Sızıntı sularının elektrokoagülasyon yöntemiyle arıtılması
Treatment of landfill leachate by electrocoagulation method
Yazar: FATİH İLHAN
Danışman: PROF. DR. M. TALHA GÖNÜLLÜ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2006
Konu: Kimya = Chemistry ; Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering ; Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Elektrokoagülasyon = Electrocoagulation ; KOİ = COD ; Karıştırma = Mixing ; Optimizasyon = Optimization

Özet:
Karmaşık yapısı ve karakteristik özelliklerinin depo yaşına bağlı olarak değişimleri nedeniyle, sızıntı suları arıtımı zor atıksuların başında gelmektedir. Gelişen teknolojilere paralel olarak sızıntı suyunun arıtımı için daha yüksek verimli ve düşük maliyetli arıtma metotlarına olan arayışlar artarak devam etmektedir. Günümüzde elektrokoagülasyon yöntemi ise ileri arıtım metotları içerisinde çeşitli avantajları ile ortaya çıkmaktadır. Bu çalışmada elektrokoagülasyon yöntemi kullanılarak sızıntı suyunun kısa süre içerisinde daha düşük maliyetler ile arıtılabilirliği araştırılmıştır.Çalışma süresince sızıntı suyu numuneleri Odayeri Düzenli Depolama Sahası'ndan (İstanbul) tedarik edilmiştir. İlk olarak koagülasyon ve elektrokoagülasyon KOİ giderim hızı, çamur oluşumu ve sülfat konsantrasyonunun değişimi bakımından karşılaştırılmıştır. Çalışma boyunca pH, sıcaklık ve spesifik iyonik iletkenlik sürekli olarak izlenmiştir. Alüminyum ve demir elektrotlar kullanılarak amonyak azotu ve KOİ giderim verimleri yükseltilmeye çalışılmıştır. Daha sonra akım yoğunluğu ve karıştırma uygulamasının optimum giderim verimi üzerine etkileri incelenmiştir. Bunun yanı sıra optimum reaksiyon süresi 1 saatlik akım uygulama süresi için araştırılmıştır. Farklı akım yoğunlukları ile elektrokoagülasyon için ihtiyaç duyulan enerji miktarları belirlenmiştir. Çalışmalar sonucunda; 1, 5, 15 ve 30. dakikalar için sırasıyla %8,8, %9,6, %11,2 ve %14,6'lık amonyak azotu giderimi elde edilmiştir. Elektrokoagülasyonda amonyak giderimini arttırmak için hava ile sıyırma ve pH ayarlama uygulamaları da yapılınca, verim %24,4 seviyelerine kadar yükseltilebilmiştir. Aynı süreler boyunca KOİ giderim verimlerinin sırasıyla %45,5, %49,2, %53,6 ve %59,1 seviyelerinde olduğu belirlenmiştir. 30 dakikalık çalışma süresi sonunda pH değeri 8,2'den 9,6'ya, sıcaklık ise 23,7?C'den 29,7?C'ye yükselmiştir. Yapılan analizler neticesinde elektrokoagülasyon yöntemiyle sızıntı sularının bir ön arıtma kademesi olarak arıtma sağlayabileceği belirlenmiştir.Anahtar Kelimeler: Sızıntı suyu, elektrokimyasal arıtım, elektrokoagülasyon, KOİ, amonyak azotu, karıştırma, havalandırma, optimizasyon

Abstract:
Having complex structure and characteristics dependent on the age of landfill, leachate is one of those wastewaters difficult to treat. Along with developing technology, the search for higher-efficiency- and lower-cost-treatment techniques for leachate treatment is of priority. Today, electrocoagulation method with a number of advantages is encountered among advanced treatment techniques. In this study, the treatibility of leachate in a shorter period of tme with lower costs was investigated.Leachate samples were obtained from Odayeri Sanitary Landfill Site (Istanbul) during the study. Conventional coagulation and electrocoagulation were first compared in the aspects of COD removal rate, sludge production and sulfate concentration change. During the study, pH, temperature and spesific ionic conductivity were continuously observed. Ammonium nitrogen and COD removal efficiencies were tried to be increased by the use of aluminum and iron electrodes. Only after then was invstigated the effects of current density and mixing operation on optimal removal efficiencies. Besides, optimum reaction time was investigated for one-hour-current application. The energy need of electrocoagulation and different current densities were determined. The results showed that, for 1, 5, 15 and 30 minutes, ammonium nitrogen removal efficiencies were 8,8%, 9,6%, 11,2% and 14,6%, respectively. When ammonia stripping and pH adjustion are applied to increase ammonia removal, the efficiency reached 24,4%. COD removal efficiencies for the same reaction times were 45,5%, 49,2%, 53,6% and 59,1%, respectively. After 30 min of operation, pH of leachate increased from 8,2 to 9,6 and temperature increased from 23,7?C to 29,7?C. The results of the study revealed that electrocoagulation method can be used as a preliminary treatment method for leachate treament.Keywords: Leachate, electrochemical treatment, electrocoagulation, COD, ammonium nitrogen, mixing, aeration, optimisation.