Elektrokoagülasyon yöntemi ile şeker pancarı ve organik kökenli atık suların arıtılması ve brine çözeltisinin saflaştırılması prosesleri için ideal koşulların belirlenmesi
The determination of optimum conditions of sugar beet wastewater and organic wastewater and the purification of brine solution processes by means of electrocoagulation method
Yazar: HATİCE BODAKÇİ
Danışman: DOÇ. DR. KAMRAN POLAT
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bu çalışmada son yıllarda mevcut arıtım yöntemlerine kıyasla avantajlarıyla öne çıkan ileri arıtım tekniklerinden elektrokimyasal arıtım yöntemi kullanılarak şeker pancarı endüstrisi atık suyu, brine çözeltisi ve klorofenol sentetik atık suyunun arıtımı gerçekleştirilmiştir.  Atıksuların özelliklerine bakılarak ön dinamik deneyler yapıldıktan sonra Dizayn Expert programı vazıtasıyla cevap yüzey yöntemi kullanılarak optimizasyon deneyleri yapılmıştır.
Başlangıç olarak, şeker pancarı atık suyu incelenmiştir. Ankara Şeker Fabrikası'nın  yıkama atık suyu ünitesinden alınan atık suyun EC arıtımı için; akım yoğunluğu, elektroliz süresi ve NaCl derişimi gibi  bağımsız değişkenler kullanılarak bulanıklık ve renk giderim verimi için model oluşturulmuştur. EC prosesinde atık su pH'sı, akım yoğunluğu, NaCl derişimi, işletme süresi gibi değişkenlerin arıtım verimi üzerine etkileri incelenmiştir. Akım yoğunluğu, elektroliz süresi, pH ve NaCI derişimleri sırası ile 1mA/cm2,  67.5 dk, pH: 7.5, 1 gr/L olduğu şartlarda renk giderimi; %82.1 FTU; Bulanıklık % 83.94 NTU olduğu şartlar optimum olarak tespit edilmiştir.
Tezin ikinci aşamasında, Fenol, 2-klorofenol ve 4- klorofenolden oluşan sentetik organik atık suyun EC ile optimizasyon deneyleri yapılarak, KOİ deneylerinden ve GC-MS sonuçlarından en ideal arıtımın hangi koşullarda yapıldığı tespit edilmiştir. Bu optimum değerlerde akım yoğunluğu, elektrolit derişimi, elektroliz süresi ve pH sırası ile 0.49 mA/cm2;  NaCl: 1.19 gr/L, işletim süresi; 87.03 dk pH:7.77 olduğu şartlarda KOİ % 59.89 olarak tespit edilmiştir.
Bu tezde yapılan araştırmanın son aşamasında Konya Cihankur Tuz Fabrikasından alınan brine çözeltilerinin EC arıtma yüntemi ile saflaştırılması gerçekleştirilmiştir. Akım yoğunluğu, elektroliz süresi ve pH sırası ile 0.70 mA/cm2;  işletim süresi;  43.24 dk pH:8, olduğu şartlarda  sülfat giderimi %77.21, magnezyum giderimi % 85.62,  kalsiyum giderimi % 72.53, kimyasal oksijen ihtiyacı ise % 57.70  olduğu şartlar optimum olarak tespit edilmiştir. Bu çalışma ayrıca brine çözeltisinin saflaştırılmasında bir AR-GE çalışması niteliği taşıdığı için Sanayi Bakanlığı tarafından 01164.STZ.2011-2 numaralı SAN-TEZ projesi  olarak desteklenmiştir.

Abstract:
This study is related to purification of sugar beet effluents, brine solution and the artificial waste water containing chlorophenol by the use o electrochemical methods which has so many advantages compared to the current purification methods. After the completion of the pre experiments the optimization tests were carried out using Design Expert program with response surface method . 
The first step was the investigation of the sugar beet effluent obtained from the waste water storage unit. Then it was subjected to a electro purification method using Al electrodes . The effect of solution pH , current density, operation period, upon the turbidity and color removal processes were investigated . A model for the removal of turbidity and color was established by the use of optimum conditions. Then the optimum values were found to be 1mA/cm2, 67.5 dk , 7.5 and 1g/L for the current density, operation time, pH and NaCl concentration respectively which gave %82.1 FTU efficiency for the removal of color and % 83.94 NUT efficiency for the removal of turbidity.
In the second part of the study the optimum conditions for the purification of artificial waste water containing phenol, 2-chlorophenol and 4- chlorophenol were carried out using the electrochemical method monitoring the COD values and GC-MS data to find the optimum conditions .The optimum current density , , NaCl concentration, operation time and pH value s were found to be 0.49 mA/cm2, 1.19 g/L, 87.03 min and 7.77 which resulted a COD value of % 59.89.
The final stage of the study was the purification of the brine solution obtained from Konya Cihankur salt plant by the use of EC methods using the current density of 0.70 mA/cm2 and pH value of 8.0 the operation time of 43.24 minutes which resulted %77.21 sulphate, % 85.62 magnesium and % 72.53 calcium removal efficiencies with a COD value % 57.70 . The study was supported as a R&D of brine  project by number  of 01164.STZ.2011-2 within its SAN-TEZ scheme.