Boru tipi jet reaktörde ozonun kütle transferinin araştırılması ve boyar madde giderimi
Evaluation of mass transfer of ozone in tubular jet reactor and removal of dye
Yazar: YÜCEL ELEN
Danışman: PROF. DR. ERGÜN YILDIZ
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Çevre Teknolojisi Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Jet loop reaktörler, düşük güç tüketimi ve kütle transferindeki üstün performansları nedeniyle dikkat çeken sistemlerdendir. Bu çalışmada boru tipi jet reaktörün (BTJR) ozonun kütle transferindeki etkisi araştırılmış ve emme tüplü bir önceki nesil jet loop (JLR) reaktör tipiyle karşılaştırılmıştır. Boru tipi jet reaktörün emme tüplü jet loop reaktör modeline göre daha az güç tüketimi ile daha yüksek kütle transferi sağladığı belirlenmiştir. Aynı sirkülasyon debilerinde BTJR, JLR'den %30 daha az güç tüketmekte, ancak ozon gazının transferinde hemen hemen aynı hacimsel kütle transfer katsayısı (KLa) elde edilmektedir. 
Ayrıca çalışmanın ikinci aşamasında tekstil endüstrisi ve çeşitli alanlarda kullanılan metil oranj (MO) boyar maddesinin ozonlama ile arıtımı için hazırlanan sentetik atıksularla BTJR' de çeşitli denemeler yapılmıştır. Bu denemelerde sıvı sirkülasyon debisi, gaz debisi, sıcaklık, pH, ozon gaz kütlesi ve başlangıç metil oranj konsantrasyonlarının etkisi incelenmiş ve ozonlama ile renk, kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ) ve toplam organik karbon (TOK) giderim oranları belirlenmiştir. Özellikle sisteme verilen ozon gaz kütlesi, sıvı sirkülasyon debisi ve başlangıç metil oranj konsantrasyonunun giderim üzerinde önemli derecede etkili parametreler olduğu anlaşılmıştır. 180 dakikalık deneyler sonucunda tüm şartlarda %97 ve üzeri renk giderimi sağlanmıştır. Çalışmada sırasıyla KOİ ve TOK giderimi için en yüksek %96 ve %79 verimler elde edilmiştir. Metil oranjın ozonlanarak gideriminde ölçülen KOİ değerleri kullanılarak yalancı birinci dereceden kinetik hesaplamalarla ozonlamanın etkisi açıklanmıştır.

Abstract:
Jet loop reactors offering low energy consumption and outstanding performance in mass transfer are notable. In this study, effects of tubular jet reactor (TJR) on mass transfer of ozone are investigated, compared to suction tube based jet-loop reactor (JLR) of older generation. It has been found that tubular jet reactor has lesser power consumption and higher mass transfer than suction based jet reactor. TJR consumes 30% less power than JLR while having almost same volumetric mass transfer coefficient (KLa) for ozone transfer under same circulation flow rates.
Additionally, as the second phase of the study various experiments were carried out in TJR for ozonation of synthetic wastewater which is prepared from methyl orange (MO) dye being used in the textile industry. In these experiments, the effects of liquid circulation flow, gas flow, temperature, pH, ozone gas mass and initial methyl orange concentration were investigated and color, chemical oxygen demand (COD) and total organic carbon (TOC) removal rates were obtained. Particularly, ozone gas mass given to the system, liquid circulation flow rate and the initial methyl orange concentration parameters were found to have significant effect on removal efficiency. As a result of 180 minutes of operation, 97% and above color removal was reached under all conditions tested. Also, in the study COD and TOC removals were maxed to 96% and 79%, respectively. The removal of MO with ozonation was explained by pseudo 1st-order kinetic calculations with the use of measured COD values