Kimyasal ve ileri elektro oksidasyon yöntemleri ile kâğıt endüstrisi atık suyunun oksidasyonu
Oxidation of paper industry wastewater by chemical and advanced elektro oxidation methods
Yazar: BUKET CİHANGİROĞLU
Danışman: PROF. DR. BELGİN GÖZMEN SÖNMEZ
Mersin Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Selüloz hamuru ve kâğıt üretimi sırasında büyük ölçüde su tüketimi gerçekleşir ve buna paralel olarak önemli miktarda katı, sıvı ve gaz fazında insan ve çevre sağlığı açısından tehdit oluşturacak toksik özelliği yüksek atıklar üretilir.  Bu risklerin ortadan kaldırılması için atık suların deşarj kriterlerine uygun biçimde arıtımı önem arz etmektedir. Atık suların etkili bir şekilde arıtımı,  proses içinde ve tarımsal vb. uygulamalarda tekrar kullanılabilir olması yaşam kaynağımız olan suyun korunması için oldukça önemlidir. Kâğıt endüstrisinde kullanılan farklı hammadde ve kimyasallara bağlı olarak atık su karmaşık bir karakterizasyon gösterir ve askıda katı madde içeriği fazladır.
Bu çalışmada kâğıt üretimi atık suyunun arıtımında kimyasal koagülasyon ile toplam organik karbon (TOC) içeriğinin %26 azaltıldığı belirlendi. Elektrokoagülasyon yöntemi ile farklı elektrot çiftleri kullanılarak yapılan denemelerde Fe/Fe elektrot çifti ile pH değeri 6,50 olan atık suyun TOC içeriği ise %85 azaltıldı. Elektrokoagülasyon yönteminde atık su arıtım verimi 100 mA'e kadar akım ile artış gösterirken, 200 mA ve üzerinde oluşan yan reaksiyonlar ve flokların bozunması nedeniyle verimde azalma gözlendi. Aynı zamanda atık suyun inorganik karbon (IC) içeriği 100 mA de %99 oranında giderildi.
Kimyasal koagülasyon ile askıda katı maddenin bir kısmı uzaklaştırıldıktan sonra anodik oksidasyon (AO) yöntemi uygulanarak kademeli arıtımın etkinliği incelendi. BDD/Pt elektrot çifti ile gerçekleştirilen AO yönteminde 500 mA akım uygulandığında 4 ve 5 saat sonra sırasıyla %68 ve %84 TOC giderimi sağlandı. 
Elektrokoagülasyon yöntemi ile atık suyun TOC ve IC yükü azaltılırken, organik kirleticiler katı faza geçmektedir. Ancak kombine sistemde kimyasal koagülasyon ardından anodik oksidasyon yönteminin uygulanması ile katı atık miktarı azaltılırken organik kirleticilerin etkin mineralizasyonu gerçekleştirilmiş oldu.

Abstract:
During the production of cellulose pulp and paper, a large amount of water is consumed and, in parallel, a significant amount of highly toxic waste is produced in solid, liquid and gas phases that pose a threat to human and environmental health. In order to eliminate these risks, it is important to treat wastewater in accordance with the discharge criteria. Effective treatment of wastewater and in-process, agricultural etc. Its reusability in applications is very important for the protection of water, which is our source of life. Depending on the different raw materials and chemicals used in the paper industry, wastewater shows a complex characterization and has high suspended solids.
In this study, it was determined that the total organic carbon (TOC) content was reduced by 26% with chemical coagulation in the treatment of paper production wastewater. In the experiments performed by using different electrode pairs with the electrocoagulation method, 85% TOC content of the wastewater with a pH value of 6.50 was removed with the Fe/Fe electrode pair. In the electrocoagulation method, wastewater treatment efficiency increased with a current up to 100 mA, while a decrease was observed in efficiency due to side reactions and degradation of flocs at 200 mA. At the same time, the inorganic carbon (IC) content of the wastewater was removed by 99% at 100 mA.
After removing some of the suspended solids by chemical coagulation, the efficiency of the stepwise treatment was examined by applying the anodic oxidation (AO) method. In the AO method performed with BDD/Pt electrode pair, 68% and 84% TOC removal was achieved after 4 and 5 hours, respectively, when 500 mA current was applied.
While the TOC and IC load of the wastewater is reduced by the electrocoagulation method, organic pollutants pass into the solid phase. However, with the application of the anodic oxidation method after chemical coagulation in the combined system, the amount of solid waste was reduced and the organic pollutants were effectively mineralized.