Heterojen fenton prosesi ile sentetik atıksudan Reactive Yellow 15 boyar madde gideriminin parametrik ve istatistiksel incelenmesi
Parametric and statistical investigation of Reactive Yellow 15 dye removal from synthetic wastewater with heterogeneous fenton process
Yazar: MERVE ÇAM
Danışman: DOÇ. DR. YELİZ AŞÇI
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Proses ve Reaktör Tasarımı Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Tekstil endüstrisi ülkemizde en hızlı gelişen önemli sanayi dallarından biridir.  Tekstil endüstrisi atıksuları yüksek miktarda organik ve inorganik kimyasallar içermektedir.  Özellikle reaktif boyar maddeler, kolay boyama işlemi ve kararlılığından dolayı tekstil endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır.  Bu tür boyar maddeleri içeren atıksular dış ortama boşaltıldığında ise ciddi çevresel sorunlara neden olmaktadır.  Son yıllarda etkili atıksu arıtımı için ileri oksidasyon prosesleri geliştirilmiştir.  Fenton prosesi, organik kirleticilerin tam giderimi için kullanılan ileri oksidasyon proseslerinden biridir.  

Bu çalışmada Reactive Yellow 15 (RY15) boyası bulunan sentetik atıksulardan renk giderimi heterojen fenton süreci ile gerçekleştirilmiştir ve 23 tam faktöriyel deney tasarımı uygulanmıştır.  En iyi renk giderimini sağlayan işletim koşulları deney tasarımı yöntemleriyle elde edilmiştir.  İlk olarak; heterojen fenton prosesi ile boya çözeltisinden renk giderimi için, birlikte çöktürme yöntemi ile Fe/CuO katalizörünün sentezi gerçekleştirilmiştir.  Bu katalizör fenton deneylerinde kullanılmıştır.  Reactive Yellow 15'in renk giderimi üzerine sıcaklık, reaksiyon süresi, katalizör miktarı, H2O2 dozu ve çözelti pH'ı gibi çeşitli reaksiyon parametrelerinin etkisi araştırılmıştır.  Optimum koşullar altında, (pH=2, katalizör miktarı=0,1g/25ml, sıcaklık= 30 oC, H2O2 dozu= 50 mM)  Reactive Yellow 15 boyasının %98 renk giderim verimine 60 dakikada ulaşılmıştır.  Bu sonuçlar, Fe/CuO katalizörünün heterojen fenton sistemi için gelecek vaat eden bir katalizör olduğunu göstermiştir.  Ek olarak 23 tam faktöriyel deney tasarımının RY15 boyasının atıksulardan renk giderim veriminin eniyilenmesi için uygun yöntemlerden biri olduğu söylenebilir.

Abstract:
The textile industry is one of the fastest-growing major industries in our country.  The textile industry wastewaters contain high amount of organic and inorganic chemicals.  Especially reactive dyestuffs are extensively used due to its easy dyeing procedure and stability in textile industry.  When wastewaters,which include this kind of dyestuffs, discharge to the aquatic media, it causes serious environmental problems.  In recent years advanced oxidation processes have been developed for effective wastewater treatment. Fenton process is one of the advanced oxidation process using for complete degradation of organic pollutants.

In this study, color removal from synthetic wastewater that has Reactive Yellow 15 was carried out with heterogeneous Fenton process and 23 full factorial design was applied. Operating conditions providing the best color removal were obtained from experimental design methods.  At first, Fe/CuO catalyst was synthesized by coprecipitation method in order to remove the color from dye solution with heterogeneous Fenton process.  This catalyst was used in the fenton experiments.  The effects of different reaction parameters such as temperature, reaction time, catalyst dosage and concentration of hydrogen peroxide (H2O2) and RY15, and solution pH on the decolorization of RY15 were investigated.  Under the optimum conditions, (pH=2, catalyst dosage=0,1g/25ml, temperature= 30 oC, H2O2 dosage= 50 mM) %98 decolorization efficiency of RY15 was achieved within 60 min reaction time.  The results indicated that Fe/CuO was a promising catalyst for the heterogeneous Fenton system.  In addition, it can be said that 23 full factorial design is one of the appropriate method to optimize color removal of the Reactive Yellow 15 dye from wastewater.