Hümik maddenin katalitik ozonlama ile giderimi
Catalytic ozonation effect on humic subtances removal
Yazar: ÖZGE TÜRKAY
Danışman: YRD. DOÇ. DR. HATİCE İNAN
Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü / Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Katalizörler = Catalysts ; Ozonlama = Ozonation

Özet:
Suyun dezenfeksiyon amacıyla klorlanması sırasında içeriğindeki doğal organik maddelerin (DOM) klorla reaksiyonu sonucu Trihalometan (THM) bileşikleri oluşur. Bu çalışmada, doğal organik maddelerin önemli bir kısmını oluşturan ve Dezenfeksiyon Yan Ürünleri (DYÜ) oluşumunda etkili olan hümik maddelerin katalitik ozonlamanın kullanımıyla giderimi amaçlanmıştır. Katalitik ozonlama, ozonun adsorplayıcı ve oksitleyici özellikleri olan metal oksitlerle kombinasyonuna dayanan ve çözülmüş organiklerin indirgenmesinde kullanılan bir yöntemdir. Bu amaç çerçevesinde, mangandioksit, çinko oksit, bakır oksit, titanyum dioksit (Degussa P-25 ve Anataz), geotit, manyetit olmak üzere farklı katalizörler kullanılarak katalitik ozonlamanın, DOM parçalanmasındaki etkinliği araştırılmıştır. Katalitik ozonlamanın ozonlamaya göre farklılığı, hem ozonlama hem de ozon ve katalizörün birlikte yapıldığı deneylerde yarı sürekli reaktörden belirli periyotlarla alınan numune ölçümleri ile belirlenmiştir. DOM parçalanabilme ve giderilebilme ile ilgili değerlendirmeler UV254, ÇOK, VIS400 gibi parametreler izlenerek yapılmıştır. Kullanılan katalizörlerden MnO2 ve manyetit hariç tüm katalizörler ozonlamanın hümik madde bozunumu üzerindeki etkisini arttırmıştır. Diğer katalizörlerden daha yüksek hümik madde bozunumu gerçekleştirdiği tespit edilen Degussa P-25 ile deneyler sürdürülmüştür. Farklı hümik asit konsantrasyonu, farklı Degussa P-25 dozları ve farklı pH'larda deneyler yapılmış, gösterdiği davranış izlenmiş ve en verimli çalışma şartları belirlenmeye çalışılmıştır. Katalizör dozu arttıkça incelenen her üç parametre bazında hümik madde bozunumunda artış yaşandığı gözlemlenmiştir. Hümik asit konsantrasyonundaki artış, hümik asit bozunumunun azalmasına sebep olmuştur. Degussa P-25'in pozitif yükle yüklendiği asidik pH aralığının uygun çalışma aralığı olduğu sonucuna varılmıştır.

Abstract:
Trihalomethane components occur as a result of reaction natural organic matter and chlorine during disinfection process. Chlorinated Disinfection by Products are limited by developed countries for healthy drinking water supply. The aim of the this work is to remove humic substances, which compromise a large number of natural organic matter and precursor of Disinfection By Products, by catalytic ozonation process. Catalytic ozonation (O3/catalyst) is a method, which combines ozone with the oxidative and adsorptive properties of solid phase metal oxide catalysts in aqueous phase to enhance degradation of dissolved organics. In this context, several heterogeneous catalysts such as manganese dioxide, zinc oxide, copper oxide, titanium dioxide (Degussa P-25 and Anataz), geotite, magnetite, were used at catalytic ozonation process for natural organic matter degradation. Differences between ozonation and catalytic ozonation were determined taking samples at the certain time intervals during reaction period of both of two process, ozonation and catalytic ozonation. Degradation and removal of natural organic matter were evaluated by observing UV254 , ÇOK, VIS400. It was determined that humic matter degradation was better with Degussa P-25 than the other catalysts. Experimental works were carried on at different pH's of humic matter, and concentration and Degussa P-25 dosages. The results of this study demonstrate that a positive relationship between Degussa P-25 catalyst dosage and degradation of humic substances. It was also observed that the higher removal efficiencies were obtained for low humic acid concentration. Acidic pH range was found to be optimum condition for efficient removal. Because, humic acid can be adsorbed easily on the positively charged catalyst.