Tekstil sanayi atıksularının elektro-fenton yöntemi ile arıtılabilirliği ve optimizasyonu
Treatability and optimization of textile wastewater by electro-fenton process
Yazar: NURULLAH YILDIZ
Danışman: PROF. DR. YALÇIN ŞEVKİ YILDIZ
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Son yıllarda yoğun olarak ileri oksidasyon tekniklerinin atıksu arıtımında kullanımı çeşitli endüstriyel atıksulara uygulanmaya çalışılmaktadır. Elektro-Fenton (EF) işlemi; çok yönlülüğü, otomatik kontrole uygunluğu, enerji verimliliği, maliyet etkinliği çevre uygulamalarına uyumluluğu gibi avantajları barındırmaktadır. 
Çalışmada, hidrojen peroksit reaktörde çözünmüş oksijenin grafit ve karbon keçe gibi karbon esaslı materyaller üzerinde indirgenmesi yoluyla üretilmektedir, diğer taraftan ihtiyaç duyulan Fe katalizör ise demir plaka elektrot ise anottan karşılanmaktadır. EF proses sistematiği oksijenli ve oksijensiz olarak tasarlanmıştır. EF proses performansını etkileyen akım yoğunluğu, kirletici konsantrasyonu ve hava akış hızı parametreleri Taguchi deneysel tasarım matrisi kullanılarak optimize edilmiştir.
Çalışma sonuçlarına göre grafit ve karbon keçe yürütülen denemelerde sırasıyla 165 ve 204 mg/L H2O2 üretim değerlerine ulaşılmıştır. Oksijenli ortamda yürütülen deney sonuçlarına göre grafit katot materyal tekstil atıksuları için 350 dakikalık arıtım periyodunda %100 renk ve %99 bulanıklık ve %70 TOK giderimi elde edilmiştir. Karbon keçe için 400 dakikalık EF reaksiyonunda %99,5 renk, %100 bulanıklık ve %63 TOK giderimi elde edilmiştir. Oksijensiz ortam EF proses sonuçlarına göre grafit katotla 350 dakikalık elektroliz süresinde %91 renk, %63 TOK ve %89 bulanıklık giderimi elde edilmiştir. Karbon keçe elektrotta ise 400 dakikalık elektroliz süresinde %98 renk, %63 TOK ve %32 bulanıklık giderimi elde edilmiştir.
Sonuç olarak sistemde yeterli mineralizasyon verimleri ile yüksek TOK ve zor parçalanabilen kirleticiler içeren atıksular için EF'un prosesinin iyi bir arıtma alternatifi olabileceği düşünülmektedir.

Abstract:
In recent years, application of advanced oxidation processes to wastewater treatment has been extensively studied for variety of industrial wastewater. Electro-Fenton process has many advantages such as versatility, automatic control compatibility, energy efficiency, cost-effectiveness. 
In the study, in situ H2O2 production was provided according to reduction of dissolved oxygen at the cathode side in an electrolytic system. In order to generate H2O2 electrochemically, graphite and carbon felt were used as cathode materials while the necessary Fe2+ catalyst were generated from iron plate anodes. The EF system was operated in both solution conditions, with and without oxygen in the experimental trials. The EF process parameters such as current density (CD), pollutant concentration and air flow-rates were also optimized by Taguchi experimental design method. 
Graphite and carbon felt cathodes provided 165 and 204 mg/L H2O2 productions at the optimum conditions, respectively. According to experimental results, EF treatment yielded complete color removal, 99% turbidity and 70% TOC removals with graphite cathode in 350 min. On the other hand, carbon felt cathode yielded 99.5% color, complete turbidity removal and 63% TOC removal with EF process in 400 min. According to experimental results, EF process conducted with graphite cathode in a solution without oxygen (under continuous N2 gas flow), 91% color, 89% turbidity and 63% TOC removals were reached in 350 min. In addition, 98% color, 32% turbidity and 63% TOC removals were reached with carbon felt in 400 min.
As a conclusion, it is thought that EF treatment would be a promising treatment alternative for wastewater with high TOC and persistent pollutants.