Sintine suyunun kimyasal yöntemlerle arıtılması
The treatment of bilge water by chemical methods
Yazar: ÇİĞDEM ÖZ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. ENDER ÇETİN
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Adsorpsiyon = Adsorption ; Fenton = Fenton ; Flokülasyon = Flocculation ; Koagülasyon = Coagulation

Özet:
Bu çalışmada, sintine suyunun kimyasal yöntemlerle arıtılabilirliği incelenmiştir. Bu kapsamda, Haydarpaşa Atık Kabul Tesisi'nde kimyasal arıtma ünitesine giriş suları kullanılarak koagülasyon - flokülasyon, Fenton oksidasyonu ve Fenton oksidasyonu sonrası granül aktif karbon adsorpsiyonu çalışmaları yürütülmüştür.
Sintine suyunun koagülasyon - flokülasyon yöntemiyle arıtılabilirlik çalışmalarında koagülant olarak demir sülfat, demir klorür, alüminyum sülfat ve polialüminyumklorür (PAK) kullanılmıştır. Her koagülant için optimum pH ve optimum dozaj çalışmaları yürütülmüştür. Deneysel çalışma sonucunda demir sülfat için optimum pH 9,5 ve optimum dozaj 250 mg/L olarak bulunmuş ve %41 oranında KOİ giderim verimi elde edilmiştir; demir klorür için optimum pH 10 ve optimum dozaj 250 mg/L bulunmuş  ve %31 oranında verim elde edilmiştir; alüminyum sülfat için optimum pH değeri 5'te optimum dozaj 150 mg/L ilave edildiğinde KOİ giderim verimi %34 bulunmuştur; PAK için optimum pH 5, optimum dozaj 250 mg/L ve KOİ giderim verimi %43 bulunmuştur. Koagülasyon - flokülasyon yöntemi ile yapılan arıtılabilirlik çalışmalarında elde edilen verim oranları sintine suyunun arıtımı için yeterli olarak görülmemiş ve fenton oksidasyonu düşünülmüştür.
Sintine suyunun Fenton oksidasyonu ile arıtılabilirlik çalışmalarında; farklı [Fe2+] ve [H2O2] konsantrasyonlarında optimum [Fe2+]/[H2O2] oranı belirlenmiştir. Fenton oksidasyonu için en yüksek verim  [Fe2+] : 6 mM, [H2O2] : 30 mM  konsantrasyonlarında [Fe2+]/[H2O2] : 1/5 için  KOİ giderim verimi %57 olarak elde edilmiştir. Ancak tek başına Fenton oksidasyonu deşarj standartlarını sağlamadığı için Fenton oksidasyonu sonrası granül aktif karbon adsorpsiyonu uygulanmıştır.
Sintine suyunun Fenton oksidasyonu sonrası granül aktif karbon adsorpsiyonu çalışmalarında, denge süresi, adsorban dozajı, sıcaklık ve pH değişiminin KOİ giderim verimi üzerine etkisi incelenmiştir. Adsorpsiyon için denge süresi, %63 KOİ giderim verimi oranıyla 24 saat belirlenmiştir. 2 g GAK/L adsorban dozajında %81 oranında KOİ giderim verimi elde edilmiştir. 20°C? de %83 oranında KOİ giderim verimi tespit edilmiştir. pH 6 değerinde %90 toplam KOİ giderim verimi bulunmuştur. Adsorpsiyon izoterm çalışmaları için Freundlich ve  Langmuir izoterm çalışmaları yapılmış ve Langmuir izotermi için regresyon katsayısı 0,90 olarak tespit edilmiştir.
Bu çalışma sonucunda, sintine suyunun koagülasyon- flokülasyon yöntemi ile arıtımında KOİ giderim veriminin %31 - 43 arasında değiştiği, Fenton oksidasyonu için maksimum KOİ giderim veriminin %57 olduğu bulunmuştur. Fenton oksidasyonu sonrası granül aktif karbon adsorpsiyonu çalışmalarında %90 olarak en yüksek KOİ giderim verimi elde edilmiş ve bu iki kademeli prosesin sintine suyunun kimyasal arıtımı için en uygun proses olduğu belirlenmiştir.

Abstract:
In this study, the treatability of bilge water with chemical methods was investigated. In this context,  the studies of coagulation - flocculation, Fenton oxidation and granular activated carbon adsorption followed by Fenton's oxidation were carried out with bilge water taken from the influent of chemical treatment unit at Haydarpaşa Waste Receiving Facility.
Ferrous sulfate, ferric chloride, aluminium sulfate and polyaluminium chloride (PAC) were used as coagulant in the treatability studies with coagulation - flocculation of bilge water. Optimum pH and optimum dosage studies were carried out for each coagulant. The results showed that the optimum pH was found as 9,5 and the optimum dosage was obtained as 250 mg/L and 41% of COD removal efficiency was achieved for ferrous sulfate; the optimum pH was found as 10 and the optimum dosage was obtained as 250 mg/L and 31% of COD removal efficiency was achieved for ferric chloride; the optimum pH was found as 5 and the optimum dosage was obtained as 150 mg/L and 34% of COD removal efficiency was achieved for aluminium sulfate; the optimum pH was found as 5 and the optimum dosage was obtained as 250 mg/L and 43% of COD removal efficiency was achieved for polyaluminium chloride. The removal efficiency obtained from treatability studies with coagulation ? flocculation were not sufficient for the discharged standart limit of bilge water. Fenton's oxidation was considered.
In the treatability studies of bilge water with Fenton's oxidation, the optimum ratio of [Fe2+]/[H2O2] was speficied at different [Fe2+] and [H2O2] concentrations. The maximum COD removal efficiency was obtained as 57% for the ratio of [Fe2+]/[H2O2] 1/5 (6 mM of [Fe2+] and 30 mM of [H2O2]). Granular activated carbon adsorption was conducted after Fenton's oxidation because Fenton?s oxidation did not meet the discharged standart limits.
In granular activated carbon adsorption followed by Fenton's oxidation studies, the effect of equilibration time, adsorbent dosage, temperature and pH changings on COD removal efficiency were investigated. Equilibration time for adsorption was specified 24 hours by 63% of COD removal efficiency. 81% of COD removal efficiency was found for 2 g GAK/L adsorbent dosage. 83% of COD removal efficiency was obtained for 20°C. 90% of COD removal efficiency was detected at pH value 6. In adsorption isotherm studies, Freundlich and Langmuir isotherm studies were carried out and the regression coefficient was determined as 0.90 for Langmuir isotherm.
As a result of this study, COD removal efficiency were changed between 31 - 43% in the treatability of bilge water with coagulation - flocculation. The maximum COD removal efficiecy was found as 57% for Fenton?s oxidation. The  highest COD removal efficiency was obtained as 90% from granular activated carbon followed by Fenton?s oxidation studies. Therefore, granular activated carbon adsorption followed by Fenton?s oxidation process was specified as the most appropriate process for the chemical treatment of bilge water.