Filtrasyonla demir giderimi ile partikül sayı ve büyüklüğü arasındaki ilişkinin araştırılması
Investigation of relationship iron removal and particule size with filtration
Yazar: NİMET BENGÜ DOĞAN
Danışman: PROF. DR. CUMALİ KINACI
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Çevre Bilimleri ve Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Demir oksit = Iron oxide ; Filtreler = Filters

Özet:
Bu çalışmada, farklı konsantrasyonlarda (0.5 mg/L, 1mg/L, 1.5 mg/L, 2.5 mg/L, 5 mg/L) sentetik olarak hazırlanmış Fe-II içeren suların havadaki oksijenle okside edilerek, kum ve çift tabakalı (kum + antrasit) filtrelerden süzüldükten sonra çıkış suyundaki Fe-III partiküllerinin sayı ve büyüklükleri arasında ilişki bulunup bulunmadığı deneysel olarak araştırılmıştır.Deneylerin gerçekleştirilmesi amacıyla oksidasyon ünitesi, hızlı karıştırma, yumaklaştırma, çökeltme ve filtrasyon ünitelerinden oluşan pilot bir tesis kurulmuştur. İki adet filtre kolonuyla çalışılmıştır. Filtre kolonlarında ?kum? ve ?kum+antrasit? malzeme kullanılmıştır. Deney sırasında oksidant olarak havadaki O2 tercih edilmiştir. Her bir deneyde, pilot tesis 9 saat sürekli çalıştırılmıştır. Oksidasyon tankı çıkışı, filtre girişi, filtre boyunca ve filtre çıkışından alınan numunelerdeki demir türlerine ait konsantrasyonlar, atomik absorbsiyon spektrofotometresi ile ölçülmüştür. On-line cihazlar ile ORP, iletkenlik, pH, sıcaklık, Ç.O., bulanıklık, partikül sayı ve boyutu gibi parametrelerin değişimleri izlenmiştir.Çalışma sonucunda, giriş Fe-II konsantrasyonu ile filtre çıkışındaki partikül boyut ve sayısı arasında kesin bir sonuç bulunamamıştır. Fe-II bulanıklık gideriminde kum filtrenin ?kum+antrasit? filtreden daha etkili olduğu görülmüştür. Kum filtre çıkışındaki partikül sayı ve büyüklüğünün ?kum+antrasit? filtreden daha küçük olduğu belirlenmiştir. Düşük konsantrasyonlardaki demiri gidermenin, yüksek konsantrasyonlara göre çok daha zor olduğu görülmüştür.

Abstract:
Tap water with different Fe(II) concentrations (namely; at 0.5, 1, 1.5, 2.5 and 5 mg/L) is exposed to subsequent ferrous oxidation and filtration (sand and sand + anthracite) experiments in order to investigate the relationship between number and size of Fe(III) particles experimentally, as being the main objective of this study.A pilot scale facility comprising an oxidation unit aside from the combination unit of coagulation + flocculation + filtration is built. The filter columns are filled with sand and sand + anthracite mixture, whereas parallel filters are operated for each sample. Oxygen in the air is used to oxidize ferrous ions. Pilot scale test apparatus is adjusted to provide 1 hour oxidation, 2.5 hours flash mixing + flocculation + settling, and finally 6 hours filtration. Iron species in the samples taken from the oxidation tank effluent, filter influent, filter column and filter effluent are measured by using an atomic absorption spectrophotometer. ORP, conductivity, pH, temperature, DO, turbidity, particle number and size data are collected online.Evaluation of the experimental results reveals that Fe(II) concentration of the filter influent is not likely to have a meaningful correlation with number and size of Fe(III) particles of the effluent. The sand filter is found to be more effective than the sand + anthracite filter. The number and size of particles of the sand filter effluent is determined to be less than that of the sand + anthracite filter effluent. Higher iron removal efficiencies can only be achieved at high concentrations of iron.