Dear all,
Information regarding this week's departmental seminars is given below.
Kind regards,
Date: 24.04.2024
Time: 15:40
Place: Online
Meeting Information:
Meeting ID: 243 409 547 179
Passcode: icBNmL
Advancing Circular Economy in Agriculture: A Comprehensive Study on National Potential and Collaborative Governance under the Water-Energy-Food-Ecosystem (WEFE) Nexus
A growing population’s desire for agricultural output and the effects of global climate change necessitates initiatives that promote resource efficiency and sustainable development which can be achieved utilizing a holistic approach through the Water-Energy-Food-Ecosystem (WEFE) Nexus framework. Circular agricultural practices including the generation of bioenergy and water reuse may be viable solutions to reduce the pressures on the components of WEFE Nexus. This study aims to understand the current level of circularity, explore ways to improve it through cross-sector collaboration, and provide recommendations to overcome institutional, legislative, financial, and regulatory barriers hindering the implementation of circular economy strategies in the WEFE Nexus. The first section of this study evaluates the potential of circular agriculture in Türkiye through water reuse for irrigation of crops and bioenergy generation from agricultural residues for eighty-one provinces of Türkiye. Additionally, the identification of priority areas for water reuse practices was determined by developing the Circular Agriculture Priority Assessment (CAPA) index.
To realize the determined circular agriculture potential in a priority region, the Porsuk Watershed, the second section of this study utilizes systems mapping tools, such as social networks and causal loop diagrams.
Social network analysis has delineated interactions among stakeholders, with respect to the water value chain approach, to offer policy recommendations aimed at increasing the cohesiveness of the network and allowing opportunities for cross-sector WEFE collaboration. Similarly, causal loop diagrams uncovered patterns, interdependencies, and causal relationships that will inform effective decision-making processes and policy formulation for the sustainable management of the Porsuk Watershed. The second section of this research is designed to provide stakeholders with essential insights for devising a water management plan, expedited adoption of sustainable practices, and establishing a foundation for an extensive WEFE Nexus roadmap.
Tarımda Döngüsel Ekonominin Yaygınlaştırılması: Su-Enerji-Gıda-Ekosistem (SEGE) Bağı Kapsamında Ulusal Potansiyel ve İşbirlikçi Yönetişim Üzerine Kapsamlı Bir Çalışma
Artan nüfusun tarımsal üretim ihtiyacı ve küresel iklim değişikliğinin etkileri, Su-Enerji-Gıda-Ekosistem (SEGE) Bağı çerçevesi kapsamında bütüncül bir yaklaşım kullanılarak elde edilebilecek kaynak verimliliğini ve sürdürülebilir kalkınmayı teşvik eden girişimleri gerekli kılmaktadır. Biyoenerji üretimi ve atıksuyun yeniden kullanımını içeren döngüsel tarım uygulamaları, SEGE Bağı bileşenleri üzerindeki baskıları azaltmak için uygulanabilir çözümler olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu çalışma, mevcut döngüsellik düzeyini belirlemeyi, sektörler arası iş birliğiyle döngüsellik girişimlerini hayata geçirebilmek adına öneriler sunmayı ve SEGE Bağında döngüsel ekonomi stratejilerini uygulamayı zorlaştıran kurumsal, yasal, finansal ve idari engelleri aşmak için çözüm önerileri geliştirmeyi hedeflemektedir. Bu çalışmanın ilk bölümünde, Türkiye’deki döngüsel tarım potansiyeli, tarımsal sulama için atıksuların yeniden kullanılması ve tarımsal artıklardan biyoenerji üretimi yoluyla Türkiye’nin seksen bir ili için değerlendirilmiştir. Ayrıca, Döngüsel Tarım Öncelik Tespit İndeksi geliştirilerek suyun yeniden kullanımı uygulamaları için öncelikli alanların belirlenmesi sağlanmıştır.
Bu çalışmanın ikinci bölümünde, öncelikli bir bölge olan Porsuk Havzası’nda belirlenen döngüsel tarım potansiyelini hayata geçirmek için sosyal ağlar ve nedensel döngü diyagramları gibi sistem haritalama araçları kullanılmıştır. Sosyal ağ analizi, su değer zinciri yaklaşımına göre paydaşlar arasındaki etkileşimleri tanımlayarak ağın bütünlüğünü arttırmayı amaçlayan politika önerileri sunmuş ve sektörler arası SEGE Bağında iş birliği için olanaklar ortaya koymuştur. Benzer şekilde, nedensel döngü diyagramları, Porsuk Havzası’nın sürdürülebilir yönetimi için etkili karar alma süreçlerini ve politika oluşturmayı bilgilendirecek desenleri, karşılıklı bağımlılıkları ve nedensel ilişkileri ortaya çıkarmıştır. Bu araştırmanın ikinci bölümü, paydaşlara bir su yönetim planı oluşturmak, sürdürülebilir uygulamaların daha hızlı bir şekilde yaygınlaştırılmasını sağlamak ve kapsamlı bir SEGE Bağı yol haritasına bir temel oluşturmak için gerekli bilgileri sağlamak üzere tasarlanmıştır.
by: Ece Demir
Advisor: Dr. Emre Alp
Polypropylene Microplastics in Anaerobic Digestion of Thermal-Enzymatic Disintegrated WAS
A substantial amount of microplastics (MPs) are introduced into wastewater treatment plants (WWTPs), with over 99% being efficiently captured from wastewater and deposited in sludge. Polypropylene (PP) is among the most frequently reported MPs in sludge. The abundance of MPs in waste activated sludge (WAS) may pose a threat to the subsequent anaerobic digestion (AD) process. Several physical, chemical, and biological pretreatment techniques are used to improve the effectiveness of AD and biogas production. On the other hand, the impacts of these processes on MPs during AD have not been studied. In addition, whereas the effects of MPs have been studied in mesophilic AD to a certain extent, there is a lack of research on their fate and effects under thermophilic circumstances. Thermophilic conditions have various advantages, such as rapid breakdown and enhanced rates of pathogen reduction. The objective of this study is to evaluate the possible impacts of the combined thermal and enzymatic disintegration on the digestion process, as well as the fate and influence of PP MP during mesophilic and thermophilic AD. The study employs biochemical methane potential (BMP) tests, utilizing WAS with MPs subjected to thermal-enzyme disintegration. Test reactors that are biotic, abiotic, disintegrated, and non-disintegrated are subjected to several dosages (0, 1, 3, 6, and 10 mg/g TS) of PP MPs sized between 250 and 500 µm to monitor the impact on methane production. So far in the study, a 55.8% degree of disintegration (DD) was observed in mesophilic reactor sets, while the increase in methane yield was 14.8%. In the thermophilic reactor sets, while DD was 54.8%, methane yield increased by 16.8%. 60 days of BMP test operation showed that MP dose affected the methane production in non-disintegrated reactors in both mesophilic and thermophilic conditions. When disintegration is integrated prior to digestion, the impact of MPs on digester efficiency is no longer significant.
Termal-Enzimatik Dezentegrasyon Uygulanmış Arıtma Çamurlarının Anaerobik Çürütmesinde Polipropilen Mikroplastikler
Atık su arıtma tesislerine (AAT) önemli miktarda mikroplastik (MP) girmekte ve bunların %99'undan fazlası atıksudan etkin bir şekilde ayrılarak çamurda biriktirilmektedir. Polipropilen (PP) çamurda en sık rapor edilen MP'ler arasındadır. Atık aktif çamurdaki (WAS) MP'lerin bolluğu, sonraki anaerobik çürütme (AD) süreci için bir tehdit oluşturabilir. AD ve biyogaz üretiminin etkinliğini artırmak için çeşitli fiziksel, kimyasal ve biyolojik dezentegrasyon teknikleri kullanılmaktadır. Öte yandan, bu işlemlerin AD sırasında MP'ler üzerindeki etkileri incelenmemiştir. Buna ek olarak, MP'lerin etkileri mezofilik AD'de belirli bir dereceye kadar çalışılmış olsa da termofilik koşullar altında akıbetleri ve etkileri hakkında araştırma eksikliği vardır. Termofilik koşullar, hızlı parçalanma ve patojen azaltma oranlarının artması gibi çeşitli avantajlara sahiptir. Bu çalışmanın amacı, kombine termal ve enzimatik parçalanmanın çürütme süreci üzerindeki olası etkilerinin yanı sıra mezofilik ve termofilik AD sırasında PP MP'nin akıbetini ve etkisini değerlendirmektir. Çalışmada, termal-enzim dezentegrasyonuna tabi tutulan MP içeren WAS kullanılarak biyokimyasal metan potansiyeli (BMP) testleri yapılmıştır. PP’nin metan üretimi üzerindeki etkisini gözlemlemek için ise biyotik, abiyotik, dezentegrasyon uygulanmış ve uygulanmamış test reaktörlerine, 250-500 µm boyutunda, farklı dozlarda (0, 1, 3, 6, 10 mg/g TS) PP MP eklenmiştir.
Çalışmada şu ana kadar mezofilik reaktör setleri için %55,8 oranında dezentegrasyon derecesi (DD) gözlemlenirken, metan üretim verimindeki artış %14,8 olmuştur. Termofilik reaktör setlerinde ise DD %54,8 iken metan üretim verimi %16,8 oranında artmıştır. 60 günlük BMP testi çalışması, MP dozunun hem mezofilik hem de termofilik koşullarda parçalanmamış reaktörlerde metan üretimini etkilediğini göstermiştir.
Dezentegrasyon işlemi çürütme işleminden önce entegre edildiğinde, MP'lerin çürütücü verimliliği üzerindeki etkisi azaldığı görülmüştür.
by Oğuzhan Altuntaş
Advisor: Dr. F. Dilek Sanin