Gri suların ileri oksidasyon yöntemi ile arıtılması
Investigation of treatability of gray water by advanced oxidation methods
Yazar: EZGİ SÜHEL AKTAŞ
Danışman: DOÇ. DR. ÖZLEM DEMİR
Harran Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Fenton reaksiyonu = Fenton reaction ; Nanopartiküller = Nanoparticles ; İleri oksitlenme süreçleri = Advanced oxidation processes

Özet:
Su kaynaklarının azalmasına rağmen hızla artan su gereksinimlerini karşılamak için; gri suların arıtılması ve yeniden kullanılması amaçlanmaktadır. Duş ve lavabodan gelen ve gri su adı verilen fosseptik atığı olmayan evsel atık su, sarı su ve kahverengi su adı verilen kanalizasyon sularından ayrılıp arıtılmalı ve tekrar kullanılmalıdır. Tuvalet harici atıksuları içeren gri sular toplam evsel su kullanımının en büyük kısmını oluşturmaktadır. Gri sular nütrientler, inorganikler ve tehlikeli organik içerikler bakımından daha az kontamine olduklarından, su kaynaklarının korunması adına önemli bir potansiyel oluşturmaktadır. Daha sonra manyetik bir nanopartikül olarak bilinen Fe3O4 sentezlenerek gri suyun arıtılılabilirliği üzerine etkileri araştırılmıştır. Deneysel çalışma sonuçlarına göre, sentetik gri suyun Fe3O4 ile 30 dakikalık reaksiyonu sonunda en yüksek KOİ giderim verimi, 2.5 g/L Fe3O4 konsantrasyonunda %84 olarak elde edilmiştir. Çalışmanın sonraki aşamasında güçlü bir oksidant olan Potasyum Permanganat'ın (KMnO4) gri suyun arıtılabilirliğine etkileri araştırılmıştır. Deneysel çalışma sonuçlarına göre, sentetik gri suyun 1 saatlik reaksiyon süresi sonunda en yüksek KOİ giderim verimi %84 ile 0.1 g/L KMnO4 konsantrasyonunda elde edilmiştir. Fenton Prosesi ile yapılan çalışma sonucunda diğer yöntemlere göre daha yüksek KOİ giderim verimi elde edilmiştir. Fe3O4 ile KMnO4 karşılaştırıldığı zaman ise, daha uzun sürede fakat çok daha düşük konsantrasyonda KMnO4 kullanılarak gri sudan hemen hemen aynı verimde KOİ giderilebileceği görülmüştür.

Abstract:
Despite the decrease in water resources, to meet the rapidly increasing water requirements; it is aimed to purify and reuse gray waters. Domestic waste water coming from the shower and basin without a septic tank waste called gray water should be separated from the sewage waters called yellow water and brown water and purified and reused. Gray waters containing non-toilet waste water constitute the largest part of total domestic water use. Gray waters are an important potential for conservation of water resources, as they are less contaminated in terms of nutrients, inorganics and dangerous organic ingredients. In this thesis, in the first stage, the treatment performance of Fenton Process was investigated in the treatment of gray water. During this application, pH, Fe+2 concentration, hydrogen peroxide (H2O2) concentration and duration, which are the parameters affecting the process, were optimized by Box-Behnken Statistical Analysis Method. As a result of the study, at pH=3, Fe+2=3 mM and H2O2=2 Mm and maximum chemical oxygen demand (COD) removal efficiency was found as 97.88% for 37 minutes and these values were determined as optimum values. Then, Fe3O4, known as a magnetic nanoparticle, was synthesized and its effects on the treatability of gray water were investigated. According to the results of the experimental study, the highest COD removal efficiency was obtained as 84% at 2.5 g/L Fe3O4 concentration after 30 minutes of reaction of synthetic gray water with Fe3O4. In the next stage of the study, the effects of Potassium Permanganate (KMnO4), which is a powerful oxidant, on the treatability of gray water were investigated. According to the results of the experimental study, the highest COD removal efficiency at the end of 1 hour reaction time of synthetic gray water was obtained with a concentration of 84% of 0.1 g/L KMnO4. As a result of the study conducted with Fenton Process, higher COD removal efficiency was obtained compared to other methods. When comparing Fe3O4 and KMnO4, it was found that COD can be removed from gray water in almost the same yield by using longer time but much lower concentration of KMnO4.