Biyodizel atıksularının elektrokoagülasyon ve ileri oksidasyon yöntemleri ile arıtılabilirliği
Treatment of biodiesel wastewater with electrocoagulation and advanced oxidation process
Yazar: NAZİRE PINAR TANATTI
Danışman: PROF. İSMAİL AYHAN ŞENGİL
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Biyodizel atıksuları çok miktarda yağ, metanol, sabun ve gliserin içermektedir. Bu atıksuların KOİ değeri 250 000 – 450 000 mg/L, TOK 54 000 – 110 000 mg/L, gliserin 800 – 1500 mg/L ve metanol 6 000 – 15 000 mg/L arasında değişmektedir. Atıksudaki yağ içeriği ise 15 000 mg/L kadar yüksek olabilmektedir. Bu nedenle biyodizel atıksuları, yağ – drenaj sistemlerin tıkanmasına, biyolojik arıtma sistemlerinde biyolojik aktivitenin azalmasına sebep olmaktadır. Bu çalışmanın ana amacı, laboratuvar ölçeğinde çalışmalar yaparak esterifikasyon yöntemiyle üretilen biyodizel atıksularının arıtılabilirliğinin incelenmesidir. Bu çalışma, iki ana bölümde yürütülmüştür; Bölüm 1: Biyodizel atıksuyuna solvent ekstraksiyonu ve elektrokoagülasyon ile ön arıtım yapılmıştır. Bölüm 2: Elektrokoagülasyonlu biyodizel atıksuyuna foto-Fenton ile son arıtım yapılmıştır. Bölüm 1'de solvent ekstraksiyonunda en uygun solventlerin hegzan ve metil tersiyer butil eter olduğu belirlenmiştir. Ekstraksiyon parametreleri araştırılmıştır ve her iki solventle de %95 civarında KOİ giderimi, %90 civarında TOK giderimi, %99 üzerinde yağ-gres giderimi sağlanmıştır. Elektrokoagülasyon ise demir ve alüminyum elektrotlar ile gerçekleştirilmiştir. Optimum elektrokoagülasyon şartlarında her iki elektrotla %95 civarında KOİ, %87 civarında TOK ve %99 üzerinde yağ-gres giderimi sağlanmıştır. Bölüm 2'de foto-Fenton ile arıtımda asidik şartlar altında UV reaktörde çalışılmıştır. Foto-Fenton ile arıtımda %98,7 KOİ, %97,1 TOK ve %99,4 MeOH giderme verimleri sağlanmıştır.

Sonuç olarak, biyodizel üretim tesislerinde açığa çıkan atık suların, solvent ekstraksiyonu veya elektrokoagülasyon prosesinden sonra, foto-Fenton prosesi ile yönetmelik sınır değerlerini sağlayabilecek şekilde arıtılabileceği belirlenmiştir.

Abstract:
The main components of the wastewater are the residual remaining oil, methanol, glycerol and soap. In general, wastewater from the biodiesel processing industry contains high concentrations of COD, TOC, glycerine, methanol and oil and/or grease such as 250 000 – 450 000 mg L-1, 54 000 – 110 000 mg L-1, 800 – 1500 mg L-1, 6 000 – 15 000 mg L-1  and 15 000 mg L-1, respectively. In this respect, biodiesel wastewater should not be discharged into public drainage because the oil causes plugging of the drainage and decreases biological activity in sewage treatment. The initial aim of this study is, investigation of, treatability of the biodiesel wastewater, maintained by the esterification process with fulfillment laboratory scale studies. This study was processed in two different chapter. Chapter 1: Pre- treatment with the solvent extraction and electrocoagulation was in progress in biodiesel wastewater. Chapter 2: Final treatment with foto-Fenton was progress in biodiesel wastewater with electrocoagulaton. In chapter 1, hexane and methyl tertiary butyl ether are determined as the most appropriate solvents for the solvent extraction. The extraction parameters were investigated and with the both solvents almost 95% COD, 90% TOC and 99% oil-grease removal was evaluated. Electrocoagulation is carried out for the iron and aluminum electrodes. The optimum electrocoagulation conditions with the both electrodes approximately 95% COD, 87% TOC and 99% oil-grease removal was evaluated.In chapter 2, the foto-Fenton treatment was studied under the acidic conditions by UV reactor. With the foto-Fenton treatment 98.7% COD, 97.1% TOC and 99.4% MeOH removal was evaluated.

Finally, wastewaters occurred in the biodiesel production facilities, after the solvent extraction or electrocoagulation, foto-Fenton process can be treated for providing the regulation boundary conditions.