Ağır metal içeren elektrokoagülasyon atığının değerlendirilmesi için bir endüstriyel simbiyoz uygulamasının geliştirilmesi
Development of an industrial symbiosis implementation for the evaluation of electrocoagulation residues containing  
heavy metals
Yazar: SUZAN EROĞLU ÖNPEKER
Danışman: PROF. DR. ÜMRAN TEZCAN ÜN
Anadolu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Bu araştırmada Cr(VI) içeren endüstriyel bir atıksuyun elektrokoagülasyon ve elektrofenton yöntemleri kullanılarak arıtımı gerçekleştirilmiştir. Elektrokoagülasyonda, Rushton tipi demir anot ve silindirik demir katot kullanılmıştır. Deneylerde pH, akım yoğunluğu, destek elektrolit tipi ve destek elektrolit derişimi parametreleri çalışılmış; pH 2.4'te, 20 mA/cm2 akım yoğunluğunda ve 0.05 M NaCl elektrolit kullanıldığında en iyi arıtım verimi elde edilmiştir.  1000 mg/L'lik başlangıç Cr(VI) derişimi, 2.68 kWh/m3'lük enerji tüketimi ile yaklaşık %100 arıtılarak, 0,017 mg/L'e düşürülmüştür.  Elektrokoagülasyon çamurunun, XRD ve XRF cihazları ile karakterizasyonu sonucu zengin demir ve krom kaynağı olduğu belirlenmiş ve seramik pigmentleri üretmek için yeniden kullanılabileceği görülmüştür. Çamurdan kırmızımsı kahverengi ve siyah renkte pigmentler üretilerek % 100 Cr (VI) gideriminin yanısıra atık çamurun tekrar kullanımı başarıyla uygulanmıştır. İki farklı sektörün birinin atığının diğerinin hammaddesi olarak yararlı kullanımının ortaya çıktığı bir endüstriyel simbiyoz uygulaması geliştirilmiştir.
İkinci çalışmada, kaplama tesisinden farklı zamanda alınan 518,9 mg/L başlangıç Cr(VI) derişimine sahip atıksuyun arıtılmasında elektrofenton yönteminin etkisi araştırılmıştır. Bıçaklı karıştırıcı demir anot ve silindirik demir katot kullanılarak pH, akım yoğunluğu ve H2O2 derişiminin etkisi araştırılmıştır. Elektrokimyasal arıtım öncesinde H2O2 eklenerek 10 mA/cm2 ve pH 3'te yapılan arıtım sonucunda % 99,92 giderim ile 0,42 mg/L Cr(VI) derişimine ulaşılmıştır.

Abstract:
This research experimentally investigates the treatment of original electroplating wastewater with high Cr(VI) content with two different studies by electrocoagulation and electrofenton. In electrocoagulation, Rushton type iron electrode and cylindrical batch stirred iron reactor were used. pH, current density, supporting electrolyte type and supporting electrolyte concentration parameters were studied. The best performance was observed at an initial pH of 2.4, 20 mA /cm2 current density and 0.05 M NaCl electrolyte values. At an initial Cr (VI) concentration of 1000 mg /L, 100% recovery was achieved with an energy consumption of 2.68 kWh/ m3; with a concentration of 0.017 mg/L. The sludge was characterized using XRD and XRF showing the sludge is a rich source of iron and chromium and can be reused to produce value added ceramic pigments. Prepared pigments appeared to be reddish brown and black color in transparent glaze. Zero waste process is successfully introduced with 100% Cr(VI) removal and reuse of the resulting sludge as an industrial symbiosis case study.
The effect of electrofenton was investigated in the treatment of another wastewater with an initial Cr (VI) concentration of 518.9 mg/L from the metal coating plant. A blade stirrer iron electrode and a cylindrical batch iron reactor were used. The effects of pH, current density and H2O2 concentrations were investigated. Before each treatment H2O2 was added to the solution. The best removal efficiency occured at a current density of 10 mA/cm2, at a pH of 3 without H2O2 addition with a removal efficiency of 99.92 % with 0.523 mg/L.