Farklı dozlarda uygulanan tekli ve ikili dezenfeksiyon yöntemlerinin suyun dezenfeksiyonu ve kimyasal bileşimi üzerine etkisinin araştırılması
Investigation of the effects of mono and binary disinfection methods applied in different doses on water disinfection and chemical composition
Yazar: ZEHRA BALOĞLU
Danışman: PROF. DR. YAKUP SEDAT VELİOĞLU
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Escherichia coli = Escherichia coli ; Polisiklik aromatik hidrokarbonlar = Policyclic aromatic hydrocarbons ; İçme suyu = Drinking water

Özet:
Bu çalışmada, suların dezenfeksiyonunda yaygın olarak kullanılan klorlama, ozonlama ve ozon+klor kombinasyonu teknikleri farklı koşullarda uygulanarak, yöntemlerin dezenfeksiyon etkisi yanında dezenfeksiyon yan ürün oluşumları, polisiklik aromatik hidrokarbonların degradasyonu ile arsenik ve bor üzerine etkileri incelenmiştir. 
Tekli ve ikili dezenfeksiyon yöntemlerinin doğal organik madde ve bromür varlığında toplam trihalometan (kloroform, bromodiklorometan, dibromoklorometan, bromoform) ve bromat yan ürünleri oluşumuna etkisi araştırılmıştır. Elde edilen bulgular, dezenfektan ve bromüre bağlı olarak farklı dezenfeksiyon yan ürünlerinin oluştuğunu göstermiştir. Klorlama işlemi trihalometan oluşumuna neden olurken, ozonlama bromür içeren sularda mevzuat limitini aşan düzeylerde (7,7–24,4 ppb) bromat ve (3,0-4,5 ppb) bromoform oluşumuna neden olmuştur.
Bromür içermeyen sular ozonlandığında trihalometan oluşmazken, klorlama işlemi sonunda sadece kloroform (1,3-41,9 ppb) oluşmuştur. Bromür varlığında toplam trihalometan düzeyinin 3,0-85,6 ppb'ye yükseldiği ve çeşitliliğin değiştiği gözlenmiştir. Buna göre bromlu trihalometan oranı yükselirken klorlu türlerde miktarın azaldığı saptanmıştır. Tekli ve ikili dezenfeksiyon yöntemleri karşılaştırıldığında, ön ozonlama işleminin trihalometan oluşumunu % 63,9-84,5 oranında düşürdüğü belirlenmiştir.  
Elde edilen veriler polisiklik aromatik hidrokarbonlarda degradasyonun; bileşiğin türüne, konsantrasyonuna ve dezenfeksiyon tekniğine bağlı olduğunu göstermiştir. Ozonlama ile tüm polisiklik aromatik hidrokarbon bileşikleri % 99-100 oranında parçalanırken, klorlama işlemi sırasında benzo(a)pyren ortalama % 78 oranında bozunmuştur. Benzo(b)fluoranthene klordan etkilenmemiştir. Diğer polisiklik aromatik hidrokarbon bileşikleri 2 ppm klorlama sırasında % 15,8-30,3 arasında degradasyona uğramıştır.   
Farklı koşullarda uygulanan dezenfeksiyon işlemleri arsenik ve bor düzeylerinde farklılık oluşturmamıştır. Uygulanan tüm dezenfeksiyon yöntemlerinde Escherichia coli tamamen giderilmiştir.

Abstract:
In this study, chlorination, ozonation and ozone + chlorine combination techniques, which are widely used in the disinfection of water, were applied under different conditions, the disinfection effect of the methods, as well as the disinfection by-product formation, the degradation of polycyclic aromatic hydrocarbons and the effects on arsenic and boron were investigated.
The effects of mono and binary disinfection methods on the formation of total trihalomethane (chloroform, bromodichloromethane, dibromochloromethane, bromoform) and bromate by-products in the presence of natural organic matter and bromide were investigated. The findings obtained showed that different disinfection by-products were formed depending on the disinfectant and bromide. While chlorination process caused the formation of trihalomethane, ozonation caused the formation of bromate and (3.0-4.5 ppb) bromoform at levels (7.7–24.4 ppb) exceeding the regulatory limit in waters containing bromide.
When the bromide-free waters were ozonated, trihalomethane was not formed, but only chloroform (1,3-41,9 ppb) was formed at the end of the chlorination process. It was observed that in the presence of bromide, the total trihalomethane level increased to 3.0-85.6 ppb and the diversity changed. Accordingly, it was determined that the amount of brominated trihalomethane increased while the amount of chlorinated species decreased. When the mono and binary disinfection methods were compared, it was determined that the pre-ozonation process reduced THM formation by 63.9-4.5%.
The data obtained showed that polycyclic aromatic hydrocarbon degradation depends on the type of compound, concentration and disinfection technique. While all polycyclic aromatic hydrocarbon compounds were degraded at a rate of 99-100% by ozonation, benzo(a)pyrene was degraded at an average rate of 78% during the chlorination process. Benzo(b)fluoranthene concentration did not affected by chlorine. Other polycyclic aromatic hydrocarbon compounds degraded between 15.8-30.3% during 2 ppm chlorination.
Disinfection applied under different conditions did not make any difference in arsenic and boron levels. Escherichia coli has been completely removed in all disinfection methods applied.