Mikrodalgada aktive edilen persülfat ile zeytin karasuyunun kimyasal oksidasyonu
Treatment of olive mill waste water by microwave enhanced persulfate oxidation
Yazar: HATİCE KÜBRA KAYAPINAR CİCİGÜN
Danışman: PROF. DR. NEVİM GENÇ
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Zeytin karasuyu içeriğinde bulunan yüksek organik madde ve kompleks bileşenler nedeniyle arıtımı oldukça zor bir atıksudur. Bu inatçı yapıdaki atıksu biyolojik olarak zor ayrışmakta, çevresel açıdan potansiyel bir tehdit oluşturmaktadır.  Bu çalışmada, zeytin karasuyunun mikrodalgada aktive edilen persülfat ile kimyasal oksidasyonu incelenmiştir. Oksidasyonda etki olan parametreler; oksidasyon süresi, persülfat anyon konsantrayonu, mikrodalga gücü ve başlangıç pH'ı olarak dikkate alınmıştır. Bu parametrelerin; organik madde giderimi, renk giderimi ve işletme maliyeti üzerindeki etkisinin belirlenmesinde yüzey yanıt modellemesi ile birleştirilen Box-Behnken Deney tasarımı uygulanmıştır. Optimizasyon yüksek arıtım verimliliği ve düşük işletme maliyetini aynı anda sağlayacak şartların belirlenmesi için yapılmıştır. Model ile öngörülen en iyi koşullar 23,58 dakika oksidasyon süresi, 266 g/L persülfat anyon konsantrasyonu, 567 W gücü ve başlangıç pH'ı 2 değerleri olarak belirlenmiştir. Bu optimum koşullardaki gerçek değerler olarak %63,38 oranında KOİ giderimi, %94,85 oranında renk (Pt-Co) giderimi elde edilmiştir ve işletme maliyeti ise 0,0633 Euro/g giderilen TOK olarak bulunmuştur. Ayrıca biyolojik parçalabilirliğin en iyi göstergesi olarak kabul edilen BOİ5/KOİ oranı, bu optimum şartların uygulanması ile 0,144'ten 0,285'e yükseltilmiştir. ANOVA analiziyle yüksek arıtım verimliliğinde ve düşük işletme maliyetinde işletme parametrelerinin etkisi belirlenmiştir ve çalışma parametrelerinin bireysel ve etkileşimli etkilerini değerlendirilmiştir. KOİ için oksidasyon süresi> güç> PS> pH olduğu, renk için PS> oksidasyon süresi> güç> pH olduğu ve işletme maliyeti için pH> PS> oksidasyon süresi>güç olduğu belirlenmiştir. Sonuçlar yaklaşık 3 g persülfat kullanılarak 1 g KOİ'nin uzaklaştırıldığını ve biyoparçalanabilirliğinin 2 kat arttığını göstermiştir. Ancak ulaşılmış olan kirlilik konsantrasyonları hala çok yüksek değerlerdedir, arıtılan su Türkiye'deki yüzey suyuna deşarj standartlarını sağlayamadığı için bu prosesin geleneksel arıtma ünitesine entegre edilmesi önerilmektedir.

Abstract:
Olive mill wastewater is a very difficult wastewater to treat due to high organic matter and complex components. This stubborn wastewater is difficult to biodegrade and it is a potential environmental threat. In this study, oxidation of oil mill wastewater by microwave-activated persulfate was investigated. Parameters affecting oxidation; oxidation time, persulfate anion concentration, microwave power and initial pH were considered. Box-Behnken Design (BBD) combined with Response Surface Methodology (RSM) was applied to investigate the simultaneous effects of oxidation time, persulfate (PS) anion concentration, microwave power and initial pH uptake on organic matter and colour removal and operating cost. The optimization was carried out to determine the conditions that would ensure high treatment options and low operating costs simultaneously. The best conditions predicted by the model were determined as oxidation time of 23.58 minutes, persulfate anion concentration of 266 g / L, 567 W power and initial pH 2 values. At these optimal conditions, COD removal of %63.38, color (Pt-Co) removal of %94.85 and operating cost of 0.0633 Euro/g TOC removal were found. Also, the biodegradability of OMW by applied oxidation process, as BOD5/COD ratio, was increased from 0.144 to 0.285. The ANOVA analysis determined the effect of operating parameters on high treatment efficiency and low operating costs and evaluated the individual and interactive effects of the operating parameters. Analysis showed that the predicted order of the significance is oxidation time>power>PS>pH for COD, PS>oxidation time>power>pH for color, pH>PS>oxidation time>power for operating cost. Results showed that in alone microwave-activated PS oxidation process, 1 g of COD was removed and biodegradability increased by 2 times using approximately 3 g PS. However, the pollution concentrations reached are still very high, this process can not provide treated water discharge standards for surface water in Turkey be integrated into conventional treatment units is proposed.