Elektrokimyasal proses ile gıda endüstrisi atıksuyundan renk giderimi
Colour removal from food industry wastewater by electrochemical process
Yazar: OĞUZ ŞAHİNER
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MURAT SOLAK
Düzce Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kompozit Malzeme Teknolojileri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Çalışmada, maya endüstrisi biyolojik atıksu arıtma tesisi deşarj atıksuyundan, grafit, titanyum ve paslanmaz çelik elektrotların kullanıldığı Elektrooksidasyon (EO) prosesi ile renk giderim etkinliği ve EO prosesi sonrası elde edilen suyun endüstrinin farklı proseslerinde kullanılabilirliği araştırılmıştır. pH, akım yoğunluğu ve elektroliz süresi gibi işletme parametrelerinin RES 436, RES 525 ve RES 620 renk parametrelerinin giderimi üzerindeki etkileri belirlenmiştir. Deneysel çalışmalarda optimum bağımsız değişkenlerin tespiti amacı ile yüzey yanıt metotlarından biri olan Box-Behnken istatistiksel modeli kullanılmıştır. İstatistiksel analiz sonucunda Quadratik modele uyumlu olduğu belirlenen modelin, grafit elektrotların kullanıldığı EO prosesinde R2ve R2adj. değerleri RES 436, RES 525 ve RES 620 için sırasıyla 0,94-0,83 0,92-0,76 ve 0,95-0,85 olarak, titanyum elektrodun kullanıldığı EO prosesinde  R2 değerleri RES 436, RES 525 ve RES 620 için sırasıyla 0,99-0,97, 0,99-0,97 ve 0,98-0,95 olarak; paslanmaz çelik elektrotların kullanıldığı EO prosesinde R2 değerleri RES 436, RES 525 ve RES 620 için sırasıyla 0,99-0,98, 0,97-0,93 ve 0,99-0,98 olarak tespit edilmiştir. Sonuçlarda, R2 ve R2adj. değerlerinin 1'e yakın olması, renk giderim veriminin Box-Behnken istatistiksel modeli ile açıklanabileceği sonucuna ulaşılmıştır. Grafit, titanyum ve paslanmaz çelik elektrotların kullanıldığı EO prosesi için optimum pH değerleri sırasıyla, 4,57, 4,50, 4,84 olarak; akım yoğunlukları sırasıyla, 139,84 A/m2, 84,23 A/m2 ve 60,15 A/m2 olarak; elektroliz süresi sırasıyla 58 dak., 43 dak. ve 45 dak. olarak belirlenmiştir. Optimum şartlarda grafit, titanyum ve paslanmaz çelik elektrotlar için renk giderim verimleri sırasıyla RES 436 %97, RES 525 ve RES 620 parametreleri için %99,99; RES 436 %89, RES 525 %98 ve RES 620 %99,99; RES 436 %98, RES 525 %95 ve RES 620 %99,99 olarak belirlenmiştir. Enerji tüketimleri grafit, titanium ve paslanmaz çelik elektrot için sırasıyla 30-117,86 / 34,2-122,2 / 4,64-42,86 kWsa/m3 aralıklarında değişim göstermiştir.

Abstract:
In this study, the color removal efficiency of the electrooxidation (EO) process from yeast industry biological wastewater treatment plant discharge wastewater using graphite, titanium and stainless steel electrodes and the usability of water obtained after EO process in different processes of the industry were investigated. The effects of operating parameters such as pH, current density and electrolysis time on the removal of color parameters RES 436, RES 525 and RES 620 were determined. In the experimental studies, Box-Behnken statistical model, one of the surface response methods, was used to determine the optimum independent variables. Statistical analysis showed that the model was found to be compatible with the Quadratic model, R2-R2adj values for RES 436, RES 525 and RES 620 were 0,94-0,83, 0,92-0,76 and 0,95-0,85 in EO process using graphite electrodes, in the EO process using titanium electrode, R2 values for RES 436, RES 525 and RES 620 were 0,99-0,97, 0,99-0,97 and 0,98-0,95, respectively; In the EO process using stainless steel electrodes, R2 values for RES 436, RES 525 and RES 620 were determined as 0,99-0,98, 0,97-0,93 and 0,99-0,98, respectively. As a result, it is concluded that R2 values are close to each other, R2 and R2adj values are close to each other and color removal efficiency can be explained by Box-Behnken statistical model. Optimum pH values for the EO process using graphite, titanium and stainless steel electrodes were 4,57, 4,50, 4,84, respectively; current density was determined as 139,84 A / m2, 84,23 A / m2 and 60,15 A / m2 respectively; electrolysis time was determined as 58 min, 43 min and 45 min., respectively. Colour removal efficiencies for graphite, titanium and stainless steel electrodes at optimum conditions were determined as 97% for RES 436, 99,99% for RES 525 and 99,99% for RES 620 respectively; 89% for RES 436, 98% for RES 525 and 99,99% for RES 620; 98% for RES 436, 95% for RES 525, 99,99% for RES 620, respectively. Energy consumption varies between 30-117,86 kWh/m3 / 34,2-122,2 kWh/m3 / 4,64-42,86 kWh/m3 for graphite, titanium and stainless steel electrodes, respectively.