Kağıt endüstrisi atık suyunun elektrokoagülasyon yöntemi ile arıtımı
Treatment of paper industry wastewater by electrocoagulation
Yazar: SEHER TOPAL
Danışman: PROF. DR. ÜMRAN TEZCAN ÜN
Anadolu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Bu çalışmada kağıt endüstrisi atıksuyunun elektrokoagülasyon yöntemi ile direk deşarj edilebilir kaliteye kadar arıtılması amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda deneysel çalışmalar üç farklı bölümde yürütülmüştür. Birinci bölümde demir disk türbin tipi karıştırıcı anot ve demir silindirik katot kullanılarak akım yoğunluğu, destek elektrolit derişimi, pH, hidrojen peroksit derişimi, karıştırma hızı ve elektrot maddesinin Kimyasal Oksijen İstemi (KOİ) giderimi ve enerji tüketimi üzerine etkileri belirlenmiştir.  Deneysel çalışmalar sonucunda kağıt endüstrisi atıksuyu %92,6 giderim verimi ile arıtılarak KOİ derişimi 1220mg/L'den 90 mg/L'ye değerine düşürülmüştür. Çalışmada ayrıca demir içeriği yüksek (%80 Fe2O3) elektrokoagülasyon çamuru biyokütleden hızlı piroliz yöntemiyle yakıt elde edilmesinde katalizör olarak kullanılmıştır. Çalışmanın ikinci bölümünde kağıt endüstrisi atıksuyu birinci bölümde kullanılan reaktör ile aynı tasarıma sahip ancak alüminyum malzemeden oluşan anot ve katot kullanılarak pH, akım yoğunluğu, destek elektrolit derişimi, karıştırma hızı ve elektrot maddesinin KOİ giderimi ve enerji tüketimi üzerine etkileri belirlenmiştir. Çalışma sonucunda atıksu %98 giderim verimi ile arıtılarak KOİ derişimi 1220 mg/L'den 27,6 mg/L'ye değerine düşürülmüştür. Alüminyum içeriği açısından zengin olan çamur değerlendirilmek üzere polimer üretiminde katkı maddesi olarak kullanılmıştır. Çalışmanın üçüncü bölümünde ise aynı tasarıma sahip demir elektrotlar ve kağıt sanayi atıksuyu kullanılarak Elektro-Fenton giderimine pH'ın, akım yoğunluğunun ve H2O2 derişiminin enerji tüketimi ve giderim verimi üzerine etkisi araştırılmış ve %81 arıtım verimi elde edilmiştir.
 
Anahtar Kelimeler Elektrokoagülasyon, Elektro-Fenton, KOİ, Piroliz, Polimer.

Abstract:
In this study, it is aimed to reach  national discharge standarts of paper industry wastewater  treatment by electrocoagulation method. For this purpose the experimental studies were carried out in three parts. The effect of several parameters, such as supporting electrolyte concentration, current density, pH, agitation speed, H2O2 concentration and type of electrode material on COD removal efficiency and energy consumption were determined with using  iron flat blade disc turbine type anodes and cylindrical iron cathode.  The best treatment efficiency was observed initial COD  of 1220 mg/L being reduced to 90 mg/L resulting in overall removal efficiency of 92.6%. Also, the high iron content ( %80 Fe2O3) sludge produced during electrocoagulation was characterized and used as a catalyst in the catalytic pyrolysis of a bio-oil process for producing bio-oil. In second part of the experiments, the effect of several parameters, such as supporting electrolyte concentration, current density, pH, agitation speed, H2O2 concentration and type of electrode material on COD removal efficiency and energy consumption were determined with using  same design aluminum  anodes and aluminum  cathode which is made of aluminum. The best treatment efficiency was observed  initial COD  of 1220 mg/L being reduced to 27,6 mg/L resulting in overall removal efficiency of 98%.  The sludge produced during the electrocoagulation was characterized and used as an aluminum source to produce polymer composites because of their high aluminum oxide content. In third part of the experiments, electro penton of paper wastewater was studied using same electrodes which is made of iron. The effects of initial pH, current density and concentration of H2O2 on COD removal efficiency were determined. The removal efficiency of 81 % were obtained and the electrical energy consumptions were also evaluated.

Keywords : Electrocoagulation, Electro-Fenton, COD,  Prolysis, Polymer.