Savunma sanayii atık sularının elektrokoagülasyon yöntemi ile arıtımı
Treatment of defense industry wastewater with electrocoagulation (ec) method
Yazar: GİZEM ERSOY
Danışman: DOÇ. DR. FADİME KARAER ÖZMEN
Eskişehir Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Çevre Bilimleri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Atık su = Waste water

Özet:
Endüstriyel atık sular, su ortamlarında arsenik, bakır, krom, kadmiyum, nikel,
çinko, kurşun ve cıva gibi tehlikeli biyobirikimli ve yüksek oranda çözünür toksik ağır
metallerin ana kaynağıdır. Bu nedenle, biyolojik olarak parçalanamayan ve kalıcı ağır
metallerin savunma sanayi atık suyundan uzaklaştırılması ve/veya geri kazanılmasına her
zaman ihtiyaç duyulmuştur. Savunma sanayi atık suyu, kesikli reaktörde paralel plaka Fe,
Al ve hibrit Fe-Al kelektrotler kullanılarak elektrokoagülasyon (EK) ile arıtılmıştır. EK
prosesinde, model atık suyun TOK, toksisite ve ağır metal içerikleri 30 dakikalık
bekletme süresi boyunca arıtılırken; elektrot türü, akım yoğunluğu (10,0, 15,0 ve 20,0
mA/cm2), sodyum sülfat elektrolit miktarını (0,0, 5,0 ve 10,0 mM Na2SO4) ve başlangıçtaki su pH'ını (3, 6 ve 9) yanıt yüzeyi metodolojisi (RSM) optimize edilmiştir. Seviye bazında konsantrasyonları mg/L olarak azalan şekilde sıralandığında ana metal ve ağır metal içeriklerinin Ni, Zn, Cu, Cr, Mn, Co, Ag, Pb ve As belirlenmiş ve bu ağır metaller EK prosesinde verimli bir şekilde uzaklaştırılmıştır. En iyi TOK giderimi (%99,476) ise akım yoğunluğu 15 mA/cm2 , Na2SO4 0 mM, giriş atık su pH'ı 9'da görülmüştür. Arıtım sonrası oluşan çamur FTIR-ATR spektrumunda, EC sonrasında
demir oksitteki Fe-O bağlarının titreşimleriyle ilgili olarak 875 cm−1 ve 884 cm−1 civarında gözlemlendi. Bu çalışma, savunma atık sularının yüksek TOK, toksisite ve ağır metal içeriğine sahip olmasına rağmen EK ile başarılı bir şekilde arıtıldığını göstermiştir.

Abstract:
Industrial wastewater is the major source of hazardous bio-accumulative and highly
soluble toxic heavy metals like arsenic, copper, chromium, cadmium, nickel, zinc, lead,
and mercury in the aquatic environments. There has, therefore, always been a need for
the removal and/or recovery of these toxic, non-biodegradable, and persistent heavy
metals from the defense industry wastewater. The defense industry wastewater was
treated with electrocoagulation (EC) using a sacrificial Fe, Al and hybrid Fe-Al
electorode in a batch reactor. In EC process, TOC, toxicity, and heavy metal contents of
the wastewater were decreased during 30 min retention time as a result of response
surface methodology (RSM) optimization with following parameters; current density
(10.0, 15.0 and 20.0 mA/cm2) supporting sodium sulfate electrolyte amount (0.0, 5.0 and 10.0 mM Na2SO4) and initial water pH (3, 6 and 9). It was observed that the main metal and heavy metal contents were Ni, Zn, Cu, Cr, Mn, Co, Ag, Pb ve As when their concentrations were listed in descending order at the level of mg/L, and these heavy metals were removed more efficiently in the EC process. The best TOC removal (99.476%) was seen at current density 15 mA/cm2, Na2SO4 0 mM, and influent wastewater pH 9.The FTIR-ATR spectrum of the sludge observed the strong peaks
around 875 cm−1  and 884 cm−1 related to vibrations of the Fe–O bonds in iron oxide after
the EC. This study showed that defense wastewater was successfully treated with EC first
time in the literature even if it had high TOC, toxicity, and heavy metal contents.