Tekstil endüstrisi atıksularının biyolojik arıtabilirliğine fenton ve fenton benzeri proseslerin etkisi
Effect of fenton and fenton like reactions on the biological treatability of textile industry wastewaters
Yazar: ÖZDEN ÖZGÜR ÖZCAN
Danışman: DOÇ. DR. ASLI SEYHAN ÇIĞGIN
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Karbon giderimi = Carbon removal ; Kimyasal oksidasyon = Chemical oxidation

Özet:
Halı üretimi Türkiye'nin dış ticareti açısından büyük öneme sahiptir. Halı üretimi sırasında uygun renkleri sağlamak için çeşitli boyaları içeren kimyasal maddeler kullanılır. Bu kimyasal maddelerin mikroorganizmalara toksik etkileri nedeniyle, tekstil endüstrisi atıksularının biyolojik prosesler ile giderimi verimli olmamaktadır. Bu nedenle, arıtma veriminin arttırılması için genellikle biyolojik prosesler ile kimyasal veya fiziko-kimyasal yöntemlerin bir kombinasyonunun kullanılması tercih edilir. Hidrojen peroksit ile birlikte demir (II) tuzlarının kullanımıyla uygulanan fenton prosesinin inhibe edici ya da toksik atıksuların oksidasyonu için uygun bir proses olduğu önerilmektedir. Fenton prosesinin biyolojik prosesler ile kombinasyonunda prosesin verimi büyük ölçüde fenton prosesi aşamasında uygulanan işletme koşullarına bağlıdır.
Bu kapsamda, bu çalışmanın amacı, halı üretim atıksularının biyolojik arıtılabilirliğini arttırmak için uygulanması gereken fenton prosesi işletme koşullarının araştırılmasıdır. Deneyler iki değerlikli demir (Fe+2) kullanımıyla fenton prosesi ve üç değerlikli demir (Fe+3) kullanımıyla fenton benzeri proses olmak üzere iki farklı prosesle yürütülmüştür. Proses işletme koşulları olarak reaksiyon süresi, H2O2/KOİ mol oranı ve Fe miktarı seçilmiştir. Fenton prosesi için en uygun işletme koşulları olarak belirlenen 0,06 H2O2/KOİ mol oranı, 3,44 mmol Fe+2 miktarı ve 30 dakika reaksiyon süresinin uygulanmasıyla %81 KOİ giderim verimi elde edilmiştir. Fenton benzeri proses için en uygun olduğu belirlenen 30 dakika reaksiyon süresi, 0,29 H2O2/KOİ mol oranı ve 3,85 mmol Fe+3 miktarının uygulanması ile %55,91 KOİ giderim verimi elde edilmiştir. 
Aynı miktarda ham, fenton prosesi uygulanmış ve fenton benzeri proses uygulanmış halı üretim atıksuları kullanılarak aktif çamur inhibisyon testleri yürütülmüştür. Ham halı üretim atıksuyu için 180. dakika sonunda %40 oranın inhibisyonun gözlenmiştir. Bu inhibisyon oranı halı üretim atıksularına fenton prosesinin uygulanmasıyla %67,9 ve fenton benzeri prosesin uygulanması ile %75,8 oranında azalmıştır.

Abstract:
The carpet production has a great importance in terms of Turkey's foreign trade. During the carpet production, chemical substances containing various dyes are used to provide suitable colors. Because of toxic effects of these chemicals on microorganisms, high removal efficiencies cannot be obtained in the removal of textile wastewaters by biological processes. Therefore, it is generally preferred to implement a combination of biological processes and chemical or physico-chemical methods for increasing the removal efficiency. The fenton process which is applied with the use of iron (II) salts together with hydrogen peroxide, is suggested as a suitable process for the oxidation of inhibitory or toxic wastewaters. The efficiency of combined process depends a great extent on the operating conditions applied during the fenton stage.
In this context, the aim of this study is to investigate the fenton process operating conditions which can be applied to increase the biological treatability of carpet production wastewaters. The experiments were carried out with two different processes: fenton process using divalent iron (Fe+2) and fenton-like process using trivalent iron (Fe+3). Reaction time, H2O2/COD molar ratio and amount of Fe were selected as process operating conditions. The optimum operating conditions for the Fenton process were determined as 0.06 mol H2O2/mol COD, 3,44 mmol Fe+2 and reaction time of 30 min. COD removal efficiency was obtained as 81% in the fenton process. For fenton like process, the optimum operating conditions were determined as 0.29 mol H2O2/mol COD and 3,85 mmol Fe+3 with the 30 min of reaction time. 56% of COD removal efficiency was obtained at these operating conditions.
The active sludge inhibition tests carried out using the same amount of raw carpet production wastewater and wastewater treated with fenton and fenton like processes. The % 40 of inhibition was observed for the raw carpet production wastewater at the end of 180th min of inhibition test. The inhibition ratio of raw carpet production wastewater was decreased 67.8% by fenton process and 75.8% by of fenton-like process.