Elektrooksidasyon prosesinde elektrot seçimi ve proses performansı üzerine etkilerinin incelenmesi
Electrode selection in electrooxidation process and investigation of its effects on process performance
Yazar: SİNEM SELKİ
Danışman: DOÇ. DR. ÖMÜR GÖKKUŞ
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Bu çalışmada EO prosesi performansını doğrudan etkileyen anot malzemelerin özellikleri incelenmiştir. EO prosesinde, arıtım verimi kullanılan elektrot malzemeleri ile yakından ilişkilidir. Kullanılan anot malzeme EO prosesine uygulanan akım şiddeti değerlerini ve potansiyeli önemli ölçüde etkileyerek arıtma maliyelerini de değiştirebilmektedir. Doğrudan EO prosesinde anot materyali önemli bir role sahiptir. Genel olarak doğrudan EO prosesi sırasında anot olarak Pt, Ti, TiO2, Ti/IrO2, Pb/PbO2, IrO2, poroz karbon, fiber karbon, cam karbon gibi elektiriği kolayca ileten ve çözünürlüğü yüksek olan metaller kullanılır. Uzun yıllardır EO prosesinde kullanılan boyutsal kararlı anot (DSA) ve karışık metal oksit (MMO) elektrotlar en çok kullanılan anot malzemelerdir. Bu amaçla çalışma kapsamında; Ti/PbO2, Ti/IrO2, Ti/IrO2/RuO2, Ti/RuO2, Ti/Pt, grafit, bor katkılı elmas (BDD) ve Ti/SnO2 anot malzemelerin litaratür uygulamaları incelenerek farklı çalışma koşullarında giderim verimleri karşılaştırılmıştır. Çalışma sonuçlarına göre BDD anot malzemesinin özellikle mikrokirletici grubundaki bileşikler, ilaç etken madde, pestisitler gibi ayrışmaya karşı dirençli kirleticilerin gideriminde diğer elektrot malzemelere göre çok daha yüksek giderim verimlerine sahip olduğu anlaşılmaktadır. BDD anotları kullanılan çalışmalarda diğer anot malzemelerine göre giderim verimi daha iyi olduğu gözlemlenmiştir. BDD anot için literatür araştırmaları incelendiğinde, toplam organik karbon (TOK) %86,0 ve kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ) %92,0 gibi yüksek giderim verimlerinin elde edildiği çalışmalar mevcuttur. Maliyet noktasında alternatif olarak kullanılan kurşun dioksit ile kaplı titanyum, titanyum-iridyum oksit kaplama, titanyum-MMO kaplı titanyum, titanyum-rutenyum oksit kaplama, platin kaplı titanyum, grafit, kalay oksit ile kaplı titanyum anotlar tatmin edici düzeyde giderim verimi sağlamaktadır.

Abstract:
In this study, the properties of anode materials that directly affect the performance of the electrooxidation process were investigated. In the electrooxidation process, the electrolysis efficiency is closely related to the electrode materials used. The anode material used can change the system costs by significantly affecting the current intensity values and the potential applied in electrooxidation. If the pollutants in the wastewater are decomposed by the oxidation process, removal takes place. The anode metal plays an important role in direct electrooxidation. Generally, metals that conduct electricity easily and have high solubility such as Pt, Ti, TiO2, Ti/IrO2, Pb/PbO2, IrO2, porous carbon, fiber carbon, glass carbon are used as anodes during the direct electrooxidation process. Dimensionally stable anode (DSA) and mixed metal oxide electrodes (MMO), which have been used in electrooxidation for many years, are known by these names. The electrooxidation process is carried out by coating titanium metal, which is resistant to corrosion, with metal oxides (RuO2, IrO2, PbO2, SnO2).
For this purpose, in this study; Ti/PbO2, Ti/IrO2, Ti/IrO2/RuO2, Ti/RuO2, Ti/Pt, graphite, BDD, Ti/SnO2 anode materials were evaluated in the literature and compared the removal efficiencies under different operating conditions. According to the results of the study, it has been understood that BDD is much superior to other electrode materials in the removal of pollutants that are resistant to decomposition, especially compounds in the micro-pollutant group, drugs, pesticides. However, titanium anodes coated with lead dioxide, titanium- irinium oxide coating, titanium- mixed metal oxide coated titanium, titanium-ruthenium oxide coating, platinum coated titanium, graphite, boron coated diamond, tin oxide coated titanium provides a high level of removal efficiency, which are used as alternatives in terms of the treatment costs, are satisfactory.