Fenton ve fotofenton proseslerinin kombine atık su arıtma tesisi atık sularına uygulanabilirliği
Applicability of fenton and photofenton processes to combine wastewater treatment plant's wastewater
Yazar: BETÜL ÖZTÜRK
Danışman: YRD. DOÇ. DR. AYLA ARSLAN
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Bu çalışmada, fenton ve fotofenton proseslerinin kombine atıksu arıtma tesisiön çökeltim havuzu çıkışından alınan atıksulara ön arıtım prosesi olarakuygulanabilirliği incelenmiştir. Bu amaçla fenton ve fotofenton deneyleri yapılmış vebu deneylerde renk, KOİ ve TOK parametreleri incelenmiştir. Çalışmanın birinciaşamasında fenton prosesi deneyleri yapılmış üst duru fazdan alınan numunelerderenk, KOİ ve TOK parametrelerindeki değişim incelenmiştir. Fenton deneyleri pHparametresinin prosese etkisinin incelenebilmesi için pH=3 değerinde degerçekleştirilmiş ve atıksu numunesinin pH değeri derişik H2SO4 ile ayarlanmıştır.pH=3 değerinde yürütülen deneylerde de ilk olarak H2O2 dozu sabit alınarakoptimum Fe+2 dozu bulunmuş daha sonra değişen miktarlarda H2O2 kullanılarakoptimum H2O2 dozu bulunmuştur. pH=3 değerindeki atıksuya reaktif dozlamalarıyapılmış, hızlı karıştırma, yavaş karıştırma ve çökme sonrası üst duru fazdan alınannumunelerde renk, KOİ ve TOK parametrelerinde meydana gelen değişimlerincelenmiştir. Fenton prosesinde pH parametresinin değişmesi KOİ, TOK ve renkgideriminde farklı sonuçlar vermiştir. Yapılan deneylerde renk gideriminde%100'lük oran pH=3 değerinde, KOİ gideriminde %89'luk oran orijinal pHdeğerinde, TOK gideriminde %71'lik oran ise orijinal pH değerinde hem de pH=3değerinde elde edilmiştir. Çalışmanın ikinci aşamasında fenton prosesine UVaydınlatması eklenmek suretiyle fotofenton deneyleri yapılmıştır. Fotofentondeneyleri pH parametresinin ve aydınlatmanın prosese etkilerinin incelenmesiamacıyla farklı pH değerlerinde ve farklı aydınlatma periyotlarındagerçekleştirilmiştir. Fotofenton deneyleri ilk olarak atıksuyun orijinal pH değerindefenton deneyleri sonucu elde edilen verilerden yola çıkarak seçilen Fe+2 ve H2O2dozlarında gerçekleştirilmiştir. Bu dozlarda farklı zaman periyotlarıyla aydınlatmayapılmış alınan numunelerde renk, KOİ ve TOK parametrelerindeki değişimgözlenmiştir. Fotofenton proseslerinde renk gideriminde %4'lük oran orijinal pHdeğerinde elde edilirken, KOİ giderimi orijinal pH değerinde %94, TOK giderimi iseorijinal pH değerinde %90 olmuştur. Çalışılan atıksu için fenton ve fotofentonproseslerinin bir ön arıtım basamağı olarak kullanılabileceği belirlenmiştir. Prosesseçimi yaparken öncelikli kirletici baz alınarak uygun reaktif dozları, reaksiyonsüresi ve oluşan kimyasal çamur miktarı dikkate alınmalıdır.Anahtar Kelimeler: Fenton, Fotofenton, İleri oksidasyon, Kimyasal arıtım

Abstract:
In this study, as a pretreatment stage, applicability of fenton andphotofenton process to wastewater which was taken from the inlet of aeration tankwas investigated. For this purpose, fenton and photofenton experiments wereconducted and in these experiments changes in colour, COD and TOC parameterswere observed. At the first stage of this study, fenton experiments were done. Atfirst, fenton experiments were carried out at the original pH value of the waswatersample. Firstly, in these experiments H2O2 dosage was chosen constant in order todetermine the optimum Fe+2 dosage. After determination of optimum Fe+2 dosageexperiment were kept conducting in varity of H2O2 dosage. After adding requireddosage of Fe+2 and H2O2 sample was stirred and left for completion of settling andthen samples were taken and the changes in colour, COD an TOC parametres wereinvestigated. Also, in order to observe the effect of pH to fenton process experimentswere conducted at pH=3. H2SO4 and 1 N NaOH were used for adjusting pH value. Inthe experiments which were performed at pH=3 firstly H2O2 dosage was chosenconstant in order to determine the optimum Fe+2 dosage and then Fe+2 dosage werekept constant and experiments were continued in varietiy dosage of H2O2. Afteradding required dosage of Fe+2 and H2O2 sample was stirred and left for completionof settling and then samples were taken and the changes in colour, COD an TOCparametres were investigated. A 100% colour removal was observed at the pH=3, a89% COD removal was observed at the original pH and a 71% TOC removal wasobserved at the original and the pH=3. At the second stage of this study, UV/fenton(photofenton) experiments were performed. In order to determine of pH efficiencyand UV irridation efficiency photofenton process were conducted at different pHvalues and at different irridation periods. Photofenton experiments were carried outat the suitable Fe+2 and H2O2 dosages which were determine in fenton process. Atthese dosages experiments were performed at different irridation periods. During theexperiments samples were taken in appropriate time intervals and changes in colour,COD and TOC parametres were observed. A 4% Colour removal was observed at theoriginal pH value, a 94% COD removal was observed at the original pH value and a90% TOC removal was observed at the original pH value. For the studied wastewaterit can be said that fenton and photofenton processes are suitable to remove colourand COD. Also , it was seen that the removal efficiencies were affected by thechoosen reaction conditions.Keywords: Fenton,Photofenton, Advanced Oxidation, Chemical Treatment