Düzenli depolama alanı atıksularının elektrokimyasal yöntemler ile arıtılabilirliği
Treatability of landfill leachate by electrochemical processes
Yazar: DİLAY DEMİRAL
Danışman: PROF. DR. SEVİL VELİ
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Katı atık depolama alanlarında oluşan sızıntı suları genel olarak çöp içindeki nemin ve çöp depolama alanına düşen yağmur sularının sızması sonucu oluşan atık sularıdır. Bu tür atıksular yüksek kirlilik potansiyeline sahip olup, içeriğinin kompleks olması sebebiyle arıtımı çok güç olan sulardandır. Son yıllarda fizikokimyasal ve elektrokimyasal arıtım yöntemleri kısa sürede etkili verim sağlamalarıyla arıtımda gittikçe önem kazanmaya başlamıştır. Elektrooksidasyon prosesi maliyetinin düşük olması, işletme kolaylığına sahip olması ve giderim veriminin yüksek olması ile birçok avantaja sahip ve çeşitli endüstri atıksularında çalışmaya elverişli bir prosestir. Adsorpsiyon prosesi ise biyolojik açıdan parçalanması güç olan organik ve inorganik bazı maddelerin atıksudan arıtılmasında uygun adsorbentler kullanılarak tercih edilebilmektedir. Bu tür atıksuların sadece bir arıtma prosesi ile arıtılması zor olup, birleşik veya ardışık sistemler kullanılması gerekmektedir. 
Bu çalışmada sızıntı suyunun arıtımında ardışık sistem kullanılarak Elektrooksidasyon (EO) yöntemi ve KOİ verimini arttırmak için EO çıkışı sonrası elde edilen atıksuya adsorpsiyon işlemi uygulanmıştır. EO'da anot ve katot olarak paslanmaz çelik elektrot, adsorpsiyon prosesinde ise zeolit, kil, kitosan, laboratuvarda sentezlenen  CeO2/PANI ve ZnO/PANI adsorbentleri kullanılmıştır. EO yöntemi ile arıtımda akım yoğunluğu, pH, iletkenlik ve reaksiyon süresinin etkisi araştırılmış; sonuçlar renk ve KOİ giderimi üzerinden değerlendirilmiştir. Arıtım çalışması 30 dakikalık reaksiyon süresinde atıksuyun orjinal pH'ında (7,6), kendi iletkenliğinde (12,62 µs) ve akım yoğunluğu 4,06 mA/cm2 de yapılmış olup, %89 renk giderimi ve %30 KOİ'nin kısmen giderilmesi sağlanmıştır. KOİ giderimini iyileştirmek için EO prosesinden çıkan atıksu adsorpsiyon prosesine uygulanmıştır. 0,5 gram adsorbent miktarı, 150 rpm karıştırma hızında  ve 120 dakika reaksiyon süresinde en iyi KOİ giderim verimi %60 CeO2/PANI ve %50  kil  ile elde edilmiştir.
Bu atıksuyun orjinal pH ve kendi iletkenliğinde en iyi sonucu elde etmek ekonomik yönden de bir avantaj olarak değerlendirilmiştir. Bu bilgiler ve araştırma sonuçları ışığında, ardışık olarak uygulanan elektrooksidasyon-adsorpsiyon proseslerinin sızıntı suyunun arıtımında kullanılabilirliği görülmüştür.

Abstract:
Leachate from a landfill site is a wastewater generally originated from the percolation of the moisture content of the disposed solid waste and the rainwater falling into the landfill. Leachate is highly polluted and known as a difficult wastewater to treat because of its complicated content. In recent years, physicochemical and electrochemical treatment processes are preferred due to their efficiencies in short treatment times. The electrooxidation process is a process that has many advantages with its ease of operation, low cost and high removal efficiency and is prone to work in different industrial wastewater. The adsorption process can be preferred by using suitable adsorbents in the treatment of some organic and inorganic substances that are difficult to decompose from wastewater. Such wastewater is difficult to purify by only one treatment process, and combined or sequential systems must be used.
In this study, electroxidation (EO) method was used by using the sequential system in the treatment of leachate and then adsorption process was applied to increase the COD efficiency of the wastewater obtained after the electrooxidation output. Stainless steel electrode were used as anode and cathode in EO and CeO2/PANI and ZnO/PANI adsorbents synthesized in the laboratory with zeolite, clay, chitosan were used in adsorption process. The effects of pH, current density, conductivity and reaction time on leachate treatment by EO process were determined and the results were evaluated in terms of color and COD removals. The treatment was carried out at the original pH (7,6), its conductivity (12,62 µs) and the current density of 4,06 mA/cm2 during the reaction time of 30 minutes, and the %89 color removal and %30 COD were partially removed. The wastewater from the EO process was applied to the adsorption process to improve COD removal. With the application of 0,5 gram adsorbent amount, 150 rpm mixing speed and 120 minutes reaction time, the best COD removal efficiency was obtained with %60 CeO2 / PANI and %50 clay.
Achieving the best result in the original pH and its own conductivity of this wastewater has also been evaluated as an economic advantage. All this information and research results have shown that sequentially applied electrooxidation-adsorption processes are a process is good combination that can be used in the treatment of leachate.