Biyoçevre Mühendisliğine Giriş Hafta 1 Yrd. Doç. Dr. Ömer Hulusi DEDE

Biyoçevre Mühendisliği Nedir? Çevre Mühendisliği uygulamalarının büyük çoğunluğu mevcut durumda zaten doğada var olan biyolojik olayların mühendislik uygulamaları ile optimum koşullar sağlanarak hızlandırılmasıdır. Bu açıdan hareket edersek çevre mühendisliği uygulamalarını daha iyi anlayabilmek ve yeni teknolojiler geliştirebilmek için temel biyolojik olayların iyi incelenmesi gerekir. Bundan dolayıdır ki biyoçevre mühendisliğinin tanımını yapmadan önce biyoloji ve biyo mühendislik tanımlarının anlaşılması gerekir.

Biyoçevre Mühendisliği Nedir? Biyoloji; Biyoloji veya canlı bilimi, temel olarak canlıları tüm gezegeni kaplayan küresel boyuttan, hücre ve molekülleri kapsayan mikroskobik boyuta kadar onları etkileyen önemli dinamik olaylarla birlikte inceleyen bilim dalıdır. Biyoloji hayati süreçlerden enerji ve maddenin işlenmesi, vücudu oluşturan maddelerin sentezlenmesi, tüm organizmanın çoğalması gibi birçok süreci bünyesinde barındırır.

Biyoçevre Mühendisliği Nedir? Biyomühendislik, Matematik, fizik ve kimyanın temel ilkelerini kullanarak toplumun yaşam kalitesini yükseltmek için yapılan, biyolojik sistemlerin anlaşılması, modifikasyonu veya kontrolünün yanı sıra hastalıkların teşhis ve tedavisinde yardımcı olan, fizyolojik fonksiyonları görüntüleyebilen ürünlerin dizayn edilmesi ve üretilmesini kapsayan, gelişen biyolojik teknikler ve mühendislik ilkelerinin canlı sistemlere ve bu alanlarda karşılaşılan sorunlara uygulandığı bir bilim dalıdır. Biyomühendislik, mühendislik prensiplerinin biyolojiyi de içerecek şekilde uygulandığı sistemlerin dayandığı bilim dalıdır. Kaynak: http://biyomuhendislik.nedir.com/#ixzz3oKxUdPR6

Biyoçevre Mühendisliği Nedir? Biyomühendislik, biyoloji, moleküler biyoloji, biyokimya, mikrobiyoloji, hücre metabolizması ile, temel mühendislik ve malzeme bilimlerindeki hızlı ilerlemeler sonucu gelişen biyolojik teknikler ve mühendislik ilkelerinin canlı sistemlere ve bu alanlarda karşılaşılan sorunlara uygulandığı bir bilim dalıdır.

Biyoçevre Mühendisliği Nedir? Biyoçevremühendisliği, Temel biyoloji bilgileri ve biyomühendislik uygulamaları ışığında, tüm çevre mühendisliği konularında yapılan çalışmaları içine alan bir kavramdır. Bu kavram çevre mühendisliği uygulamalarında ve bu uygulamaların sonuçlarının izlenmesinde yapılan işlemlerin büyük çoğunluğunu ifade eder.

Biyoçevre Mühendisliği Uygulamaları Biyoçevremühendisliği ilgi alanları, Hücre ve yapısı Mikrobiyal Metabolizmaya Bakteri Büyümesi ve Kinetiği Mikroorganizmaların Kompozisyonu ve sınıflandırılması Nütrient ve büyüme faktörleri ihtiyacı Biyokütle büyümesinin ölçülmesi Organik maddeler ve biyodönüşüm Biyolojik olarak parçalanabilen partiküller ……

Biyoçevre Mühendisliği Uygulamaları Biyoçevremühendisliği uygulamaları, Biyodegredasyon ve biyosorpsiyon Katı atıkların depolanması ve taşınmasında biyodönüşüm Evsel atıkların gideriminde biyoteknolojik prosesler Endüstriyel Atıkların Bertarafında biyoteknolojik uygulamalar

Biyoçevre Mühendisliği Uygulamaları Biyoçevremühendisliği uygulamaları, Tehlikeli ve zararlı atıkların gideriminde biyoteknolojik prosesler Tarımsal atıkların bertarafında biyoteknolojik yöntemler Biyokompostlaştırma, Kompostlaştırma mekanizması ve etkileyen parametreler Atıklardan enerji üretiminde biyoteknolojik uygulamalar ve Biyogaz Biyogeri dönüşüm ve atıkların yeniden kullanılması

Biyolojik Reaksiyon Biyolojik Reaksiyon Üç Kademede Gerçekleşmektedir: 1) Bakteriler şeker, glikoz, nişasta gibi çabuk ayrışan organik maddeleri kısa sürede ve kuvvetli bir ısı çıkışı ile parçalarlar. 2 ) Mantar, ma ya ve aktinomisetler, özellikle selüloz, lignin y a ğ ve reçine gibi bile şikleri daha uzun bir sürede parçalarlar. 3 ) Mineralizasyon.

Bileşiklerin biyolojik parçalanması ve sentezi Mikroorganizmaların yaşamlarını sürdürebilmek için enerjiye ihtiyacı vardır.mikroorganizmalar bu enerjiyi besinleri ayrıştırma yolu ile yaparlar.

Aerobik metabolizma… Oksijen varlığında organizmalar karbon içeren bileşikleri parçalayarak CO2 ve H2O dönüştürürler. Örnek; nitrosomonas sp., pseudomanas, flavobacter,achromoba cter,

Anaerobik metabolizma Oksijen yokluğunda bileşiklerin parçalanması anaerobik katabolizma olarak bilinir. ÖRNEK;Clostridia, lactobacillus

Biyolojik Atık Su Arıtma Yöntemleri Biyokimyasal reaksiyonlar neticesinde atık sudaki çözünmüş organik kirleticilerin uzaklaştırıldığı yöntemlerdir. Örneğin; Biyolojik filtreler Aktif çamur ve modifikasyonları Stabilizasyon havuzları ve modifikasyonları. Anaerobik sistemler Membran Teknolojisi Doğal Arıtma AKR (Ardışık Kesikli Reaktör)

Atıksu Evsel, endüstriyel, tarımsal ve diğer kullanımlar sonucunda kirlenmiş, özellikleri kısmen veya tamamen değişmiş sulardır.

Başlıca Atıksu Parametreleri Biyolojik Oksijen İhtiyacı (BOİ) Kimyasal Oksijen İhtiyacı (KOİ) Toplam Organik Karbon (TOK) Teorik Oksijen İhtiyacı (TeOİ) Toplam Oksijen İhtiyacı (TOİ) Azot-Fosfor

Evsel Atıksu Konutlardan ve okul, hastane, otel gibi insanların günlük yaşam faaliyetlerinin yer aldığı binalardan gelen, insanların günlük ihtiyaçlarını karşılaması sırasında oluşan atıksulardır.

Endüstriyel Atıksu Ticari veya endüstriyel faaliyetlerin yürütüldüğü alanlardan kaynaklanan atıksulardır. Endüstriyel atıksuların özellikleri, endüstriden endüstriye oldukça farklılıklar göstermektedir. Aynı daldaki endüstrilerde bile, kullanılan hammaddeler ve uygulanan proseslerin faklılığı, diğer birçok faktörle birlikte çıkan atık suyun yapısında faklılıklar oluşturmaktadır. Bu nedenle genelleme yapmak zordur. Endüstriyel atıksularla ilgili en önemli özellik, hem debide hem de içeriğinde geniş çapta dalgalanmaların olduğudur. Bu sebeple, bu durumları tarif etmek ve belli değerler ulaşmak için en iyi yol deneysel verilerin istatiksel analizi yoluyla elde edilen verilerden faydalanmaktır.

Atıksu Arıtma Suların çeşitli kullanımlar sonucunda atıksu haline dönüşerek kaybettikleri fiziksel, kimyasal bakte- riyolojik özelliklerinin bir kısmını veya tamamını tekrar kazandırabilmek ve/veya boşaldıkları alıcı ortamın doğal fiziksel, kimyasal, bakteriyolojik ve ekolojik özelliklerini değiştirmeyecek hale getirebilmek için uygula- nan fiziksel, kimyasal ve biyolojik arıtma işlemle- rine atıksu arıtma denir.

İzmir Atıksu Arıtma Tesisleri

Atıksuyun niteliğine göre kullanılacak arıtma prosesleri de farklılık göstermektedir; Atıksu içerisinde bulunan çözünmüş organik maddelerin bakteriyolojik faaliyetler sonucu giderilmesi için biyolojik arıtma tesisleri Atıksu içerisinde çözünmüş veya askıda bulunan ve gravitasyonla (yerçekimi etkisi ile) çökelmeyen maddelerin çökeltilerek sudan uzaklaştırılması için kimyasal arıtma tesisleri Suyun içerisinde bulunan ve kendiliğinden çökebilen katı maddelerin atıksudan uzaklaştırılması için fiziksel arıtma tesisleri tercih edilmelidir. Bu prosesler ayrı ayrı kullanılabileceği gibi birbiri ardına gelecek şekilde de kurulabilir.

Fiziksel Arıtma Prosesleri Fiziksel arıtma, atıksu içerisinde bulunan yüzer maddeler ile kendiliğinden çökebilen katı maddelerin giderilmesi amacıyla yapılır. Bu amaçla kullanılan ekipmanlar; ızgara ve elekler, kum ve yağ tutuculardır.

Biyolojik Arıtma Prosesleri Biyolojik arıtma prosesleri aerobik ve anaerobik arıtma olarak sınıflandırılabilir. Aerobik arıtma havanın bulunduğu ortamlarda gerçekleştirilen arıtma prosesleridir. Aerobik arıtma uygulamaları; Aktif Çamur, Biyofilm, Stabilizasyon Havuzları, Havalandırmalı Lagünlerdir. En yaygın aerobik biyolojik arıtma uygulaması, Aktif Çamur Prosesidir.* Anaerobik arıtma ise havasız ortamlarda gerçekleştirilen arıtma prosesleridir. Uygulamaları ise Sürekli Karışımlı Reaktörler, Anaerobik Filtreler ve Akışkan Yataklı sistemleridir. *Aktif Çamur prosesleri; Ön Çöktürme Havuzları, Havalandırma Havuzları, Son Çöktürme Havuzları ve Dezenfeksiyon ünitesinden oluşur. Dezenfeksiyon işlemi ise; atıksu arıtma tesisi çıkış suyunun alıcı ortama verilmeden önce içerisindeki bakteri ve virüslerin bertaraf edilmesi işlemidir.

Kimyasal Arıtma Prosesleri Suda çözünmüş halde ve askıda bulunan katı maddelerin çökelmesini ve bu şekilde sudan uzaklaştırılmasını sağlayan kimyasal arıtma tesislerinde, uygun PH aralığında atıksuya kimyasal maddeler ilave edilmektedir. Kimyasal arıtma proseslerinde çökeltme işlemini sağlayan bu kimyasal maddelere koagülant madde denir.

Kimyasal arıtma prosesinin üniteleri; Atıksuyun, uygun PH aralığına getirildiği nötralizasyon bölümü Atıksuya çökeltimi sağlayacak kimyasal maddelerin ilave edildiği koagülasyon bölümü Koagülant ilave edilmiş atıksuyun, uygun hızda karıştırılması ile flokların oluşmasını ve çökeltimi sağlayan flokülasyon bölümüdür.

KOMPOST Kompost karışım demektir. Katı atık organik bile şenlerinin, özellikle mutfak ve bahçe atıklarının kontrol edilen şartlar altında biyjolojik ayrışmasıdır. Atık maddeler tam stabil (kararlı) hale getirilmeden kısmen kararlı halde tutulurlar. Organik Organik maddelerin maddelerin tamamen tamamen ayrışıp mineralleşmesine imkan verilmez ve kompostun daha sonra kullanılacağı toprakta bir besin kaynağı olması sağlanır. Genellikle mutfak ve bahçe artıkları ile atık ka ğıtlar kompostla şabilirler. Kompostlaştırma ile organik katı atıklar toprak şartlandırıcısı olarak kullanılan ve humusa benze yen yarı kararlı bir ürüne dönüştürülürler.