Sulu çözeltilerden arsenik ve bor'un birlikte ve seçimli olarak elektrokoagülasyon yöntemi ile giderimi
Arsenic and boron removal from aqueous solutions by electrocoagulation method simultaneously and selectively
Yazar: BERRİN ZELİHA CAN
Danışman: PROF. DR. RECEP BONCUKCUOĞLU
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Alüminyum elektrot = Aluminum electrode ; Demir elektrot = Iron electrode

Özet:
Bu çalışmada, elektrokoagülasyon yöntemi ile sulu çözeltilerden arsenik ve borun birlikte ve seçimli olarak arıtılabilirliği çalışılmış ve sistem parametrelerinin giderim verimi üzerine etkileri incelenmiştir. Sistem parametresi olarak elektrot malzemesi, çözeltinin başlangıç pH'sı, akım yoğunluğu, başlangıç arsenik ve bor konsantrasyonu, karıştırma hızı, destek elektrolit türü ve konsantrasyonu seçilmiştir. Denemelerde bor endüstrisi atık sularında bulunan arsenik ve bor miktarına eşdeğer miktarda arsenik ve bor ihtiva eden suni olarak hazırlanmış atık sular ve Bandırma Borik Asit Fabrikası borik asit ana çözeltisi kullanılmıştır.Elektrot alüminyum ve demir kullanılmıştır. Alüminyum elektrotla hem arsenik hem de bor giderimi yapılabilirken, demir elektrotla sadece arsenik giderimi gerçekleştirilebilmiştir. Arsenik ve bor içeren sulu çözeltilerden en yüksek arsenik ve bor giderimi çözeltinin başlangıç pH'sı 4'de; Bandırma Borik Asit Fabrikası borik asit ana çözeltisinden en yüksek arsenik giderimi çözeltinin başlangıç pH'sı 5'de elde edilmiştir. Akım yoğunluğunun artırılması arsenik ve bor giderim hızını aynı zamanda enerji tüketimini de artırmıştır. Çözeltiye ilave edilen destek elektrolit giderim verimini artırırken, enerji tüketimini düşürmüştür. Alüminyum elektrotla yapılan denemelerde 0,54 mA/cm2 akım yoğunluğunda, 150 devir/dakika karıştırma hızında, 60 dakikada 50 mg/L arsenik çözeltisinden %85,00 arsenik;1000 mg/L bor çözeltisinden %5,66 bor; 50 mg/L arsenik ve 1000 mg/L bor çözeltisinden %32,78 arsenik ve %6,20 bor giderim verimi elde edilmiştir. Demir elektrotla yapılan denemelerde aynı şartlarda 50 mg/L arsenik çözeltisinden ve 50 mg/L arsenik ve 1000 mg/L bor çözeltisinden sırasıyla %100 ve %98,50 arsenik giderim verimi edilmiştir. Bandırma Borik Asit Fabrikası borik asit ana çözeltisinden ise 20 dakikada, 94oC'de bor giderim verimi olmadan %100 arsenik giderim verimi elde edilmiştir.

Abstract:
In this research purification possibilities of arsenic and boron from aqueous solutions by electrocoagulation method simultaneously and selectively was studied and the effects of system parameters on removal yield was investigated. As system parameters; electrode type, initial pH of solution, current density, initial arsenic and boron concentration, stirring speed, supporting electrolyte type and concentration were chosen. In experiments, boron industry waste waters and artificially synthetic prepared test waters which had same equivalent amount of boron with the first one and stock boron solution of Bandırma Acid Plant were used.Aluminium and iron were used as electrode. With aluminium electrode both arsenic and boron removal could be done, with iron electrode only arsenic removal was realized. Maximum arsenic and boron removal from aqueous solutions of arsenic and boron were obtained at initial pH of 4; maximum arsenic removal from boron acid stock solution of Bandırma Acid Plant was obtained at initial pH of 5. Increasing current density increased arsenic and boron removal velocity as well as energy consumption. Addition of supporting electrolyte increased removal yield but decreased energy consumption however. Under the experimental conditions: at 0,54 mA/cm2 current density, 150 rpm stirring speed, at 60 minutes with aluminium electrodes 85% arsenic from 50 mg/L arsenic solution; 5,66% boron from 1000 mg/L boron solution; from 50 mg/L arsenic and 1000 mg/L boron solution 32,78% arsenic and 6,20% boron removal yield were determined. At experiments with iron electrode at the same conditions described above for the aluminium electrode, 100 % and 98,50% arsenic removal yields were determined from 50 mg/L arsenic solution and from 50 mg/L arsenic and 1000 mg/L boron solution respectively. From boron acid stock solution of Bandırma Boron Acid Plant, 100% arsenic removal yield was obtained without boron removal yield at 94oC in 20 minutes.