Bitkisel tabanlı metal kesme sıvılarının elektrokoagülasyon yöntemi ile giderimi
Removal of vegetable based metal cutting fluids by electrocoagulation method
Yazar: ŞULE AŞKIN
Danışman: PROF. DR. ERHAN DEMİRBAŞ
Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü / Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Elektrokoagülasyon = Electrocoagulation ; Metal kesme = Metal cutting

Özet:
Metal işleme sanayinde yaygın bir biçimde kullanılmakta olan metal kesme sıvıları, kullanım ömürlerini doldurduktan sonra atık haline gelmekte ve bu atıkların giderilmesi çevre için önemli bir sorun teşkil etmektedir. Bu çalışmada, rafine ayçiçeği - Tween 85 (%30.9)- Peg 400 (%6.3) yüzey aktif madde karışımları ve çeşitli katkı maddeleri (korozyon önleyici, köpük önleyici, bakteri ve mantar önleyici, pH düzenleyici) kullanılarak bitkisel metal kesme sıvısı Fizikokimya Laboratuarında üretildi. Bu metal kesme sıvısı Makine Mühendisliği İmalat Tasarım Bölümünde metal işleme deneylerinde kullanıldıktan sonra ömrünü dolduran atık metal kesme sıvısı elektrokogülasyon (EC) yöntemi ile giderim çalışmaları yapıldı. EC üzerine etki eden parametrelerden pH (4-9), akım yoğunluğu (20-80 A/m2), iletkenlik (1-4 mS/cm) ve işletim süresi (5-30 dakika) çalışıldı ve optimum giderim şartları pH 4, akım yoğunluğu 80 A/m2, iletkenlik 1 mS/cm ve 30 dakika işletim süresi olarak belirlendi. Optimum şartlar altında yapılan deneylerde kimyasal oksijen ihtiyacı, türbidite (bulanıklık) giderim verimleri ve toplam işletim maliyeti sırasıyla %90.60, %99.25 ve 4.729 ?/m3 bulundu. EC proses sonrası oluşan anot çamuru karakterizasyonu için SEM, zeta potansiyeli ve tane boyutu analizleri gerçekleştirildi. Zeta potansiyeli pH 4.6 ve ortalama tane boyutu 732 nm olarak ölçüldü. Anot çamurunun SEM görüntüsü poroz yapıya sahip olduğu için adsorbent ya da bazı endüstrilerde dolgu maddesi olarak da kullanılabilir.

Abstract:
Metal cutting fluids widely used in metal working industries cause an important environmental problem for removal since they become a waste. In this study, a vegetable based cutting fluid was produced in Physical Chemistry Laboratory by using a mixture of refined sunflower oil- Tween 85 (30.9%)- Peg 400 (6.3%) and some additives (corrosion inhibitor, anti-foam, anti-fungicide, pH regulator). After being used in the laboratory of Mechanical Design and Manufacturing at Departmant of Mechanical Engineering, the generated waste was removed by electrocoagulation (EC) method. Effects of parameters such as pH (4-9), current density (20-80 A/m2), conductivity (1-4 mS/cm) and operating time (5-30 minutes) on EC were studied and the optimum working conditions were determined as pH 4, 80 A/m2 of current density, 1 mS/cm of conductivity and 30 min of operating time. Removal efficiences of chemical oxygen demand and turbidity, and operating cost for the process at the optimum conditions were found as 90.60%, 99.25% and 4.729 ?/m3, respectively. Characterization of anode sludge was carried out with SEM, zeta potential and particle size analyses after the EC process. Zeta potential and average particle size for the sludge were pH 4.6 and 732 nm. The sludge has a porous morphology with respect to SEM which could be used as either an adsorbent or an additive material in some industries.