Kimyasal koagülasyon ile ön arıtma uygulanmış sızıntı suyunun mikrodalga yöntemi ile aktive edilen persülfat oksidasyonu
Microwave activated persulfate oxidation of pre-treated leachate by  chemical coagulation
Yazar: BİHTER UYKAN
Danışman: PROF. DR. GAMZE VARANK
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Çevre Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Atık su arıtma = Waste water treatment ; Koagülasyon = Coagulation ; Maliyet = Cost ; Mikrodalga enerjisi = Microwave energy ; Persülfat = Persulfate ; Süreç optimizasyonu = Process optimization ; Sızıntı suyu = Leachate

Özet:
Bu çalışmada olgun sızıntı suyuna öncelikle Alüm ve poli alüminyum klorür (PACl) koagülantlarının kullanıldığı kimyasal koagülasyon prosesi uygulanmış, cevap yüzey metodu ve Box-Behnken dizaynı ile proses işletme şartları optimize edilmiştir. Deneylerin istatiksel tasarımı ve veri analizleri için, Design Expert 11.1.0.1 yazılımı kullanılmıştır. Kimyasal koagülasyon prosesi işletme parametreleri olarak koagulant dozu, pH ve reaksiyon süresi, model cevapları olarak KOİ, NH3 ve UV 254 giderim verimleri seçilmiştir. Varyans analizinin yüksek korelasyon katsayı değerleri vermesi ikinci dereceden model ile tahmin edilen değerler ile deneysel verilerin yeterli düzeyde uyum içinde olduğunu göstermektedir. Model ile belirlenen optimum şartlar altında istatistiksel olarak elde edilen KOİ giderim verimleri Alüm ve PACl için sırasıyla %58.06 ve %54,20 olarak, deneysel olarak elde edilen KOİ giderim verimleri ise Alüm ve PACl için sırasıyla %56,96 ve %50,80 olarak belirlenmiştir. Koagülasyon prosesi ile 13000 mg/L olan giriş KOİ konsantrasyonu 5620 mg/L değerine düşürülmüştür. İkinci adım olarak sızıntı suyuna mikrodalga yöntemi ile aktive edilen persulfat oksidasyonu uygulanmıştır. Persülfat oksidasyonu ile KOİ ve UV254 gideriminde giriş pH, mikrodalga gücü, reaksiyon süresi ve PS dozu etkisi klasik optimizasyon yöntemi kullanılarak belirlenmiştir.  Mikrodalga gücü 450 W, pH 5, persülfat dozu 5 g/L ve 3 dakikalık reaksiyon süresinde elde edilen KOİ ve UV254 giderim verimleri sırasıyla %51.7 ve %55.4 olarak bulunmuştur. Kombine koagülasyon ve oksidasyon işlemi sonucunda sızıntı suyundan toplam %79,20 KOİ giderimi ve %92,10 UV254 giderimi sağlanmıştır.

Abstract:
In this study, a chemical coagulation process in which Alum and poly aluminum chloride (PACl) were used as coagulants were applied to the leachate and the process operational conditions were optimized by the response surface method and Box-Behnken design. In the chemical coagulation process coagulant dose, initial pH, and reaction time were selected as operational parameters while COD, NH3 and UV254 removal efficiencies were selected as model responses. Under optimum conditions determined by yhe model, COD removal efficiencies were predicted 58.06% and 54.20% for alum and PACI, respectively. The experimental COD removal efficiencies were found to be 56.90% and 50.80% for Alum and PACl, respectively. As a second step, persulfate oxidation activated by microwave method was applied to the leachate. The effect of initial pH, microwave power, reaction time, and PS dose on COD and UV254 removal by persulfate oxidation was determined using the conventional optimization method. The COD and UV254 removal efficiencies obtained in 3 minutes reaction time under the conditions of microwave power 450 W, pH 5, and 5 g/L persulfate dose were 51.70% and 55.40%, respectively. As a result of the combined coagulation and oxidation process, a total of 79.20% COD removal and 92.10% UV254 removal were obtained.