Bir tekstil yüzey aktif maddesinin H2O2/UV-C prosesiyle arıtılabilirliğinin yanıt yüzey yöntemiyle modellenmesi ve optimizasyonu
Modelling and optimization of the H2O2/UV-Ctreatment of a textile surfactant using response surface methodology
Yazar: ASLI AKIN
Danışman: DOÇ. DR. İDİL ARSLAN ALATON
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Çevre Bilimleri ve Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Yüzey aktif maddeleri = Surfactants

Özet:
Yüzey aktif maddeler (YAM), çoğunlukla zor ayrışan, karmaşık ve organik yapıda maddelerdir. Bu sebeple, bu maddelerin evsel ve endüstriyel atıksu arıtma tesislerinde biyolojik arıtılabilirlikleri kısıtlıdır ve çoğunlukla, konvansiyonel atıksu arıtma tesislerini önemli bir yapısal değişikliğe uğramadan terk ederek, alıcı ortamlara ulaşmaktadırlar. Ayrıca, kısmen ayrışma ürünleri kendilerinden daha toksik ve refrakter nitelikte olabilmektedir. Bu sebeple, bu deneysel çalışmada, tekstil endüstrisinde elyaf ön hazırlama işlemlerinde yoğun olarak kullanılan lineer alkil etoksilat formunda bir noniyonik yüzey aktif maddenin (ticari ismi: WET SVS) Foto-Fenton (Fe3+/H2O2/UV-A) ve H2O2/UV-C fotokimyasal ileri oksidasyon prosesleriyle arıtılabilirliği incelenmiştir. Prosesi etkileyen başlıca parametrelerin (başlangıç KOİ, TOK miktarı, başlangıç H2O2 konsantrasyonu ve reaksiyon süresi), proses üzerindeki etkisi ve birbirleriyle etkileşimleri incelenerek söz konusu kirleticinin tam ve kısmen oksidasyonu için en uygun koşullar Yanıt Yüzey Yöntemi (YYY) ile modellenmiş ve optimize edilmiştir. Yapılan çalışmalar sonucunda, 450 mg/L KOİ değerine sahip WET SVS içeren sentetik atıksuyun, H2O2/UV-C prosesiyle ileri oksidasyonu için en uygun deneysel koşullar, tam ileri oksidasyonu için; pH0=10.5; (H2O2)0=47 mM; tr=86 dk. ve kısmen ileri oksidasyonu için; pH0=10.5; (H2O2)0=15 mM; tr=80 dk. olarak bulunmuştur. Arıtılmamış (ham) ve H2O2/UV-C prosesiyle kısmen oksidasyona tabi tutulmuş WET SVS'nin, akut toksisitesinde meydana gelen değişiklikler aktif çamur inhibisyon deneyleriyle incelenmiş ve kısmen ileri oksidasyonun toksisiteyi azaltıcı yönde etki ettiği görülmüştür. Elde edilen sonuçlardan, H2O2/UV-C prosesinin söz konusu yüzey aktif maddenin oksidasyonu için çok uygun bir proses olduğu ve bu prosesle tam oksidasyonunun (mineralizasyonunun) mümkün olduğu görülmüştür.

Abstract:
Surfactants are mostly difficultly degraded, complex and organic substances. Therefore, biological treatment of these materials is restricted in domestic and industrial treatment plants and mostly, they are released to environment by leaving conventional wastewater treatment plants without any important structural change. Also, their metabolites can be more toxic and more refractory than they are. For this reason, in this experimental study; treatability of a linear alkyl ethoxylated formed nonionic surfactant (namely: WET SVS), which is densely used in fiber preperation stages, is investigated with photo-Fenton (Fe3+/H2O2/UV-A) and H2O2/UV-C photochemical advanced oxidation processes. Considering the factors affecting process performance (initial COD, TOC values, initial H2O2 concentration and reaction time) and their interactions, the most effective experimental conditions for the ultimate and partial oxidation of the aforesaid surfactant are modeled and optimized using Response Surface Methodology for the H2O2/UV-C photochemical process. Laboratory experiments show that for synthetic wastewater containing WET SVS with an initial COD of 450 mg/L, the most appropriate experimental conditionals are; pH0=10.5; (H2O2)0=47 mM; tr=86 min., for the ultimate advanced oxidation; and pH0=10.5; (H2O2)0=15 mM; tr=80 min, for the partial advanced oxidation. The changes in acute toxicity of untreated (raw) and partially treated WET SVS are analyzed with activated sludge inhibition tests and it is seen that partial oxidation has a positive effect on the toxicity of WET SVS. According to the experimental results, H2O2/UV-C process is the most appropriate process and ultimate oxidation (mineralization) of the aforementioned surfactant is possible.