Hibrit elektrokimyasal oksidasyon ve elektrokoagülasyon prosesi ile petrokimya rafinerisi atıksuyunun arıtılması
Treatment of petrochemical refinery wastewater with hybrid electrochemical oxidation and electrocoagulation processes
Yazar: EMİN TABBA
Danışman: PROF. DR. BAHADIR KÜRŞAD KÖRBAHTİ
Mersin Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Tez çalışmasının amacı, petrokimya rafinerilerinde oluşan atıksuyun, elektrokimyasal oksidasyon ve elektrokoagülasyon proseslerinin birlikte uygulanmasıyla arıtımının sağlanmasıdır. Petrokimya rafinerisi atıksuyunun elektrokoagülasyon ve elektrokimyasal oksidasyon ile arıtılmasında, %50 NaCl+%50 Na2SO4 elektrolit karışımı varlığında Fe-Fe, Fe-BDD, BDD-BDD elektrot tipleri kullanılmıştır. %20-%100 kirlilik yükü, 2-10 g/L elektrolit derişimi, 2-10 mA/cm2 akım yoğunluğu ve 20-60°C reaksiyon sıcaklığı işletim parametrelerinin etkileri kesikli elektrokimyasal reaktörde araştırılmıştır. Cevap yüzey yöntemi kullanılarak optimum işletim şartları BDD-BDD, BDD+Fe, Fe-Fe elektrot konfigürasyonları için belirlenmiştir.
Optimum koşullar, tüm elektrot konfigürasyonlarında 4 mA/cm2 akım yoğunluğu, 60°C reaksiyon sıcaklığı ve 3 g/L elektrolit derişiminde elde edilmiştir. Bu koşullarda çalışılabilecek en yüksek kirlilik yükü, BDD elektrot için %50, Fe elektrot için %60 ve hibrit BDD+Fe elektrot için %80 olarak belirlenmiştir. Reaksiyon kinetiği çalışmasında, yağ-su emülsiyonlarının ayrılması için önerilen denge kinetiği modeli uygulanmıştır. Optimum koşullarda gerçekleştirilen reaksiyon kinetiği çalışmasında, hız sabitleri BDD, BDD+Fe ve Fe elektrot konfigürasyonları için sırasıyla 0.074207 dakika-1, 0.048073 dakika-1, 0.112462 dakika-1 olarak bulunmuştur. Optimum koşullarda Fe, BDD ve BDD+Fe elektrotlar için KOİ değerleri sırasıyla 5566 mg/L, 4026 mg/L ve 9086 mg/L olarak elde edilmiştir.

Abstract:
The aim of this study is to provide the treatment of wastewater generated in petrochemical refineries by the combined application of electrochemical oxidation and electrocoagulation processes. In the treatment of petrochemical refinery wastewater using electrocoagulation and electrochemical oxidation, Fe-Fe, Fe-BDD, and BDD-BDD electrode types were used in the presence of a 50% NaCl+50% Na2SO4 electrolyte mixture. The effects of operating parameters, including 20-100% pollutant load, 2-10 g/L electrolyte concentration, 2-10 mA/cm² current density, and 20-60°C reaction temperature, were investigated in a batch electrochemical reactor. Optimum operating conditions were determined for BDD-BDD, BDD+Fe, and Fe-Fe electrode configurations using the response surface method.
Optimum conditions were obtained at a current density of 4 mA/cm², a reaction temperature of 60°C, and an electrolyte concentration of 3 g/L for all electrode configurations. The highest pollutant load that can be treated under these conditions was determined to be 50% for BDD electrodes, 60% for Fe electrodes, and 80% for hybrid BDD+Fe electrodes. In the reaction kinetics study, the equilibrium kinetics model proposed for the separation of oil-water emulsions was applied. In the reaction kinetics study carried out under optimum conditions, the rate constants were found to be 0.074207 min⁻¹, 0.048073 min⁻¹, and 0.112462 min⁻¹ for BDD, BDD+Fe, and Fe electrode configurations, respectively. Under optimum conditions, the ΔCOD values for Fe, BDD, and BDD+Fe electrodes were obtained as 5566 mg/L, 4026 mg/L, and 9086 mg/L, respectively.