Fenol içeriği yüksek atık suyun kimyasal ve ileri oksidasyon yöntemleri ile arıtımı
Treatment of wastewater with high phenol content by chemical and advanced oxidation methods
Yazar: BUKET KAR
Danışman: PROF. DR. BELGİN GÖZMEN SÖNMEZ
Mersin Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Analitik Kimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Anodik oksidasyon = Anodic oxidation ; Atık su = Waste water ; Elektrokoagülasyon = Electrocoagulation ; Endüstriyel atık su = Industrial waste water ; Fenoller = Phenols ; Fenton = Fenton ; İleri oksitlenme süreçleri = Advanced oxidation processes

Özet:
Su canlı yaşamın devamlılığının vazgeçilmez bir parçasıdır. Ancak temiz su oranındaki azalma nüfus artış, hızlı sanayileşme ve kentleşme nedeniyle gün geçtikçe artmaktadır. Su kirliliği biyolojik çeşitliğin azalmasına, insanlarda ve canlılarda ciddi hastalıklara, hatta can kayıplarının yaşanmasına neden olmaktadır. Şu an %13 civarında olan endüstrideki su kullanım miktarının 2030 yılında ise %20'lere kadar çıkması beklenmektedir. Bu sebepler göz önüne alındığında endüstrilerden kaynaklanan atık suların arıtılması önem taşımaktadır. 
Fenol ve fenolik bileşikleri, endüstriyel atık sularda en yaygın kimyasal kirletici formlarındandır ve düşük konsantrasyonlarda bile yüksek toksisiteye sahip öncelikli kirleticilerdir 
Bu çalışmada amaç fenol içeriği yüksek atık suyun içerdiği organik ve inorganik kirlilik içeriğinin azaltılmasıdır. Atık suyun arıtımı kimyasal koagülasyon, elektro koagülasyon (EK) (Al/Al ve Fe/Fe elektrot çifti kullanılarak), elektrokoagülasyon/elektro-Fenton (EK/EF) kombine sistemi, elektro-Fenton (EF) ve anodik oksidasyon (AO) yöntemleriyle sağlanmıştır. Uygulanan yöntemin etkinliği toplam organik karbon (TOK) ve inorganik karbon (IK) giderimi hesaplanarak tespit edilmiştir.
	Toplam organik karbon gideriminde en yüksek verim alınan yöntemden en az verim alınan yönteme doğru sıralama;  2 saat Fe/Fe elektrot çifti ile elektrokoagülasyon sonrası 4 saat EF yöntemi (%78), Al/Al elektrot çifti ile 5 saat elektrokoagülasyon yöntemi (%73), pH 8,8'de Fe/Fe elektrot çifti ile 2 saat EK/EF kombine yöntemi (%71), 8 saat BDD anot ile AO yöntemi (%55), 1 saat kimyasal koagülasyon yöntemi (%53) ve pH 8,8'de Fe/Fe elektrot çifti kullanılarak gerçekleştirilen elektrokoagülasyon yöntemi (%50) şeklindedir.
Deneyler sonucunda IK gideriminde en yüksek verim %79 ile Fe/Fe elektrot çifti kullanılarak gerçekleştirilen elektrokoagülasyon sonrası 4 saat EF yöntemi ile elde edilmiştir.
Fe/Fe elektrot çifti ile gerçekleştirilen elektrokoagülasyon yönteminin ortama hidrojen peroksit ilavesi ile EF destekli hale dönüştürülmesi sonucu yüksek fenol içeriğine sahip atık suyun organik kirletici içeriğinin önemli miktarının mineralizasyona uğradığı görülmektedir. Bu yöntem sonrası biyolojik arıtım veya membran filtrasyon gibi yöntemlerin uygulanabilirliği arttığından daha iyi bir arıtım için ön işlem olarak önerilebilir.

Abstract:
Water is an indispensable part of the continuity of living life. However, the decrease in the rate of clean water is increasing day by day due to population growth, rapid industrialization, and urbanization. Water pollution causes a decrease in biological diversity, serious diseases in humans and living things, and even loss of life. The amount of water uses in the industry, which is currently around 13%, is expected to increase up to 20% in 2030. Considering these reasons, it is important to treat wastewater originating from industries.
Phenol and phenolic compounds are the most common forms of chemical pollutants in industrial wastewater and are primary pollutants with high toxicity even at low concentrations.
The aim of this study is to reduce the organic and inorganic pollution content of wastewater with high phenol content. Wastewater treatment was achieved by chemical coagulation, electrocoagulation (EC) (using Al/Al and Fe/Fe electrode pairs), electrocoagulation/electro-Fenton (EC/EF) combined system, electro-Fenton (EF) and anodic oxidation (AO) methods. The effectiveness of the applied method was determined by calculating the total organic carbon (TOC) and inorganic carbon (IC) removal.
Sorting from the method with the highest efficiency to the method with the least efficiency in TOC removal; Electro-Fenton method for 4 h after electrocoagulation with 2 h Fe/Fe electrode pair (78%), 5 h electrocoagulation method with Al/Al electrode pair (73%), 2 h with Fe/Fe electrode pair at pH 8.8 electrocoagulation/electro-Fenton combined method (71%), anodic oxidation method with BDD anode for 8 h (55%), chemical coagulation method for 1 h (53%), and electrocoagulation method using Fe/Fe electron pair at pH 8.8 (50%). 
As a result of the experiments, the highest efficiency in IC removal with 79% was obtained by the electro-Fenton method for 4 h after electrocoagulation using Fe/Fe electron pair. 
It is observed that a significant amount of organic pollutant content of the wastewater with high phenol content was mineralized as a result of the electrocoagulation method performed with the Fe/Fe electrode pair, which was converted into electro-Fenton supported by the addition of hydrogen peroxide to the medium. Since the applicability of methods such as biological treatment or membrane filtration increases after this method, it can be recommended as a pre-treatment for better treatment.