Kolon tip fotoreaktörde tekstil atıksuyunun demir iyonu yüklü minerallerle heterojen fotokatalitik oksidasyonu
Photocatalytic oxidation of textile industry wastewater by using iron modified minerals in a column type photoreactor
Yazar: SERPİL KARAKOÇ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. H. CENGİZ YATMAZ
Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü / Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering ; Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Bu çalışmada, Fe+3 ve Fe+2 iyonları ve bu iyonlar ile modifiye edilmiş zeolit ve beydellit minerallerini kullanarak tekstil endüstrisi banyo boyama atıksuyunda, heterojen foto-fenton oksidasyonu ile renk giderim performansı incelenmiştir. 500mL tekstil atıksuyu kapasiteli pyrex kolon ve quartz tüp malzemeden yapılmış iki ayrı reaktör sistemi kullanılarak iki farklı UV (UV-C ve UV-A) dalga boyunda 1g/L katalizör yükü, 15 mmol hidrojen peroksit (H2O2) konsantrasyonu, 35oC sıcaklık ve 3.2 başlangıç pH değerleri sabit tutularak homojen ve heterojen prosesler kıyaslama yapılarak çalışılmış ve prosesin renk giderimi ile mineralizasyonu izlenmiştir. Minerallerin yükleme kapasitelerine eş değer miktarda Fe+2 ve Fe+3 iyonları kullanılarak homojen foto oksidasyon prosesi ile Fe+2 ve Fe+3 yüklü zeolit ve beydellit mineral katalizörleriyle heterojen foto oksidasyon prosesi mukayese edilmiştir. Ayrıca farklı pH şartları denenerek en yüksek giderme verimi sağlayan optimum pH tespit edilmiştir.Çalışmalar sonucunda en yüksek giderim verimi sırasıyla UV-C ışığı altında Fe+2-B ve Fe+3-Z katalizörleri varlığında elde edilmiştir. Heterojen foto oksidasyon renk giderim verimlerinin homojen prosese kıyasla başlangıçta daha düşük kaldığı fakat zamanla aynı verimi yakaladığı görülmüştür.Yapılan toplam organik karbon (TOK) ölçüm sonuçlarına göre, Fe yüklü mineraller ile heterojen ve homojen foto Fenton proseslerinde UV-C dalga boyunda UV-A' ya göre daha yüksek TOK giderme verimi elde edilmiştir.

Abstract:
In this study, photocatalytic oxidation of textile industry wastewater were investigated in the presence of zeolite and beidellite mineral catalysts modified with the ions of Fe+3 and Fe+2 respectively. Using two type of reactor systems which are made of pyrex and quartz materials, the yield of color removal and the mineralization efficiency was observed by comparing the heterogeneous and homogeneous processes under diffrent UV (UVA, UVC) light wavelengths. In all experiments; 500mL textile wasterwater, 1g/L catalyst loading, 15mmol hydrogen peroxide (H2O2) concentration, 3.2 pH and 35oC temperature were selected as optimum conditions. Under the same conditions, with the equivalent amount of Fe+2 ve Fe+3 ions modified on the minerals were added to the solution as homogenous process and two processes were compared. On the other hand, efficiency of pH range was also performed.The highest efficiency was observed under the UVC light using Fe+2-B and Fe+3-Z catalysts respectively. Heterogeneous processes were given slower color removal rates at the beginning of the reaction compared to homogeneous processes, but at the end of the reaction both processes have reached the same color removal rates.According to total organic carbon (TOC) measurements; both processes have shown higher mineralization rates under UVC wavelength than UV-A.