Zeytin karasuyunun Fe2+'nin aktivatör olarak kullanıldığı persülfat oksidasyonu ile arıtımı ve merkezi kompozit dizayn uygulanarak proses optimizasyonu
Olive mill wastewater treatment by Fe2+ activated persulfate oxidation and process optimization using central composite design
Yazar: SİNAN ATEŞ
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 ; Atık su arıtma sistemleri = Waste water treatment systems ; Fenol giderimi = Phenol removal ; Persülfat = Persulfate ; Sülfat = Sulfate ; Zeytin endüstrisi = Olive industry

Özet:
Bu çalışmada, yüksek organik kirletici konsantrasyonuna sahip zeytin karasuyunun ileri arıtma yöntemlerinden biri olan persülfat oksidasyonu ile arıtılabilirliği araştırılmıştır. Zeytin karasuyundan toplam fenol, KOİ ve renk giderimi proses parametrelerinin optimizasyonu ve matematiksel model oluşturulması için cevap yüzey metodlarından biri olan Merkezi Kompozit Dizayn uygulanmıştır. Proses değişkenleri olan persülfat dozu, Fe2+ dozu, pH ve reaksiyon süresinin kirletici giderim verimleri üzerine etkileri değerlendirilmiştir. Varyans analizi (ANOVA) ve cevap yüzey grafikleri yardımıyla optimum şartlar belirlenmiş, giderim verimlerinin tahmin edilmesi için ikinci dereceden regresyon modelleri, Design Expert 11.0.1.0 yazılım programı kullanılarak geliştirilmiştir. İkinci dereceden polinom denklemleri korelasyon katsayıları persülfat oksidasyonu ile KOİ, toplam fenol ve renk giderimi için oldukça yüksek tespit edilmiş ve model uygunluğu görülmüştür. Geliştirilen model tarafından elde edilen maksimum KOİ giderimi için belirlenen optimum şartlar pH 5, persülfat dozu 206.7 mM, Fe2+ dozu 70 Mm ve reaksiyon süresi 95 dakikadır. Uygulanan model tarafından tahmin edilen KOİ, Fenol ve renk giderim verimleri sırasıyla 46.74%, 94.62% ve 96.04% olarak bulunmuştur. Doğrulama deneyleri sonucu optimum şartlar altında elde edilen giderim verimleri ise KOİ, Fenol ve renk için sırasıyla %45.5, %93.8 ve %95.5 olarak belirlenmiştir. Çalışma sonuçları göstermiştir ki Fe2+'nin aktivatör olarak kullanıldığı persülfat oksidasyonu ile zeytin karasuyu arıtımı için uygun bir arıtma için alternatif bir yöntemdir.

Abstract:
In this study, the treatability of olive mill with high organic pollutant concentration by persulfate oxidation, which is one of the advanced treatment methods, was investigated. Central Composite Design, which is one of the response surface methods, was applied to optimize the process parameters and create a mathematical model for total phenol, COD and color removals from olive mill. The effects of persulfate dose, Fe2+ dose, pH and reaction time, which are process variables, on pollutant removal efficiencies were evaluated. Optimum conditions were determined with the help of analysis of variance (ANOVA) and response surface method, and quadratic regression models were developed using Design Expert 11.0.1.0 software to estimate removal efficiencies. The correlation coefficients of the quadratic polynomial equations were determined to be quite high for COD, total phenol and color removal by persulfate oxidation and the model was found to be suitable. Optimum conditions determined by the developed model for maximum COD removal are pH 5, persulfate dose 206.7 mM, Fe2+ dose 70 Mm and reaction time 95 minutes. The COD, total Phenol and color removal efficiencies estimated by the applied model are 46.74%, 94.62% and 96.04%, respectively. The removal efficiencies obtained under optimum conditions as a result of the validation experiments were determined as %45.5, %93.8 and %95.5 for COD, total phenol and color removal, respectively. The results of the study showed that persulfate oxidation, in which Fe2+ is used as an activator, is a suitable treatment alternative for olive mill treatment.3