Endüstriyel atık sulardan elektrokoagülasyon yöntemi ile bor giderimi
The boron removal from industrial wastewater by electrocoagulation method
Yazar: ALPER ERDEM YILMAZ
Danışman: PROF. DR. RECEP BONCUKCUOĞLU
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2009
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Alüminyum elektrot = Aluminum electrode ; Bor = Boron ; Demir elektrot = Iron electrode ; Elektrokoagülasyon = Electrocoagulation ; Giderme = Removal

Özet:
Bor elementi ve bileşikleri, sularda ve toprakta yüksek konsantrasyonlarda bulunduklarında insan ve çevreye zararlı etkilere neden olmaktadır. Bu nedenden dolayı bor ve bileşiklerinin çevrede müsaade edilen konsantrasyonlarda olması gerekmektedir. Bu çalışmada borun endüstriyel atık sulardan elektrokoagülasyon yöntemi ile giderimi ve bu prosese etki eden çeşitli parametreler incelenmiştir. Çalışmalarda elektrot malzemesi olarak alüminyum ve demir elektrot kullanılmıştır. Borun uzaklaştırılmasına pH'nın, akım şiddetinin, başlangıç bor konsantrasyonun, destek elektrolit türü ve konsantrasyonunun, karıştırma hızının ve sıcaklığın etkileri incelenmiştir. Yukarıda bahsedilen parametreler arasında, elektrokoagülasyon prosesine etki eden en önemli parametrenin pH olduğu görülmüştür. Proses süresince pH'daki artış çözünen Al+3 iyonlarının yumak oluşturamadan çözeltiye geçmesine sebep olmuştur. Bu yüzden çözelti pH'sı sabit tutularak denemeler gerçekleştirilmiştir. Akım şiddetinin artması birim zamanda daha fazla koagülantın çözünmesini sağladığı için giderim verimini artırmıştır. Başlangıç bor konsantrasyonunun artması bor giderim verimini az da olsa düşürmüştür. Bunun sebebinin, çözeltideki sabit koagülant madde miktarına karşın kirletici konsantrasyonun artmasından kaynaklandığı düşünülmektedir. Destek elektrolit tür ve konsantrasyonundaki değişim bor giderim veriminden çok enerji tüketimini etkilemiştir. Karıştırma hızı oluşan yumakların reaktör içerisinde homojen bir şekilde dağılmasını ve kirletici ile temasını etkinleştirmiştir. Sıcaklığın artması bor giderim verimini artırmıştır. İncelenen bütün parametrelerin belirlediği optimum şartlarda, sentetik olarak hazırlanmış atık sulardan % 95'in üzerinde bor giderilebileceği görülmüştür.

Abstract:
Boron elements and compounds cause harmful effects to human being and environment when they exist at high concentration in water and soil. For this reason, it is necessary to have boron and its compounds within the allowed amount of concentrations for the environment. This study investigates boron removal from wastewater by electrocoagulation method and parameters which affect this process. Aluminum and ferrous electrodes were used in the studies as the electrode material. The effects of pH, current density, initial boron concentration, support electrolyte type and its concentration, steer velocity and temperature were investigated for boron removal. It is observed that pH is the most important one amount the above mentioned parameters for electrocoagulation process. The increase in pH during process caused the dissolved Al+3 ions to spread to the solution without forming flocks. For this reason, experiments were conducted by holding solution pH to a constant value. Since increasing current value causes more coagulant to dissolve within the unit time, it increases the removal efficiency. Increase in the initial boron concentration results in a slight decrease in the removal efficiency. It is believed, that this is caused due to the fact that the increase in the constant coagulant amount in the solution versus contaminant concentration level. Change in the support electrolyte type and its concentration effect energy consumption rather than the removal efficiency. Steer velocity improved spreading of formed flocks in a homogenous manner in the reactor and their interaction with the contaminant. Increase in the temperature results in the boron removal efficiency. Under the optimum conditions defined by the above investigated parameters, it has been observed that more than 95% boron removal can be achieved from the synthetically prepared wastewater.