Türkiye'deki bazı yeraltı sularından elektrokoagülasyon yöntemi ile arsenik giderimi
Arsenic removal from some underground waters in Turkey by electrocoagulation method
Yazar: BURCU ÖZAYDIN ŞENOL
Danışman: PROF. DR. MEHMET KOBYA
Gebze Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Bu çalışmada üç farklı kaynaktan alınan doğal yeraltı sularından; plaka, bilye ve talaş demir elektrotların kullanıldığı elektrokoagülasyon (EC) prosesi ile arsenik giderimi araştırılmıştır. Doğal yeraltı sularından arsenik giderimi üzerine pH, iletkenlik, arsenik konsantrasyonu, akım yoğunluğu, işletme süresi, enerji ve elektrot tüketimi, çamur oluşumu, arsenik giderim kapasitesi, adsorpsiyon kinetikleri, işletme maliyetleri incelenip elektrot şekline göre bu parametrelerdeki değişimler gözlemlenmiştir.
Deneylerde kullanılan yeraltı suları; GW-1 (538.8 μg As / L), GW-2 (1132.1 μg As / L) ve GW-3 (52.000 μg As / L) Türkiye'nin Batı Anadolu bölümünden temin edilmiştir. Laboratuvar ölçeğinde bir EC reaktöründe; plaka, bilye ve talaş demir elektrotlara 0.025, 0.05, 0.1, 0.3 Amper akım yoğunlukları 80-100 dakika uygulanmıştır. Proses çıkışında Amerika Birleşik Devletleri Çevre Koruma Ajansı (ABD-EPA) ve Dünya Sağlık Örgütü (WHO) maksimum kirletici madde seviyesi (MCL) 10 μg As / L'nin altında arsenik konsantrasyonları (% 98.3 – 99.99 verim) ölçülmüştür. İşletme koşullarında 10 μg As / L'ye ulaşabilmek için; enerji tüketimi 0.00732 -  2.8755 kWh / m3, elektrot tüketimi 0.0144 - 0.7375 kg / m3, işletme maliyeti, 0.0256- 1.772 $ / m3'dür.
As gideriminde demir elektrot kullanılan EC prosesi; operasyonda kolaylık, kompakt arıtma, düşük maliyetler, çamur miktarının azaltılması, proses öncesi/sonrası kimyasal kullanılmaması, elektrokimyasal oluşan demir iyonlarının pıhtılaşmaya olumlu etkileri gibi avantajlar sunmaktadır. Bununla birlikte; çalışma sonucu elde edilen veriler aynı yeraltı suyunda optimum anot şekli ve akım yoğunluğu seçiminde, farklı yer altı sularında ise arıtma verimi ve işletme maliyeti gibi parametrelerde kıyas yapabilme imkanı sağlamaktadır.

Abstract:
In this study, removal of arsenic in natural ground water was researched by taking samples from three different ground water by using electrocoagulation process (EC), in which plate, ıron balls and scraps were used. On removal of arsenic in ground water ph, conductivity, arsenic concentration, flow density, operation time, consumption of electrode and electricity, sludge formation, capacity of removing arsenic, adsorption kinetics cost of management were searched and according to electrode types conversion of these parameters were monitored.
Ground waters used in the experiment, GW-1(538.8 μg As / L), GW-2 (1132.1 μg As / L) and GW-3 (52.000 μg As / L) were supplied from east Anatolia in Turkey. İn labaratory scale, in one EC reactor on plate, iron balls and scrap 0.025, 0.05, 0.1, 0.3 ampers elecrical current were applied for 80- 100 minutes. İn the process output, below united states environmental protection agency (US – EPA) and World Healty Organization (WHO) maximun contaminative level (MCL) 10 μg AS/L arsenic concentration 98% was meausured. İn the operating condition to attain 10 μg AS/L the energy consumption is 0.00732- 2.8755 kWh / m3 the electrode consumption is 0.0144 - 0.7375 kg / m3 the operating cost is 0.0256- 1.772 $ / m3.
EC process in which iron electrode is used for AS removal has the avantage of easy operation, low cost, reducing mud amount, avoiding using chemicals both after and before the process, positive effects on electrochemically formed iron ions on caogulation. At the same time, data abtained from the study allows to compare optimum anote type and amper currency choice in the same ground water to parametersin purification efficiency and operation cost in different ground water.