Suların dezenfeksiyonunda kullanılan yükseltgen cinsine bağlı olarak oluşan istenmeyen yan ürünlerin uygun yöntemlerle giderilmesi
Removal of undesired by-products formed due to type of oxidizers used in water disinfection by appropriate methods
Yazar: NUR TAŞKIN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. ERDAL KARADURMUŞ
Hitit Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
İçme ve kullanma sularında bulunan bromür iyonu dezenfektan özelliğine bağlı olarak bromat iyonuna dönüşmektedir. İnsani tüketim amaçlı kullanılacak suyun 3 µg/L' nin üzerinde bromat iyonu içermesi durumunda kanserojen özellik taşıdığı Dünya Sağlık Örgütü tarafından belirlenmiştir. Yapılan çalışmalarda doğal su kaynaklarında bromür içeren sulara rastlanmaktadır. Özellikle ambalajlı suların dezenfeksiyonunda ozon tercih edilmesi sonucu bromür iyonu bromat iyonuna dönüşmektedir. Bu çalışmada olumsuz yan ürün olan bromat iyonu giderimi için uygun yöntemlerden adsorpsiyon kullanılmıştır.
Adsorban olarak saf aktif karbon ve modifiye edilmiş granüler aktif karbon kullanılmıştır. Modifikasyon işleminde HCl, NaOH ve NH3 tercih edilmiştir. Modifikasyon ürünleri üzerinde SEM, FT-IR, BET analizleri yapılmıştır. Farklı özellikteki aktif karbonlar, çapları 1,2,3 cm ve yükseklikleri 2,5,10 cm arasında değişen farklı çap ve farklı kolon yüksekliklerinde farklı adsorban boyutlarında dolgu malzemesi kullanılarak değişik akış hızlarında kesikli çalışma gerçekleştirilmiştir.  
Çalışmalar öncelikle 350-2000 µg bromat iyonu/L arasında 4 farklı derişimde, 200-1000 µg bromür iyonu/L arasında değişen 3 farklı derişimde sentetik olarak hazırlanan bromür ve bromat iyonu çözeltileri kullanılarak yapılmıştır. Daha sonra bölgesel içme suyu kaynaklarından alınan numuneler ile gerçekleştirilmiştir. Sentetik bromür iyonu çözeltileri yeterli düzeyde ozonlamaya tabi tutularak bromat iyonu oluşumu gerçekleştirilmiş bunun yanı sıra sentetik bromat iyonu çözeltileri çalışmada direk kullanılmıştır. Bu çözeltilerdeki bromat miktarları tayin edildikten sonra hazırlanan farklı aktif karbon kolonlarında giderim sağlanmıştır. 
Elde edilen sonuçlar göstermiştir ki en uygun adsorban NH3 modifikasyon ile elde edilen aktif karbondur. Bu adsorban ile 2 cm çap ve 10 cm yüksekliğindeki 25 ml/dk akış hızı koşullarında hazırlanan kolondan elde edilen bromat iyonu giderim yüzdesi % 99,4 değerine kadar çıkmıştır.

Abstract:
Bromide ion in drinking and potable waters is transformed into bromate ions depending on the disinfectant. The water used for human consumption is defined as carcinogenic by World health organization, if it contains more than 3 µg/L bromate ions. Previous studies in literature show that the natural water sources may contain bromide ion. Especially, as a result of using ozone disinfection in bottled waters, bromide ions are converted into bromate ions. In this study, adsorption is used for removal of unwanted bromate ions.
Pure activated carbon and modified granular activated carbon were used as an adsorbent. HCl, NaOH and NH3 were used in the modification process. SEM, FT-IR and BET analysis were performed on adsorbents. A series of batch adsorption columns were used in order to evaluate the performances of adsorbents and operating conditions.  Activated carbons with different characteristics were tested by using various column diameters (between 1 – 3 cm) and column heights (between 2 – 10 cm). Effect of flow rate and adsorbent dimensions were also tested.
Experiments were conducted by using synthetically prepared four different bromate ion solutions which were in the range of 350 – 2000 µg/L and three different synthetically prepared bromide ion solutions which were in the range of 200 – 1000 µg/L. Experiments were also conducted by using samples taken from the local drinking water supply. Synthetically prepared bromide ion solutions were subjected to ozone in order to produce bromate ion solutions. Additionally, synthetically prepared bromate ion solutions were used directly. Bromate ion concentration in these solutions was determined analytically and then were removed by using different adsorbents and operating conditions.
The results show that the activated carbon modified using NH3 was the optimal adsorbent for bromate ion removal. When this absorbent used in a column with a diameter of 2 cm and a height of 10 cm, the bromate ions removal percentage was up to 99.4 with a 25ml/min liquid flow rate.