Sulardan 2,4-diklorofenoksi asetik asit (2,4-d) herbisitinin fotobiyokataliz kullanarak arıtılması
The treatment of 2,4-dichlorophenoxy acetic acid (2,4-d) herbicide by using photobiocatalysis from waters
Yazar: GAMZE DOĞDU OKÇU
Danışman: DOÇ. DR. ARDA YALÇUK
Abant İzzet Baysal Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Yapılan bu çalışmada, 2,4-Diklorofenoksi asetik asit (2,4-D) herbisitinin kimyasal oksidasyon (Fotokataliz) ve biyolojik arıtma proseslerinin birleşimiyle oluşan hibrit arıtma sistemleri kullanılarak sulu çözeltiden giderilmesi incelenmiştir. Yapılan deneysel çalışmalar iki bölümden oluşmaktadır. İlk bölümde ticari formdaki Amin EXT 500 SL® 2,4-D amin tuzu herbisitinin laboratuvar koşullarında kesikli fotokatalitik reaktör sistemi ile fotokatalitik parçalanma ve mineralizasyon performansı incelenmiştir. 25 mgL-1 2,4-D'nin pH 5'de, UVA ışıması altında (365 nm/36 Wm-2) sabit karıştırma hızında (150 rpm) ve sıcaklıkta (22±1°C) fotokatalitik prosesiyle (UVA+TiO2) optimum koşullarda 180 dakika sonunda %97,47±0,27 parçalanma, %39,89±3,42 mineralizasyon ve %65,52±3,88 oksidayon elde edilmiştir. Ayrıca aynı koşullarda 25 mgL-1 2,4-D'nin optimum 150 mgL-1 H2O2 kullanılarak fotokatalizinde (TiO2+UVA+H2O2) 180 dakika sonunda %99,74±0,08 parçalanma, %55,99±2,67 mineralizasyon ve %82,49±1,90 oksidayon elde edilmiştir. Çalışmanın ikinci bölümünde ise, 6 günlük havalandırmalı (A-BR) ve havalandırmasız (NA-BR) biyolojik reaktörde oksidayon ve 50 mgL-1 2,4-D parçalanma miktarı 4. gün sonunda maksimuma ulaşmış olup sırasıyla; %78,78±0,30 ve %78,33±0,15 oksidasyon ile %38,23±3,12 ve % 42,26±0,42 parçalanma elde edilmiştir. 15 dakika fotokataliz ön işleminden geçmiş çıkış suyunun arıtımında ise (P&B), 4. gün sonunda maksimum %88,88±0,12 oksidayon ile %87,14±0,75 herbisit parçalanması elde edilmiştir.

Abstract:
In this study, removal of 2,4-Dichlorophenoxy acetic acid (2,4-D) herbicide from waters has been investigated by using a hybrid treatment system, which was a combination of chemical oxidation (photocatalysis) and biological treatment processes. Experimental studies are composed of two stages. In the first stage, the photocatalytic degradation and mineralization performance of the commercial grade Amin EXT 500 SL® 2,4-D amine salt herbicide was investigated by batch photocatalytic reactor system under laboratory conditions. Photocatalysis process (UVA+TiO2) of 25 mgL-1 were obtained as 97,47±0,27% degradation, 39,89±3,42% mineralization and 65,52±4,88% oxidation under UVA radiation (365 nm/36 Wm-2) at pH 5, at constant stirring rate (150 rpm) and temperature (22±1°C), under optimum conditions after 180 minutes. Moreover, in the same conditions, 99,74±0,08% degradation, 55,99±2,67% mineralization and 82,49±1,90% oxidation were obtained after 180 minutes of photocatalysis (TiO2+UVA+H2O2) using 25 mgL-1 of 2,4-D with optimum 150 mgL-1 H2O2. In the second stage of the study, maximum oxidation and herbicide degradation of 50 mgL-1 of 2,4-D were achieved at the end of the 4th day as 78,78±0,30% and 78,33±0,15% oxidation, as 38,23±3,12% and 42,26±0,42% degradation for the 6-days aerated (A-BR) and non-aerated biological reactor (NA-BR), respectively. For the treatment of effluent that was obtained from photocatalytic pretreatment for 15 min (P&B), was achived maximum values as 88,88±0,12% oxidation and as 87,14±0,75% herbicide degradation at the end of 4th day.