirildi. Farklıürünlerin analizinde kullanılacak numune miktarlarının belirlenme için testleryapılarak toz boya atık miktarının azaltılması sağlandı.Son olarak fabrikada, standartaydınlatma armatürleri LED armatürler ile değiştirildi. LED armatürlerin fabrikadakullanılmasıyla elektrik tüketimi yaklaşık olarak yüzde 40 azaldı. Elektriktüketimindeki azalma, atmosfere verilen karbon dioksit emisyonunun azalmasına dapozitif etkisi olmuştur. The principal objective of the thesis is to prevent pollution and minimize waste inpowder coating processes in order to develop a framework for sustainable wasteminimization in future. A powder coating producer located in Izmir was selected as acase study. In the examined plant, waste management efforts were focused on thereuse and recycling studies as well as source reduction attempts. Source reductionefforts are realized by an efficient inventory study. Conducted results stated thatapproximately 95% of total wastes were powder wastes, waste paper and packagingwaste, and plastic/nylon and metal wastes. In addition to these, waste oil, e-wastes,waste batteries, cable wastes, contaminated wiping cloths and protective clothing,treatment plant sludge were produced at minor quantities. In the framework ofminimization studies, reduction of extruder chips and melts wastes were achieved byimplementing a new machine having a mesh on surface. Approximately 40percentage reduction in wastes was performed by the implementation of the projectand 51.750 Euro saving was anticipated. Reduction in the nylon and paper packagingwas obtained by using big bag discharge unit. Besides, standardization of the pallettypes and reuse of the incoming pallets was resulted savings in cost and wasteminimization.As an economic point of view, saving in costs was expected as 118.000Euro at the end of the year.During the project, resin suppliers were informed aboutthe quality of their product and an improvement in the resin quality was performedby the resin manufacturer. Reduction in powder wastes were also achieved bydetermining of the sample size of various products required for testing. Finally, in theplant, the standard lights were replaced with LED luminaries. When LED luminarieswere used in the plant, electricity consumption was reduced app. 40 percentageReduction in the electricity consumption was resulted in the reduction in the carbondioxide emission to the atmosphere, which was one of the positive effects of theaction. 106

İzmir Kemalpaşa'da bulunan bir gıda firmasına ait atıksu arıtma tesisi seragazı emisyon envanteri hazırlanmak üzere örnek olarak alınmıştır. Envanter çalışmasının kapsamı seragazı emisyonlarının kaynağının belirlenmesi ve hesaplamalarının yapılmasıdır. Sonuç bölümünde, bu atıksu arıtma tesisinin emisyonlarını azaltmak için faydalı olacak aktiviteler açıklanmıştır.Enerji tüketimi ve taşıma gibi firmanın arıtma tesisine ait faaliyetlerini kapsayan kuruluş seviyesinde/endüstriyel bir envanter hazırlanmıştır. İlk aşamada organizasyonun sınırları ve faaliyet kategorileri belirlenmiş ve yukarıdan aşağıya yaklaşımı ile faaliyet bilgileri toplanmıştır. Hesaplama bölümünde, emisyonların hesaplanması için seragazı verilerinin seragazı faktörleri ile çarpımı olarak adlandırılan yöntem seçilmiştir. Bu yönteme göre toplanan bilgiler bir hesaplama programına işlenerek seragazı emisyonları hesaplanmaktadır. Bu programlar, GHG Protokolü tarafından `sabit yanma aracı`, `satın alınan elektrik aracı`, `taşıma aracı` olarak adlandırılmıştır. `Sabit yanma aracı` fosil yakıtlardan kaynaklanan doğrudan sera gazı emisyonlarının hesaplandığı programdır. `Satın alınan elektrik aracı`, ekipmanların elektrik kullanımından kaynaklanan dolaylı sera gazı emisyonlarına ve `taşıma aracı`, atıksu kimyasallarının taşınmasından kaynaklanan diğer dolaylı sera gazı emisyonlarına aittir. Çalışmada, doğrudan ve dolaylı seragazı emisyonları sırasıyla 2178,35 ton/yıl (fosil yakıtlardan) ve 903,37 ton/yıl (elektrik kullanımından) olarak hesaplanmıştır. Atıksu arıtma tesisine ait karbondioksit emisyonları belirlendikten sonra, karbondioksit emisyon giderimi için karbon yönetim metotları tartışılmıştır. Sonuç olarak, incelenen tesis için uygulanabilecek en ucuz ve en kolay karbon dengeleme metodu ağaç dikmek olarak tercih edilmiştir. Sonuç olarak, tesis yılda 25865 TL maliyetle 5173 adet ağaç dikerek karbon dengeleyebilir. Buna ek olarak, parçalama ünitesinde işlemden geçen çamur miktarını azaltmak fosil yakıt tüketiminde ve dolayısıyla doğrudan seragazı emisyonlarında önemli azalma sağlayacaktır. Teorik çalışmalar, çamurun depolama sahasına gönderilmesinin atmosfere verilen karbondioksit emisyonlarında 931,27 ton azalma sağlayacağını, tesisin yılda sadece 7760 TL ödeyerek 1552 ağaç dikmek suretiyle karbon dengelemesi yapabileceğini göstermiştir.Anahtar sözcükler: Sera gazı envanteri, GHG Protokolü, karbon dengeleme, hesaplama araçları, atıksu arıtma tesisi. Industrial wastewater treatment plant from a food factory is taken as case study for preparing greenhouse gas inventory in Kemalpasa, Izmir. The scope of the inventory is limited to identifying sources and calculating of the gases emissions. At the conclusion part, activities beneficial that reduce emissions are explained for this wastewater treatment plant.Community-level/ industrial inventory is prepared that includes emissions from activities in the plant of the company such as energy consumption and transportation. As a first step of this study, boundaries and activity categories of the organization are determined and activity data are collected according to `top-down` approach. In the calculation part of the study, a methodology is chosen for calculation of emissions which is called `greenhouse gas data is multiplied by the factors of greenhouse gas emissions.` According to this method, greenhouse gas emissions are calculated by collected data entering into a calculation program. The programs are defined `stationary combustion tool`, `purchased electricity tool` and `transportation tool` by Greenhouse Gas Protocol. Stationary combustion tool is used for calculating direct emissions from fossil fuel consumption. Purchased electricity tool is related to indirect emissions as electricity consumption of the equipment and transportation tool is related to other indirect emissions related to the transfer of wastewater chemical needs. In this study, direct and indirect greenhouse gas emissions is calculated as of 2178.35 tons/year (due to the fossil fuels) and 903.37 tons/year (due to the electrical consumptions) respectively.After carbon dioxide emissions are determined for the wastewater treatment system, carbon management methods are discussed for reducing the carbon dioxide emissions. Finally tree planting method is preferred to carbon offsetting as it is the cheapest and easiest method that can be applied for the company. As a result, the company can be neutral by planting 5173 number of tree with 25865 TL cost in each year. In addition, reducing the sludge quantities that is processing in the rendering unit will be resulted in drastic decrease in fossil fuel consumption, and thus in extreme decrease in direct greenhouse gas emissions. Theoretic studies shown that transporting of the sludge to the landfill site results with 931.27 tons carbon dioxide emissions to atmosphere; the company can plant only 1552 tree and pay 7760 TL to become carbon neutral in each year.Keywords: Greenhouse gas inventory, GHG Protocol, carbon offsetting, calculation 105

2012 yılına gelindiğinde, katı Türkiye'de ve dünya'da atıkların giderimin de kullanılan en yaygın yöntem deponi sahalarında depolanmalarıdır. Gelişmiş ve uygulanan atık işlem teknikleri, kompostlama, gazifikasyon ve yakma olmak üzere 1980'li yıllardan beri gelişmiş ülkelerde kullanılmasına rağmen yaygınlaşamamışlardır. Bu tekniklerin yaygınlaşamama sebebi katı atıkların deponi sahalarında depolamanın basit ve çoğunlukla ilk yatırım maliyetlerinin ve işletme maliyetlerinin az olaması sebebi ile ekonomik olmamasıdır.Tez kapsamında adım adım evsel kaynaklı katı atıkların özellikleri, depolama teknikleri, deponi sahalarında oluşan reaksiyonların sonucunda katı atık içerisinde oluşan sızıntı suyu ve deponi gazı ve kinetikleri yer almaktadır. Bu tanımlamaların ardından deponi gazı miktarının belirlenmesi için kullanılan matematiksel modeller tanıtılmaktadır ve dört farklı modelleme de deponi gazı miktarı belirlenmesi çalışma kapsamında yer almaktadır.Örnek uygulama çalışmasında İzmir-Türkiye Harmandalı Katı Atık Depolama Sahası'nın Deponi gazı kapasitesi tespit çalışması yapılmaktadır. 90 ha Alana sahip 1992 yılından beri işletilen depolama sahası 2014 yılının sonun kadar işletileceği ön görülmektedir. Bu kapsamda İzmir İlinin katı atıklarının özelikleri dikkate alınarak model sabitleri olan k ve L0 hesaplanarak deponi gazı modellemeleri çalıştırılarak sonuçlar karşılaştırılıp tartışılmıştır. In the year of 2012, the landfilling is the most common solid waste disposal method both in the world and in Turkey. Developed and improved waste processing techniques such as composting, gasification, and incineration has started to be used after 1980s, especially in developed countries, but still not widespread. Because landfilling is the simplest and the most economically available method among the others with its low initial investment and operational costs.In the content of the thesis, as initial steps; the properties of MSW are introduced followed by the presentation of landfilling techniques, reactions occur in the waste body, and leachate production. Then, LFG generation and kinetics are given followed by LFG mathematical modeling. Four different LFG generation models are introduced in this part of the study.A case study is included to the thesis; the determination of LFG capacity of the Harmandali landfill site in Izmir-Turkey. This landfill has 90 ha of area and has been operated since 1992. The site will be closed by the end of 2014. For this purpose, the composition and characteristics of Izmir MSW is obtained, and used for the calculation of the model variables of k and L0. The studied LFG models were operated with obtained variables and the results are compared and discussed. 126

İş sağlığı ve güvenliği çalışmalarının amacı, iş kazaları ve meslek hastalıklarından çalışanları korumak, sağlıklı bir ortamda çalışmalarını sağlamaktır. Sanayi alanında önemli gelişmeler gösteren ülkemizde, işletmelerdeki üretim ve kârlılık artarken, işletmede gerekli önlemlerin alınmaması sonucu çalışanların sağlığını ve yaşamını tehdit eden iş kazaları ve meslek hastalıkları sayısında artışlar olduğu görülmektedir. Bir ülkede iş sağlığı ve güvenliğine ilişkin verilerin iyileştirilmesi için devlet tarafından yürürlüğe konulan yasaların yanı sıra OHSAS 18001 gibi uluslararası standartlar da çok önemli rol oynamaktadır. OHSAS/TS 18001 İş Sağlığı ve Güvenliği Yönetim Sistemleri; işyerlerinde olabilecek kaza ve etkilerden korunmak ve daha iyi çalışma ortamı sağlamak amacıyla sistemli bir şekilde tehlike ve risklere yönelik önlemlerin alındığı bir yönetim sistemidir. Bu çalışmada, OHSAS 18001 İş Sağlığı ve Güvenliği Yönetim Sistemi, işkazaları, meslek hastalıkları ve risk değerlendirme konuları detaylı açıklandı. Uygulama örneği olarak, transformatör üretimi yapan bir fabrika seçildi ve OHSAS 18001 İş Sağlığı ve Güvenliği Yönetim Sistemi kurulumuyla ilgili tüm gerekli bilgiler açıklandı. Bu kapsamda, kuru ve yağlı tip transformatör üretim süreçlerinin girdi ve çıktıları incelendi. İş Sağlığı ve Güvenliği Çalışma grupları belirlendi. Tehlike tanımları, risk değerlendirme süreciyle risk belirleme ve kontrol yöntemleri tanımlandı ve risk değerlendirme tabloları hazırlandı. Bu tablolara göre en yüksek risk değerlendirmesi, sinteks işlemi, pres ve transformatör birleşim işlemleri için belirlendi. Önleyici çalışmalarla, bir yıl içinde kazalarda yaklaşık %17 oranında azalma ve kazalar nedeniyle kaybedilen günlerde %13 oranında azalma elde edildi. Anahtar Sözcükler: İş sağlığı ve güvenliği, OHSAS 18001, risk analizi, iş kazası, meslek hastalığı, transformatör The aim of the studies on the business health and the business security is to protect employees from industrial accidents and job illnesses, and provide them with an healthier work environment. In our country, shows significant improvements in the industrial field. Increased production and profitability of enterprises, the necessary measures are not taken as a result of holding workers' health and lifethreatening increase in the number of accidents at work and occupational diseases seen. Besides the legislation brought into force by government, international standarts such as OHSAS 18001 play an important role in improving work safety and health data in a country. OHSAS/TS 18001 Occupational Health and Safety Management Systems is a management system in which the precautions against hazards and risks are taken systematically in order to avoid possible accidents and impacts in the workplaces and provide a better working climate. In this study, OHSAS 18001 Occupational Health and Safety Management System, work accidents, occupational diseases and the risk assessment were explained in detail. Transformer manufacturing factory was selected as a case study and all necessary information regarding to the implementation of OHSAS 18001 Occupational Health and Safety Management System was introduced. In this context, inputs and outputs of both oil and dry type transformer production processes were investigated. Occupational Health and Safety Field Teams responsibilities were determined. Hazard identification, risk assessment and risk control methods were described by the risk assessment procedure, and risk assesment tables were prepared. According to the risk tables, the highest score was obtained for syntaxing of upper yoke, pressing processes and transformer connections. Preventive v studies were resulted app.17% reduction in accidents and 13% reduction in wasted days. Keywords: Occupational health and safety, OHSAS 18001, risk analysis, work accident, occupational diseas, transfomer. 124

Ön çökeltim çamuru ve son çökeltim ünitelerinden gelen fazla çamur, anaerobik çürütücüde stabilize edilir ve ardından susuzlaştırılır. Kentsel atıksu arıtma tesislerinde çamur susuzlaştırma işleminden gelen su miktarı (süzüntü suyu veya çamur suyu gibi) kişi başına günde birkaç litre mertebesindedir. Bu nedenle, tesis üzerindeki hidrolik etkisi önemli değildir. Buna karşın, çamur suyundaki amonyum konsantrasyonu 2500mg/L mertebesine ulaşabilir. Böylelikle, geri devir edilen azot yükü, ham atıksudaki azot yükünü %25 oranında arttırabilir. Bu durumda, çamur susuzlaştırma ünitesinden gelen süzüntü suyu fazla azot yükü nedeniyle atıksu arıtma işlemlerinde sorun oluşturabilir. Arıtma tesislerinin girişine süzüntü suyu gerideviri ile zaman zaman aşırı yükleme olması nedeniyle arıtma tesisine gelen yük önemli ölçüde artabilir. Bu durumda, problemin çözümü olarak mevcut sistemin haricinde ayrı yapılacak arıtma alternatifi önerilmektedir.Süzüntü suyunda bulunan yüksek amonyum azotu konsantrasyonun sağladığı avantajlardan yararlanarak uygun arıtma alternatifleri geliştirmek için yapılan çeşitli araştırmalar özellikle atıksu endüstrisinde son yirmi yılda önem kazanmıştır. Son zamanlarda, özellikle amonyum giderimi için, nitrifikasyon/denitrifikasyon işlemlerinde yeni gelişmeler ortaya çıkarılmıştır. Bunlara ek olarak, atıksudaki fosforun arıtımı için magnezyum-amonyum-fosfat (MAP) ya da struvite çökeltimi, hidroksiapatit (HAP) çökeltimi ve fosforun doğal giderilmesi gibi çeşitli metodlar vardır. Ancak, süzüntü suyunda yüksek miktarda fosfor olmasına rağmen, fosfor giderimine yönelik araştırmalar büyük oranda deneysel safhaya kalmıştır. Bu nedenle, bu tezin amacı, çamur susuzlaştırma işlemlerinden kaynaklanan süzüntü suyunun arıtımına ilişkin geliştirilen yöntemler hakkında teorik bilgiler vermek, süzüntü suyunun bertarafına ilişkin stratejileri incelemek ve çamur süzüntü suyunun mevcut arıtma dışında tekil olarak arıtılabileceği yöntemleri araştırmaktır. Bu çerçevede, öncelikle iki farklı kentsel atıksu arıtma tesislerinden alınan süzüntü suyu örneklerinin özellikleri (karakterizasyonu) belirlenmiştir. Karakterizasyon çalışmaları ile pH, azot, fosfor, katı madde, koliform ve ağır metal gibi önemli kirlilik parametreleri belirlenmiş; süzüntü suyunun sulama amaçlı kullanım olanakları ve arıtılabilirliğine ilişkin değerlendirmeler yapılmıştır. Karakterizasyon çalışmalarını takiben yapılan arıtılabilirlik çalışmalarında struvit ve hidroksiapatit çökeltim metodları uygulanmıştır. Arıtılabilirlik çalışmaları, uygun pH (8 ve 9), karıştırma süresi (4 saat), perlit dozu (5-15 ve 20g/L) ve Mg-P (1:1, 1,1:1) oranında, %25-41 oranında fosfat fosforu arıtımı ve %76-100 oranında amonyum azotu gideriminin gerçekleştiğini göstermiştir. Hidroksiapatit çökeltimi ile uygun pH (9), karıştırma süresi (2 saat) ve alçıtaşı dozunda (20g/L) %92 oranında fosfat fosforu arıtımı elde edilmiştir. Sludge from primary clarifiers and final sedimentation (i.e. excess sludge) are stabilized in an anaerobic digester, and dewatered thereafter. The water flows from sludge dewatering processes (i.e. reject water or sludge liquor) on municipal wastewater treatment plants (WWTPs) are a few liters per person per day. Therefore, the hydraulic influence on the plant is not important. In contrast, the ammonium concentration in the sludge liquor can reach 2500 mg/L. Thus, the rejected nitrogen load can account for up to 25% of the nitrogen load in the raw sewage. Due to the considerable nitrogen load, reject water from dewatering of sludge could impose on the wastewater treatment process. Being returned to the inlet of a wastewater treatment plant the influent loading of the plant is significantly increased causing occoasional overloading situations. Thus, separate treatment alternative is recommended as an optional solution to the problem.Various researches works into finding innovative ways that takes advantage of ammonium rich composition of reject water, and has gained prominence in the wastewater industry over the last two decades. Currently new heights have been attained through the nitritation/denitritation step especillay for ammonium removal. In addition, there are a number of methods for treating phosphorus in reject water namely; magnesium-ammonium-phosphorus (MAP) or struvite precipitation, hydroxyapatite (HAP) precipitation and natural aging of phosphorus. However, progress at phosphorus removal has largely remained at the experimental stage, in spite of its considerable composition in reject water. Therefore, the aim of this thesis is to try to identify theoretically all the methods that have evolved over the years at treating reject water from dewatering sludge and investigate the possible strategies to handle the rejection problem, and processes for separate treatment of the sludge liquor. In this framework, characterization of the reject water taken from two different municipal WWTPs is carried out as first. Characterizaion studies were assisted to realize that important parameters such as pH, nitrogen, phosphorus, suspended solids, coliform and heavy metals for treability studies and use of reject water for irrigation purpose. Afterwards, treability studies were made and struvite and hydroxyapatite precipitation methods were carried out for treatment purpose. Treability studies stated that %25-41 of phosphate phosphorus and %28-46 of amonium nitrogen and %76-100 magnesium were treated by struvite precipitation at optimum pH (8-9), mixing time (4 hours), perlit dose (5, 15 and 20 mg/l) and Mg-P ratio (1:1, 1.1:1). On the other hand, higher phosphate phosphorus removals were achived by hydroxyapatite precipitation. In the hydroxyapatite precipitation studies, phosphate phosphorus treatment ratio was around %92 at optimum pH (9), 2 hours mixing time and 20 g gypsium/L were selected as optimal dose. 86

Kil mineralleri iyon degistirme kapasitesi ve adsorpsiyon özelligi olan dogalkoloidal maddelerdir. Çevre mühendisliginde genellikle su ve atıksu arıtımak içinadsorbans ve iyon degistirici olarak, katı atık depolama sahalarında ise geçirimsiztabaka olarak yeraltı suyu kirliliginin önlenmesi için kullanılırlar.Bu çalısmanın amacı, kil minerallerini atık su arıtımında kullanmaktır. Bu amaçlakaolin sucul ortamlardan bakır, demir, nikel ve çinko gibi bilinen metalleri gidermekiçin adsorban olarak kullanılmıstır. Sentetik ve endüstriyel atıksular kesikliadsorpsiyon deneylerinde kullanılmıstır. Deneylerde, metal giderim verimlerinepH'ın, partikül boyutunun, adsorban dozunun, temas süresinin ve giriskonsantrasyonun etkisi arastırılmıstır. Deneysel sonuçlar kaolinin çok güçlü biradsorban oldugunu göstermistir. Metal alımı pH parametresinden etkilenmistir.Maksimum Cu, Ni ve Zn adsorpsiyonu pH 10'da elde edilmistir. Bakır derisimi 1000?g/L'dan 5 ?g/L mertebesine inmis ve %99.4 oranında giderim verimi saglanmıstır.Nikel ve çinko iyonları için maksimum verim sırasıyla %98 ve %97% olarak eldeedilmistir. Demir iyonları için ise maksimum verim pH 5'de saglanmıs, %99oranında demir giderimi elde edilmistir. Adsorpsiyon verimi partikül boyutundanfazla etkilenmemekle birlikte kullanılan en küçük partikül büyüklügünde (0.053 mm)en yüksek performans elde edilmistir. Bakır ve çinko iyonları için etkin adsorbentdozu 0.1 g/L olarak belirlenmistir. Nikel ve demir adsorpsiyonunda ise nisbeten dahayüksek dozlarda adsorban kullanılması gerekmistir. Bunlara ek olarak, metal alımıçok hızlı gerçeklesmistir. Etkili metal giderimi için 15 dakikalık temas süresi yeterlibulunmustur. Ayrıca, adsorpsiyon kinetikleri incelenmistir. Bakır, demir ve nikeliyonu adsorpsiyonun Freundlich izotermine uydugu belirlenmis olup bu durumsüreçte fiziksel adsorpsiyon mekanizmasının etkili oldugu seklinde açıklanmıstır.Anahtar sözcükler: Adsorpsiyon, agır metaller, atıksu arıtımı, kaolin, kil mineralleri Clay minerals are natural, colloidal materials which have ion exchange capacityand adsorption properties. In environmental engineering clay minerals are usedgenerally as adsorbance and ion exchanger in order to treat both water andwastewater, and as an impermeable layer in order to prevent groundwatercontamination in landfill areas.The aim of this study was to utilize the clay minerals in wastewater treatment.Hence, kaolinite is used as an adsorbent to remove certain metals (i.e. Cu, Fe, Ni, Zn)from aqueous solutions. Synthetic and industrial wastewaters were used in batchadsorption experiments. In the experiments, the effects of the pH, particle size,adsorbent dosage, contact time, and initial concentrations on metal removal wereinvestigated. Experimental results were showed that kaolinite is a very strongadsorbent. Metal uptake was strongly affected from the pH of the metal solution. Themaximum Cu, Ni and Zn adsorption were observed at pH 10. Copper concentrationwas reduced from 1000 ?g/L to 5 ?g/L yielding 99.4% removal efficiency. Themaximum efficiency for Ni and Zn ions were 98% and 97% respectively. However,highest iron ion adsorption was obtained at pH 5 yielding 99% efficiency. Although,adsorption efficiency was not significantly affected from the particle size, thesmallest particle size, i.e. 0.053 mm was determined as an effective diameter for thekaolinite. Required adsorbent doses were 0.1 g/L for copper and zinc ions. Relativelyhigher doses were required for nickel and iron adsorption. In addition, metal uptakeswere accomplished very quickly. 15 minutes contact time was enough for theeffective metal removal. Besides, adsorption kintecis were evaluated. Adsorptiondata for copper, iron and nickel was fitted to Freudlich equation which exhibits thatphysical adsorption mechanism is effective in the process.Keywords: Adsorption, clay minerals, heavy metals, kaolinite, wastewatertreatment. 119

Atıksu arıtım islemleri sonucu olusan arıtma çamurlarının toprağa verilerekbertarafı çevresel açıdan dost ve ekonomiye katkısı bakımından pek çok ülkedeüzerinde önemle durulan bertaraf tekniklerinden biridir. Son yıllardaki genel çevrecibir yaklasımla arıtma çamurlarının tarım alanlarında kullanımı ve değerlendirilmesietkili bir bertaraf yöntemi olarak yaygın bir kullanım alanı bulmasına rağmen,endüstriyel atıksuların arıtılması sonucu olusan arıtma çamurları ise içeriğindekifarklı özellikteki ve farklı konsantrasyonlardaki kirleticilerin toprağa ve bitkiyegeçmesi gibi olumsuz yönlerinden dolayı kullanımı sınırlandırılmaktadır. Öteyandan, çamurun toprağa uygulanmasıyla ağır metallerin ve diğer kirleticimaddelerin bitkiye geçmesi uygulanan çamurun bilesenine, çamur uygulama oranına,çamurun uygulandığı toprağın özelliklerine ve uygulama yapılacak alandaki bitkitürü gibi faktörlere bağlıdır. Gıda sanayi atıksularının arıtılması sonucu olusan arıtmaçamurları ise düsük ağır metal seviyesi ve yüksek organik madde içeriğinden dolayıtarımsal amaçlı kullanımı önem arz etmektedir.Bu çalısmada, gıda sanayi arıtma tesisi atıkları'ndan arıtma çamurununkarakterize eden özellikleri ve tarımsal kullanım olanağı arastırılmıstır. Bu amaçla,öncelikle agro-endüstri alanında faaliyet gösteren isletmelerden çamur örneklerialınarak makro ve mikro besin maddeleri ve ağır metal analizleri yapılarak çamurunfiziko-kimyasal ve mikrobiyolojik özellikleri belirlenmistir. Yapılan analizler sonucuagro-endüstri arıtma çamurlarının içeriğinde yüksek miktarlarda organik maddetespit edilmesine rağmen, bitki besin elementinin ise yetersiz olduğu bulunmustur.Alınan çamur örneklerindeki ağır metal seviyelerini sınır değerlerle karsılastırarakçamur örneklerindeki ağır metal seviyelerinin belirtilen sınır değerlerin altındaolduğu belirlenmistir. Bununla birlikte, çamur örneklerindeki patajenmikroorganizma sayısı belirtilen sınır değerleri astığı için çamurun mikrobiyolojikkalitesini iyilestimek amacıyla çamura kimyasal stabilizasyon, ısıl islem ve kimyasalviistabilizasyon ile ısıl islemin kombinasyonu olan stabilizasyon islemleriuygulanmıstır.Uygulanan stabilizasyon islemleri sonucu olarak çamurdan patajonleringiderilmesi için istenen pH - zaman değeri (pH? 12 ? 24 saat) için önerilecek kireçdozunun %3 olduğu tespit edilmistir. Çamur örneklerinin mikrobiyolojik kalitesiniiyilestirmek için yapılan çalısmalar sırasında çamurdaki patojen mikroorganizmalarınsıcaklık artısından etkilendikleri gözlenmistir. Bu çalısmanın sonucunda çamurörneklerine düsük sıcaklık değerinde (50 oC ve 70 oC) ısıl islem uygulandığındabelirlenen patojen mikroorganizma değerinin standart değer olan 1000 MPN/g DS'nin üzerinde olduğu belirlenmistir. Öte yandan bu değer yüksek sıcaklıktaki (180 oC)stabilizasyon uygulaması için US EPA standartlarını sağladığı belirlenmistir. Bununyanı sıra, çamura kimyasal stabilizasyonun ve ısıl islemin birlikte uygulanmasıylaçamur örneklerinde istenen pH değerinin (pH> 12) ve özgün sıcaklık değerininkarsılanması nedeni ile çamurun yapısındaki patojenlerin etkili bir sekildeuzaklastırıldığı tespit edilmistir. Bu bağlamda, kimyasal olarak stabilize edilmisçamura, 30 dakika boyunca 70 oC veya 10 dakika boyunca 180 oC ısıl islemuygulanması ile çamurdaki patojen mikroorganizma seviyesinin Class A sınıfıbiyokatılar için önerilen sınır değerin altına düstüğü belirlenmistir.Anahtar Kelimeler: Arıtma çamuru, biyokatılar, tarımsal kullanım, bitki besin elementi, topraközellikleri, stabilizasyon Land application of sewage sludge is performed in an environmentally safe andcost-effective manner in many communities. Although land application of sewagesludge has become a common practice over the past several decades, the applicationof sludge generated by industrial plants is limited due to fears of the accumulation oftoxic matter in soils and plants. However, the accumulation of heavy metals and theiravailability to plants depend strongly on the composition of the sludge, theapplication rate, soil properties, and the crop species. Therefore, agro-industries haveconsiderable potential due to the low heavy metal content and high organic mattercontent of their sludges.The main objective of this study was to investigate the land use potential of theagro-industry sludges. In this framework, physico-chemical and biological propertiesof sludges were investigated. Characterization study stated that sludge generatedfrom agro-industries was deficient in terms of nutrients, but rich in organic matter. Ingeneral, heavy metal concentrations detected in the sludge samples were lower thanthe tolerance limits. However, coliform densities were higher thus improvement ofthe sludge characteristics in terms of coliform was required. Therefore, in order toimprove the microbiologic quality chemical stabilization, thermal stabilization andcombination of these methods were performed.The results were shown that 3% lime dosage was sufficient to keep pH over 12during 24 hours. Pathogen reduction was affected from the increasing temperatures.Lower temperatures, i.e. 50 and 70 oC were not enough to reduce the pathogen levelsbelow 1000 MPN/g DS. However, the high temperature thermal stabilization (180oC) can fulfill the USEPA Class A Pathogen requirements. Besides, results obtainedfrom high pH-high temperature process indicated that the high pH (> 12) canconsiderably reduce the heating time required for an effective pathogen reduction.vWhen the chemically stabilized sludge was heated to a temperature of 70°C, 30minutes heating time was necessary to fulfill Class A biosolid requirements. For the180°C (heating temperature), 10 minutes heating time was sufficient to fulfill ClassA biosolid requirements.Key Words: Sewage sludge, biosolids, agricultural use, plant nutrients, soil properties,stabilization 118

ÖZET Koagülasyon/flokülasyon/çökeltim, kimyasal oksidasyon redüksiyon, adsorpsiyon vb. kimyasal arıtma süreçleri senelerdir gerek su gerekse de atıksu arıtımı amacıyla verimli olarak kullanılmaktadır. Konvansiyonel biyolojik arıtma sistemleri ile kolaylıkla giderilemeyen kolloidâl maddeler, kalıcı organikler,1 fosfor gibi nütrientler, ağır metal, inorganik maddeler kimyasal yöntemler ile giderilebilir. Pek çok teknoloji arasında koagülasyon / flokülasyon / çökeltim (KFÇ) özel önem arz etmektedir. KFÇ süreçleri kullanılan kimyasallardan etkilenmektedir. Bu nedenle, kimyasalların (koagülant / flokülant) türü, verimi, dozlarına ilişkin yapılan araştırmalar sürdürülmektedir. Bu çalışmanın amacı, nişasta ve kaolinin kullanılabilirliğinin araştırılmasıdır. Deneysel çalışmalar Kemalpaşa bölgesinde kurulu oluklu mukavva üretimi yapan iki ayrı fabrikadan temin edilen atıksular ile gerçekleştirilmiştir. Her iki malzemenin verimi KFÇ, hava flotasyonu ve çökeltim seçenekleriyle belirlenmiştir. KFÇ sürecinde nişasta ve kaolin koagülant ve flokülant olarak kullanılmıştır. Deneyler süresince alum, kireç, demir klorür ve polielektrolit gibi tipik kimyasalların verimi de nişasta ve kaolin ile karşılaştırmak amacıyla değerlendirilmiştir. Her malzemeye ait optimum doz jar testi ile belirlenmiştir. Bu çalışmada nişasta ve kaolinin fiotasyon prosesine etkisi basit fiotasyon ekipmanı kullanılarak incelenmiştir. Optimum dozu belirlemede KOİ ölçümleri kullanılmıştır. Bunlara ek olarak, çökeltimin arıtma verimine etkisi incelenmiştir. Son olarak, KFÇ ve çökeltim süreçleri beraberce kullanılmıştır. Ön çökeltim işleminin ardından atıksu örnekleri KFÇ sürecine tabi tutulmuştur. Arıtma verimi her kademe için ayrı ayrı ortaya konmuştur. Sonuç olarak, nişastanın koagülant olarak kullanıldığı koşullarda endüstriyel atıksu ile yapılan deneylerde yaklaşık 85-90% KOİ giderimi elde edilirken, evsel atıksular için %20 civarında giderim sağlanmıştır. Kaolinin koagülant olarakVI kullanılması halinde arıtma verimi evsel atıksu için %45'e yükselmiştir. Mukavva üretimi ve mürekkep ile baskı yapılması süreçlerinden kaynaklanan atıksular için ise 65-70% oramnda organik madde giderimi sağlanmıştır. Ayrıca, yüksek organik madde, katı madde içeren ve koyu renkli olan sadece mürekkep ile baskı yapılan işlemlerden kaynaklanan atıksuların kaolin ile işlem görmesi sonucunda %95 ve daha yukarısı verimler elde edilebilmiştir. Nişastanın alum, kireç ve demir klorür gibi standart koagülantlar ile birlikte flokülant olarak kullanılması halinde verimde artış sağlanmamıştır. Evsel atıksu ile yapılan deneylerde nişastanın flokülant olarak kullanılması durumunda %30-35 verim elde edilmesine karşın endüstriyel nitelikli atıksu için % 70-75 'e ulaşılmıştır. Ancak, kaolin flokülant olarak kullanıldığında evsel atıksu için yüksek giderim verimleri gerçekleşmiştir. En yüksek KOİ verimi demir klorür ve kaolinin beraber kullanıldığı koşullarda gerçekleşmiş olup %80 oranında verim elde edilmiştir. Mürekkep ile baskı yapılan işlemlerden kaynaklanan atıksular için nişasta ve kaolin flokülant olarak kullanıldığında da benzer sonuçlara ulaşılmıştır. Alum ve nişasta veya alum ve kaolin ile yapılan deneylerde de çok iyi sonuçlar elde edilmiştir (>90%). Buna ek olarak, nişasta ve kaolinin demir klorür ile birlikte flokülant olarak kullanıldığı koşullarda % 95 KOİ giderimi sağlanmıştır. Sonuç olarak, nişasta ve kaoline dair elde edilen sonuçlar bu malzemelerin atıksu arıtımı amacıyla kullanımını desteklemektedir. Nişasta ve kaolin kolay temin etme, ekonomiklik, nötral pH koşulları vb. avantajlar sunması bakımından uygulamaları mümkün kılmaktadır. m ABSTRACT Chemical treatment processes such as coagulation/flocculation/sedimentation, chemical oxidation/reduction, adsorption, etc. have been used effectively over the years for both water and wastewater treatment purposes. Pollutants which are not easily removed by conventional biologic treatment systems such as colloidal matters, refractory organics, nutrient mainly phosphorus, heavy metals, inorganic matters can be eliminated by chemical treatment methods. Among the various techniques, coagulation/flocculation/sedimentation (CFS) deserves special importance. CFS process is affected from the chemicals used in the process. Therefore, researches on chemicals (coagulant/flocculant) have been continued concerning the type, performance, doses, etc. The aim of this study is to investigate the possible uses of two additives, i.e. starch and kaolin. Experimental studies have been performed by wastewater taken from corrugated box manufacturing factory that are located in Kemalpaşa region. The performances of two materials have been examined for CFS, Air Flotation and Sedimentation alternatives. In CFS process, starch and kaolin has been used as coagulant and flocculant. Throughout the experiments effectiveness of typical chemicals, i.e. alum, lime, ferric chloride and polyelectrolyte have been assessed to compare the common ones with starch and kaolin. The optimum doses of all materials have been determined via jar testing. The effect of starch and kaolin to flotation process has also investigated in this study by simple flotation equipment. COD (Chemical Oxygen Demand) measurements have been used for the decision of the optimum dose. In addition, the effect of sedimentation on treatment performance has been investigated. Finally, combination of sedimentation and CFS process has been studied in the thesis. Following to primary sedimentation, wastewater samplesIV have been subjected to CFS process. And, the treatment performance of each stage was determined separately. As a result, approximately 85-90% COD removal efficiency has been achieved by starch as coagulant for industrial wastewater while only 20% has obtained for domestic fraction. When the kaolin is introduced as coagulants, treatment performance has been increased to 45% for domestic wastewater. For the wastewater originated from corrugating and printing processes, 65-70% of organic material has been eliminated. In addition, for the wastewater generated from only printing process including high organic content, solid particles and color, kaolin has been shown excellent performance, i.e. >95%. Utilization of starch as flocculant together with typical coagulants such as alum, lime and FeCk, have not improved the efficiency. For domestic wastewater app. 30-35% of organic matter has been removed by starch whereas 70-75% efficiency has been obtained for industrial wastewater originated from corrugating and printing processes. However, when the kaolin is used as flocculant, higher removal efficiencies have been achieved for domestic wastewater. Maximum COD efficiency which is around 80% has obtained for FeCİ3+Kaolin alternatives. Similar results regarding to wastewater produced from printing process have been achieved when starch and kaolin is used as flocculant. For the alternatives of alum plus starch or alum plus kaolin, superior treatment performance (>90%) has been accomplished. In addition, when starch and kaolin is used as flocculant together with FeCb, 95% removal of COD has been achieved. Therefore, experimental results conducted for starch and kaolin encourage the use of these materials for wastewater treatment purpose. Starch and kaolin offers certain advantages such as availability (easy to obtain), cost, neutral pH conditions, etc. thus makes their uses reasonable. 181

VI ÖZET Katı auk yönetimi, katı atık üretimi, biriktirilmesi, toplanması ve taşınması, işlenmesi ve bertarafiyla ilgili hizmetleri toplumun genel eğilimlerine duyarlı olarak ve halk sağlığı, ekonomi, mühendislik, estetik, çevre koruma vb. faktörleri dikkate alarak gerçekleştiren bir bilim dalı (disiplin) olarak tanımlanabilir. Katı atık yönetiminde temel amaç çevreyi olduğu kadar halk sağlığını da korumaktır. Çevresel kalitenin, sürdürülebilir ekonomik verimliliğin ve istihdamın sağlanması diğer amaçlardır. Bu hedeflere ulaşabilmek için belediyeler ve yerel halk tarafindan sürdürülebilir kati atik yönetim sistemlerinin planlanması ve uygulaması gerekmektedir. Başarılı bir atık yönetimi planlamasının temelini üretilen atik malzemenin cinsi ve miktarı hakkındaki doğru bilgiler oluşturur. Üretilecek atık malzemenin miktarıyla ilgili doğru bilgi olmaksızın ekipman, alan gereksinimi, uygulanacak yöntem, ticari pazardaki değeri ve personel gereksinimi gibi konularda alınan kararlar gerçekçi olamaz. Bu bilgiler aynı zamanda kaynakta azaltma ve geri kazanım programlan için hedeflenen atıkları ortaya koyar ve konan amaçların gerçekleşip gerçekleşmediğine baz olacak verileri temin eder. Ülkemizde, kati atik alanında verilerin yetersiz oluşu etkili yönetim planlarının yapılmasını ve uygulanmasını zorlaştırmaktadır. Bu nedenle, bu çalışmada ülkemizde kati atık yönetiminin durumu genel olarak incelenmiştir. Bu amaçla katı atık yönetimi uygulamaları ve ekonomisi atık üretimi, arıtma yöntemleri, sistemin ekonomisi gibi faktörler gözönüne alınarak sorgulanmıştır. Yapılan çalışma, ülkemizde teknik ve ekonomik yetersizlikler sonucunda üretilen atıkların yalnızca % 13'lük f bölümünün çevresel açıdan uygun olarak depolandığını ortaya koymuştur.vn Katı atıkların toplanması, taşınması, bertarafi gibi katı atık yönetimi uygulamaları belediyeler (yada diğer merkezi idareler) için fazla bir gider oluşturmaktadır. Bu durum Türkiye gibi gelişmekte olan ülkelerde dikkatli planlanmış kat atık yönetim planlarını gerekli kılmaktadır. Bu nedenle, İzmir kenti örnek olarak ele alınmış ve teknik ve özellikle ekonomik bakımlardan incelenmiştir. Transfer istasyonları, kompost tesisi ve düzenli depolama sahasına ait ilk yatırım ve işletme maliyetleri belirlenmiş ve birim maliyetler hesaplanmıştır, incelenen örnek için transfer istasyonu, kompost tesisi ve düzenli depolama sahasına ait birim işletme maliyetleri 4. Bölüm' de belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlar literatür değerlerinden daha düşüktür. Tez çerçevesinde, izmir kentinin mevcut katı atik yönetimini geliştirmek için çeşitli senaryolar oluşturulmuştur. Tasarlanan projeler mevcut sistemin iyileştirilmesinin yanısıra yakma, kompost tesisi ve düzenli depolama sahası alternatiflerini içermektedir. Bu alternatifler arasında çevresel ve ekonomik anlamda en uygun olanın mevcut katı atık yönetim sistemi olduğu görülmüştür. Bu noktada, ilk yatrnm maliyetleri bileşenleriyle ilgili kullanılabilecek datanın belirsiz olması nedeniyle değerlendirmelerin işletme maliyetlerine göre yapıldığı belirtilmelidir. IV ABSTRACT Solid waste management (SWM) may be defined as the discipline associated with the control of generation, storage, collection, transfer and transport, processing and disposal of solid wastes in a manner that is in agree with the best principles of public health, economics, engineering, conservation, aesthetics and other environmental considerations and that is also responsive to public attitudes. The first goal of municipal solid waste management is to protect the health of the population, as well as environment. Other goals include promotion of environmental quality and sustainability, support of economic productivity and employment generatioa Achievement of these goals requires planning and implementation of sustainable solid waste management systems, which are adapted to and carried by the municipality and its local communities. The cornerstone of successful planning for a waste management program is reliable information about the quantity and type of material being generated. Without a good idea of the quantities that can be expected, decisions about equipment and space needs, facilities, markets, and personnel cannot be reliably made. This also identifies large weight and volume waste items to target for source reduction and recycling programs and gives baseline data for assessing whether goals were achieved. In Turkey, limited data are available in the field of solid waste which makes development of appropriate and effective management plans difficult. Therefore, in this study, the current situation in the management of solid wastes is examined as general. For this purpose, a survey is carried out and data regarding to waste generation, treatment methods applied for MSW, economics of systems, etc. are questioned. Results are indicated that only the 13% of municipal solid waste has been disposed in an environmentally safety manner in Turkey due to the lack of technical and financial resources.Solid waste management practices such as collection, transfer and transport, processing and disposal of MSW represent a large expenditure for municipalities (or other governmental authorities). Thus make careful planning of waste management system necessity in the developing countries like Turkey. Therefore, solid waste management system of Izmir city is examined as an example from the view point of technological and particularly economical aspects. Investment and operational cost of transfer stations, compost plant and landfill are determined and unit costs are calculated. The unit operational cost of transfer station, compost plant and landfill area is determined in Chapter 4 respectively for the examined case. These values are relatively lower than literature. In the framework of thesis, various scenarios are created in order to improve current solid waste management system of Izmir. Future projects include incineration, compost plant and new landfill alternatives as well as progressing of existing system. Among these alternatives the most preferably one for the point of economic as well as environmental manner is existing conditions. Here, it should be noted that, evaluations are generally achieved for considering the operational cost since uncertainties are available in data regarding investment cost components. 170