İleri oksidasyon prosesi ile gül işleme atıksularının arıtılabilirliğinin araştırılması
The investigation of the treatability of rose processing wastewater by advanced oxidation process
Yazar: MELDA BAŞBUĞ ÇANCI
Danışman: PROF. DR. MEHMET KILIÇ
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Dünyanın en önemli gül yağı üreticileri sırasıyla Türkiye ve Bulgaristan'dır."Rosa
damascena Mill." adıyla anılan yağ gülü, Türkiye'de en çok Isparta'da yetiştirilir.
Gül çiçeğinin işlenmesi esnasında, gül çiçeği miktarının yaklaşık 3-4 katı su
kullanılmaktadır. Kullanılan suyun 1/3'ü gül çiçeği tarafından absorblanmakta, 2/3'ü
ise atıksu olarak deşarj edilmektedir. Atıksular, çoğu işletmelerde bekletme
havuzlarında ya da çukurlarda toplanarak buharlaştırma ve sızma yoluyla
uzaklaştırılmaktadır. İleri oksidasyon prosesleri, yüksek oksidasyon potansiyeline
sahip serbest radikallerin oluşumuna dayanır ve atıksuların içerisinde yer alan
dirençli ve toksik organik kirleticilerin parçalanması için çekici ve alternatif bir
metottur.
Bu tez çalışmasının amacı yüksek organik yüke ve renge sahip bu atıksuların ileri
oksidasyon prosesi ile arıtımının araştırılmasıdır. Fotokatalizör olarak TiO2, ışık
kaynağı olarak UVA, UVC ve güneş ışığı kullanılarak atıksudan renk ve KOİ
giderimi belirlenmiştir. TiO2'nin yüksek fotokatalitik aktivitesine rağmen arıtım
sonunda atıksudan ayrılması problem oluşturur. Bu problemin ortadan kaldırılması
için, TiO2, poroz bir doğal madde olan pomza taşı üzerine immobilize edilerek farklı
boyutlarda yeni fotokatalizörler elde edilmiştir. Ayrıca TiO2-pomza fotokatalizörü ile
gül işleme atıksularının fotokatalitik olarak arıtılması ilk defa bu tez çalışmasında
araştırılmıştır.
UV/TiO2, UV/TiO2-pomza, Güneş ışığı/TiO2 Güneş ışığı/TiO2-pomza proseslerine,
aydınlatma süresi, katalizör yüklemesi, pH ve ışık şiddeti gibi parametrelerin ve
fotokatalizörlerin adsorpsiyon kapasitelerinin oksidasyon prosesi üzerine etkisi
belirlenmiştir. Destek malzemesinin partikül boyutunun immobilizasyona etkisi
XRD, XRF ve SEM EDX analizleri ile belirlenmiştir.
UV/TiO2 prosesi ile optimum koşullarda renk giderimi %60, KOİ giderimi %17
olarak belirlenmiştir. İmmobilizasyon işlemi TiO2'nin fotokatalitik aktivitesini
düşürmüştür. Ancak yüksek katalizör yüklemelerinde karşılaşılan bulanıklığın
önlenmesi ve daha yüksek giderim yüzdeleri elde edilmesine olanak sağlamıştır.
TiO2'nin destek malzemesi üzerine immobilizasyonu filtrasyon gereksimini ortadan
kaldırmıştır. UV/TiO2-pomza prosesinde optimum koşullarda en iyi renk giderimi P2
fotokatalizörü ile %65, KOİ giderimi ise % 15 olarak bulunmuştur. Güneş ışığı/TiO2
prosesiyle optimum koşullarda %51,7 renk giderimi, %15,7 KOİ giderimi elde
edilmiştir Yapay UV lamba kullanılarak yürütülen fotokatalitik oksidasyon deneyleri
güneş ışığına kıyasla daha yüksek KOİ ve renk giderimi sağlamıştır.

Anahtar Kelimeler: Fotokataliz, güneş ışığı, gül yağı, ileri oksidasyon prosesi,
pomza, Rosa damascena Mill., TiO2, UV.

Abstract:
The world's major rose oil producers are, respectively, Turkey and Bulgaria. Oil rose
called "Rosa damascena Mill." is mostly grown in Isparta in Turkey. The amount of
the water used for processing of rose petals is about 3-4 times of the rose flower.
During the process, the rose flowers absorb 1/3 of water and 2/3 is discharged as the
waste stream. In most facilities, wastewater is collected in lagoons or pits and
removed by evaporation and infiltration. Advanced oxidation processes are based on
the formation of free radicals with high oxidation potential and are an attractive and
alternative method for the removal of resistant and toxic organic pollutants in
wastewaters.
The aim of this thesis is to investigate the treatability of these wastewaters which has
high organic load and dark color by advanced oxidation process. Color and COD
removal from wastewater were determined by using TiO2 as photocatalyst, UV and
sunlight as light source. Despite the high photocatalytic activity of TiO2, the
separation of nanopartices from wastewater is a problem. To overcome this problem,
TiO2 has been immobilized on porous natural pumice stone and new photocatalysts
have been obtained in different sizes. In the literature, no other studies have been
found to purify rose water by photocatalytic methods. Photocatalytic treatment of
rose processing wastewaters with TiO2-pumice photocatalyst was also investigated in
this thesis for the first time.
The effects of parameters such as, illumination period, catalyst loading, pH and light
intensity on the UV/TiO2, UV/TiO2-pumice, Sunlight/TiO2 and Sunlight/TiO2-
pumice processes were determined. The effect of the adsorption capacities of the
photocatalysts on the oxidation process was determined. The effect of the support
material particle size on immobilization was analyzed by XRD, XRF and SEM EDX.
The color removal was determined as 60% and the COD removal as 17%, under
optimum conditions with UV/TiO2 process. The immobilization process reduced the
photocatalytic activity of TiO2 photocatalyst. However, it avoided blurring in high
catalyst loading and allowed higher removal percentages. In addition, immobilization
of TiO2 on support material has eliminated the need for filtration. The highest color
and COD removal were found to be as 65% and 15% respectively with P2
photocatalyst under optimum conditions with UV/TiO2-pumice process. The highest
color removal was determined as 51.7% and the COD removal as 15.7%, under
optimum conditions with Sun light/TiO2 process Photocatalytic oxidation
experiments conducted using artificial UV lamps provided higher COD and color
removal compared to sunlight.

Keywords: Advanced oxidation process, photocatalysis, pumice, Rosa damascena
Mill., rose oil, sun light, TiO2, UV.