Çamaşırhane atıksuyunun yeniden kullanılabilirliğine yönelik farklı arıtma konfigürasyonlarının değerlendirilmesi
Evaluation of different treatment configurations for reusability of laundry wastewater
Yazar: HATİCE KURTKULAK
Danışman: PROF. DR. SEVİL VELİ
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Adsorpsiyon = Adsorption ; Cevap yüzey yöntemi = Response surface methodology ; Ceviz kabuğu = Walnut shell ; Elektrokoagülasyon = Electrocoagulation ; Fındık kabuğu = Hazelnut shell ; Melez sistemler = Hybrid systems

Özet:
Bu tez çalışmasında, çamaşırhane atıksuyunun geleneksel yöntemlere alternatif olarak elektrokoagülasyon (EK) ve adsorpsiyon (ADS) yöntemleri ile ardışık (EK→ADS) ve hibrit (EK+ADS) sistemler üzerinden arıtım potansiyeli incelendi. EK'da alüminyum elektrot 5 anot ve 5 katot, adsorpsiyon sisteminde adsorbent olarak ceviz ve fındık kabukları karbonize olarak, polianilin ve polipirol ile polimerize edilerek kullanıldı. Her iki sistemde kullanılan yöntemlere etki eden faktörlerin (pH, reaksiyon süresi, adsorbent miktarı, karıştırma hızı, akım yoğunluğu) etkisi Yanıt Yüzey Metodu (YYM) olarak Box-Behnken Tasarımı (BBT) ile MBAS, KOİ ve bulanıklık parametreleri üzerinden değerlendirildi. Optimum şartlarda MBAS, KOİ ve bulanıklık parametrelerinin yüzde giderim değerleri ardışık sistem için sırasıyla; EK sonrası %94, %78, %89 ve ADS sonrası %90, %74, %90 iken hibrit sistem için sırasıyla; %98, %85, %99 bulundu. Reaksiyon kinetiği, EK→ADS ile arıtım sisteminin KOİ adsorpsiyonunda qe hesaplanan 38,46 mg/g, qe deneysel 37,67 mg/g değerlerinin birbirine yakın olması ve korelasyon katsayısı R2 0,9991 ile sözde ikinci derece kinetik modele uyum gösterdi.  EK+ADS ile arıtım sistemi de sözde ikinci dereceden kinetik modele uyum sağlarken korelasyon katsayısı R2 0,9962, qe hesaplanan 103,09 mg/g ve qe deneysel 98,75 mg/g hesaplandı. EK→ADS ve EK+ADS sistemleri için optimum şartlarda yan ürün analizleri yapıldı. Kompozitlerin giderim verimi üzerine etkilerinin incelenmesinde EK→ADS ve EK+ADS sistemin ayrı ayrı maliyet hesabı çalışmaları incelenerek mali avantajları değerlendirildi. Ekonomik açıdan hibrit sistemin ardışık sisteme göre ≈% 50 daha az maliyet ile avantajlı olduğu görüldü. 
Sonuç olarak, uygun ve verimli teknoloji seçiminin yalnızca enerji verimliliğini ve atıksu arıtma kalitesini iyileştirmekle kalmayacağını aynı zamanda yüksek verim elde ederek işletme maliyetlerini de azaltacağı arıtma sisteminin seçiminde çevre dostu teknoloji olabileceğini gösterdi.

Abstract:
In this thesis, the treatment potential of laundry wastewater through sequential (EC→ADS) and hybrid (EC+ADS) systems with electrocoagulation (EC) and adsorption (ADS) methods as an alternative to conventional methods was investigated. In the EC, aluminum electrodes were used as 5 anodes and 5 cathodes. Walnut and hazelnut shells were used carbonized, polymerized with polyaniline and polypyrrole as adsorbent and in the adsorption system. The effects of the factors (pH, reaction time, adsorbent amount, mixing rate, current density) affecting the methods used in both systems were evaluated by response surface methodology (RSM), Box-Behnken Design (BBD) optimization through MBAS, COD and turbidity parameters. Under optimum conditions, the percent removal values of MBAS, COD and turbidity parameters are respectively for the sequential system; while 94%,  78%,  89% after EC and 90%,  74%, 90% after ADS, for the hybrid system; It was found 98%, 85%,  89%. The reaction kinetics followed to the pseudo-second-order kinetic model, as the qe calculated values of 38.46 mg/g and qe experimental 37.67 mg/g in the COD adsorption of the EC→ADS treatment system were close and the correlation coefficient R2 was close to 1 with a value of 0.9991. In the treatment system with EC+ADS, the correlation coefficient R2 was 0.9962, qe calculated 103.09 mg/g and qe experimental 98.75 mg/g, while compatible to the pseudo-second-order kinetic model. By-product analyzes of EC→ADS and EC+ADS systems were performed under optimum conditions. In the examination of the effects of composites on the removal efficiency, the cost calculation studies of the EC→ADS and EC+ADS systems were examined separately and their financial advantages were evaluated. It has been seen that the hybrid system is economically advantageous with ≈50% less cost than the sequential system.
As a result, it has been shown that the selection of appropriate and efficient technology can not only improve energy efficiency and wastewater treatment quality, but also reduce operating costs by achieving high efficiency and can be an environmentally friendly technology in the selection of the treatment system.