dc.contributor.advisor | Yavuz Ersan, Hülya | |
dc.contributor.author | Amézquita Payares, Paula Elena | |
dc.date.accessioned | 2023-12-06T11:54:51Z | |
dc.date.issued | 2021 | |
dc.date.submitted | 2021 | |
dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/11655/34204 | |
dc.description.abstract | In recent decades, the increase in plastic pollution has been a growing environmental
problem. One of the most resistant contaminants nowadays is polyethylene (PE); due to its
high resistance to degradation is easily accumulated in nature. However, several techniques
can be used to break it down and, there are recent studies on this issue.
In the present study, the main objective was to explore the possibility of biodegrading PE
under anaerobic conditions after being treated by three different techniques and evaluate the
potential of the material for biogas production. The techniques (pre-treatments) used on PE
were photo-oxidation with UV radiation exposure (POxUV), microwave-assisted oxidation
with KMnO4 (MAOx) and thermo-oxidative degradation with K2S2O8 (TOD). The material
of study was PE in two of its more common forms, low-density and, high-density
polyethylene (LDPE and, HDPE, respectively) in the form of commercial plastic bags
(films).
After applying the pre-treatments on the samples of PE it was found that only MAOx had
oxidized LDPE samples, reducing the hydrophobicity of the material and, thus, only these
were fit for biodegradation.
The anaerobic degradation was done for a total of 125 days at thermophilic conditions (55°C).
Two out of eight samples were subjected to co-digestion using glucose and, acetic acid as
co-substrates. After the experimental time was finished, the samples were retrieved and
analyzed. It was found that pre-treated PE can indeed be biodegraded to some extent. The
FTIR showed a general decrease in the transmittance values as well as the appearance or
intensification of a signal at 1377 cm-1 that indicates CH3 formation and, consequently, some
degree of chain scission. Regarding the biogas production, among the samples, there was a
cumulative biogas production overall minimum of 536.8 mL and, an overall maximum of
1474.5 mL. At the end of the experimental time, the PE samples’ cumulative biogas
production was still increasing, which means that there was a potential for further degradation
although at a very slow rate. | tr_TR |
dc.language.iso | tur | tr_TR |
dc.publisher | Fen Bilimleri Enstitüsü | tr_TR |
dc.rights | info:eu-repo/semantics/openAccess | tr_TR |
dc.subject | Polietilen | tr_TR |
dc.subject | Ön muamele | tr_TR |
dc.subject | Oksidasyon | tr_TR |
dc.subject | Anaerobik | tr_TR |
dc.subject | Biyobozunurluk | tr_TR |
dc.subject | Biyogaz | tr_TR |
dc.title | Polietılenin Oksijensiz Şartlarda Biyobozunurluğunun İncelenmesi ve Biyogaz Üretimi Potansiyelinin Değerlendirilmesi | tr_TR |
dc.type | info:eu-repo/semantics/masterThesis | tr_TR |
dc.description.ozet | Son yıllarda plastik kirliliğindeki artış, büyüyen bir çevre sorunu haline gelmiştir.
Günümüzde en kalıcı kirleticilerden biri polietilen (PE) olup bozulmaya karşı yüksek direnci
nedeniyle doğada kolayca birikir. Ancak son zamanlarda polietilen atıkları parçalayabilen
teknikler üzerinde çalışmalar yapılmaya başlanmıştır.
Bu çalışmada temel amaç, üç farklı teknikle muamele edildikten sonra anaerobik koşullarda
PE'nin biyolojik olarak parçalanma olasılığını araştırmak ve malzemenin biyogaz üretimi için
potansiyelini değerlendirmektir. Bu amaçla kullanılan teknikler (ön işlemler), UV
radyasyonuna maruz kalma ile foto-oksidasyon (POxUV), KMnO4 ile mikrodalga destekli
oksidasyon (MAOx) ve K2S2O8 ile termal oksidatif bozunmadır (TOD). Çalışmada
polietilenin en yaygın iki formu olan, ticari plastik torbalar (filmler) biçiminde, düşük
yoğunluklu ve yüksek yoğunluklu polietilen (sırasıyla LDPE ve HDPE) kullanılmıştır.
Ön muamelelerin PE numunelere uygulanmasından sonra, sadece MAOx yöntemi ile LDPE
numunelerin oksitlenmiş olduğu, malzemenin hidrofobikliğini azaldığı ve dolayısıyla sadece
bunların biyolojik bozunma için uygun olduğu görülmüştür.
Anaerobik bozunma, termofilik koşullarda (55°C) toplam 125 gün süreyle
gerçekleştirilmiştir. Sekiz numuneden ikisi, ko-substratlar olarak glikoz ve asetik asit
kullanılarak birlikte bozunmaya tabi tutulmuştur. Deney süresi bittikten sonra numuneler
alınmış ve analiz edilmiştir. Ön işleme tabi tutulmuş PE'nin gerçekten de bir dereceye kadar
biyolojik olarak parçalanabileceği görülmüştür. FTIR, transmitans değerlerinde genel bir
düşüşün yanı sıra CH3 oluşumunu ve sonuç olarak polimerik zincir kesilmesini gösteren 1377
cm-1'de bir sinyalin ortaya çıktığı veya yoğunlaştığı gözlenmiştir. Biyogaz üretimi ile ilgili
olarak, numuneler arasında toplamda minimum 536,8 mL ve toplamda maksimum 1474,5
mL kümülatif biyogaz üretimi bulunmuştur. Deney süresinin sonunda, PE numunelerinin
kümülatif biyogaz üretimi artmaya devam etmekte olup, bu durum çok yavaş bir hızda
olmasına rağmen daha fazla bozulma potansiyeli olduğu anlamına gelmektedir. | tr_TR |
dc.contributor.department | Kimya Mühendisliği | tr_TR |
dc.embargo.terms | Acik erisim | tr_TR |
dc.embargo.lift | 2023-12-06T11:54:51Z | |
dc.funding | Yok | tr_TR |