Fosfatlama banyosu atıksularının elektrokimyasal arıtımı
Electrochemical treatment of zinc phosphating bath wastewater
Yazar: ALEV DEDELİ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. MEHMET KOBYA
Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü / Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Atık su arıtma = Waste water treatment ; Elektrokimyasal yöntem = Electrochemical method ; Elektrokoagülasyon = Electrocoagulation ; Çinko fosfatlama = Zinc phosphating

Özet:
Bu çalışmada; çinko fosfatlama banyo durulama atıksularının elektrokimyasal arıtımı yapılmıştır. Bu atıksular pH 3.80, 120 mg PO4-P/L fosfat ve 50 mg Zn2+/L çinko bileşimine sahiptir. Giderim verimi üzerine atıksu pH, akım yoğunluğu, işletme süresi ve elektrot türü (Al veya Fe) etkileri incelenmiştir.Kesikli elektrokoagülasyon (EC) prosesinde, Fe elektrotlar için optimum giderme verimi pH 3.0, akım yoğunluğu ?60 A/m2 ve işletme süresi ?25 dakika; Al elektrotlar için ise ise pH 5.0, akım yoğunluğu ?50 A/m2 ve işletme süresi ?25 dakika olarak bulunmuştur. Optimum koşullarda fosfat ve çinko giderim verimi Fe elekrotlar için %88.5 (13.75 mg/L) ve %92 (3.20 mg/L); Al elekrotlar için ise %99 (1.02 mg/L) ve %98.7 (1.30 mg Zn2+/L) tespit edilmiştir. Diğer tarafdan, Al ve Fe elektrotlar için işletme maliyeti sırasıyla 7.34 $/m3 ve 8.90 $/m3 olarak hesaplanmıştır.Sürekli akış EC reaktörüne 40 dak. işletme süresinde çinko fosfatlama durulama atıksularının 50-400 mL/dak arasında beslendiğinde Al elektrotlar için 0.12-3.80 mg PO4-P/L and 0.1 mg Zn2+/L, Al elektrotlar için ise sırasıyla 0.50-17.4 mg PO4-P/L and 0.4-8.40 mg Zn2+/L çıkış değerleri elde edilmiştir. Sürekli proseste atıksu besleme debisi 50-400 mL/dak arasında Al ve Fe elektrotlar için sırasıyla işletme maliyeti 12.90-5.60 $/m3 and 14.50-4.20 $/m3 olarak hesaplanmıştır.Arıtım verimi ve işletme maliyeti bakımından hem kesikli hemde sürekli proses ile çinko fosfatlama durulama banyo atıksuları başarılı bir şekilde arıtılmıştır. Bu çalışmada Al elektrotların Fe elektrotlardan daha iyi verim sağladığı tespit edilmiştir. Her iki proses sonuçlarının kanalizasyon deşarj standartlarını (2 mg PO4-P/L, 5 mg Zn2+/L) sağladığı görülmüştür.

Abstract:
In this work, electrochemical treatment of zinc phosphating bath rinse wastewater was studied. This wastewater has the following properties: pH 3.80, 120 mg PO4-P/L and 50 mg Zn²+/L. Effect of treatment of wastewater on pH, current density, operating time and type of electrode (Al or Fe) was investigated.In the electrocoagulation (EC) batch process, optimum removal efficiency was obtained as pH 3.0, current density of ?60 A/m2, operating time of ?25 min for Fe electrode and pH 5.0, current density of ?50 A/m2, operating time of ?25 min for Al electrode, respectively. Removal efficiencies of PO4-P and zinc were found in the same optimum operating condition as 88.5% (13.75 mg/L) and 92% (3.20 mg/L) for Fe electrode and 99% (1.02 mg/L) and 98.7% (1.30 mg/L) for Al electrode. On the other hand, operating costs for Al and Fe electrodes were calculated as 7.34 $/m3 and 8.90 $/m3, respectively.Effluents of 0.12-3.80 mg PO4-P/L and 0.1 mg Zn2+/L for Al electrode and 0.50-17.4 mg PO4-P/L and 0.4-8.40 mg Zn2+/L for Fe electrode in the operating time of 40 min were obtained in the continuous process when the reactor was fed with 5-400 mL/min of flow rate in zinc phosphating rinse wastewater. Operating costs for Al and Fe electrodes at 5-400 mL/min were also calculated in the continuous process as 12.90-5.60 $/m3 and 14.50-4.20 $/m3.Both batch and continuous processes in terms of treatment efficiency and operating cost were successful for treating of zinc phosphating rinse wastewater. In this study, Al electrode performed better than Fe electrode. The results from both processes were agreed with sewage discharge limits (2 mg PO4-P/L, 5 mg Zn2+/L).