Kompleks olarak bağlı ağır metal içerikli atık suların elektrokoagülasyon ile arıtımı
Treatment of complexed metal waste water by electrocoagulation
Yazar: TÜLİN ARSLAN
Danışman: PROF. DR. PROF. DR. N. IŞIK KABDAŞLI
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Bu çalışmada, bir metal son işlemleri endüstirisi asidik çinko nikel kaplama banyosundan kaynak bazında temin edilen atıksu numunesi ile elektrokoagülasyon yönteminin kompleks olarak bağlı metal içeren atıksulara uygulanabilirliği araştırılmıştır. Bu amaç doğrultusunda başlangıç pH'sının, klorür (elektrolit) konsantrasyonunun, akım yoğunluğunun ve sürenin organik madde ve metal giderim verimi üzerine etkilerini belirlemek amacıyla hazırlanan kompozit numuneler üzerinde çelik elektrotlar kullanılarak çeşitli elektrokoagülasyon denemeleri yürütülmüştür. Yapılan deneysel çalışmalar sonucunda söz konusu atıksuda elektrokoagülasyon prosesi ile etkin çinko ve nikel giderimi elde edilmiştir. Elektorokoagülasyon yönteminin incelenen atıksu kapsamındaki, etkin metal ve organik madde giderimi için en uygun işletme koşularında (akım yoğunluğu: 22.5 mA/cm2, başlangıç pH: 6, numunenin kendi bünyesindeki elektrolit konsantrasyonunda) % 60'lara varan giderme verimi ile TOK konsantrasyonu 80 mg/L civarına düşürülmüştür. Bu çalışmada ayrıca metal son işlemleri endüstirisi için en uygun arıtma teknolojisi olarak tanımlanan hidroksit çöktürmesi ile elektrokoagülasyon sonuçlarını kıyaslamak adına NaOH, KOH, Ca(OH)2 ile bir seri deney yürütülmüştür. Ayrıca organik madde giderimini maksimize edebilmek amacıyla H2O2'in uygulamanın başlangıcında ilave edildiği elektro-Fenton denemesi yürütülmüş ve TOK gideriminde % 15'lik bir artış elde edilmiştir. Elde edilen bu başarılı sonuçlar ile kompleks olarak bağlı metal içeren atıksuların arıtımında elektrokoagülasyon prosesinin alternatif bir arıtma yöntemi olarak kullanılabilirliği gösterilmiştir.

Abstract:
In this study the performance of electrocoagulation, with stainless steel sacrificial anode, in the treatment of complexed heavy metal wastewater treatment of acidic zinc nickel plating bath of metal finishing industry has been investigated. For this purpose, experimental analyses conducted to evaluate the effects of working parameters, such as electrocoagulation time, initial pH, current density, electrolyte concentration on the system performance in an attempt to achieve a higher removal capacity of organic materials and heavy metal. Results obtained with Composite Sample revealed that the most effective removal capacities of studied metals and organic material could be achieved when the initial pH:6, current density: 22.5 mA/cm2, and with no additional electrolyte. In these conditions, the test results indicated that electrocoagulation was very efficient and able to achieve an effective metal ions removal and 60% (80 mg/L) TOC removal. Additional experiments were carried out by hydroxide precipitation defined as the most effective treatment method for the metal finishing industry wastewaters with using NaOH, KOH and Ca(OH)2. Furthermore addition of H2O2 at the beginning of the electrocoagulation to maximize the removal efficiency of TOC has been studied. The results of this study give an indisputable evidence that electrocoagulation can effectively reduce metal ions to a very low level. Dissolved organic compounds present in electroplating bath wastewater are also removed. Consequently, electrocoagulation could be an efficient method for heavy metal removal from industrial wastewater.