Membran kapasitif deiyonizasyon yöntemi ile çöp sızıntı suyundan iyon giderimi
Removal of ions from leachate by using membrane capacitive deionization
Yazar: SEVİLAY SUNA
Danışman: PROF. DR. HALİL HASAR
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Çevre Teknolojisi Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Deponi sahalarından kaynaklanan önemli bir çevre problemi olan çöp sızıntı suları yeraltı suyu ve yüzeysel sular için potansiyel tehlikeye yol açmaktadır. Biyodegradasyona dirençli organik madde amonyak azotu, ağır metal, klorlu organik ve inorganik tuzları içeriklerinden dolayı biyolojik prosesler özellikle yaşlı sızıntı sularını arıtmak için etkili değildir.  
Bu tezde, membran kapasitif deiyonizasyon sistemiyle çöp sızıntı sularından çeşitli iyonların uzaklaştırılması laboratuvar ölçekte incelenmiştir. Bugüne kadar, MKDI ünitesiyle yürütülen çalışmalar genellikle yeraltı suyu, evsel ve endüstriyel atık sulardan çeşitli iyonların uzaklaştırılmasına odaklanılmıştır. Deneyler, 0.5 – 5.0 V aralığındaki voltaj ve 15 – 120 dk aralığındaki temas sürelerinde yürütülmüştür.
Sızıntı suyunda 4.0 V altında 15 dk temas süresinde maksimum fosfat giderimi (% 77) elde edilmiştir. 3.0 – 4.0 V voltaj uygulandığında, CI, NO3- ve NO2- iyonları ilk 15 dk' lık temas süresinde tamamen ortamdan uzaklaştırılmıştır. SO4-2 iyonu ise 3.0 - 5.0 V aralığında % 80 - % 85 oranında giderilmiştir. Benzer şekilde, 3.0 - 5.0 V aralığındaki voltaj uygulamalarında ilk 15 dk temas süresinde % 80 - % 88 aralığında Na+ iyonu uzaklaştırılmıştır. NH4+ iyon giderimi incelendiğinde, maksimum giderim verimi 3.5 V ve 120 dk' lık temas süresinde % 90 oranında elde edilmiştir. K+ iyonu, 2.5 V da % 37 oranında giderim sağlarken, 3.5 V'a yükseltildiğinde % 90 giderime ulaşılmıştır. Ca+2 iyonu için maksimum uzaklaştırma verimi 3.0 – 4.0 V voltaj aralığında % 70 olduğu gözlemlenmiştir.

Abstract:
Leachate, an important environmental problem resulted from landfills, causes a potential threat for groundwater and surface water. The biological processes are not effective to treat especially old landfill leachate due to content of refractory organic constituents, ammonia, heavy metals, chlorinated organics and inorganic salts.
In this thesis, removal of various ions from leachate using a membrane capacitive deionization (MCDI) system was investigated at lab scale. Up to now, the studies carried out using MCDI system have generally focused on removing several ions from groundwater, domestic and industrial wastewaters. The experiments were carried out at voltages in the range of 0.5 – 5.0 V and contact times in the range 15 – 120 minutes.
Maximum removal of phosphate from leachate was obtained to be 77% at voltage of 4.0 V and contact time of 15 min. In the range of 3.0 – 4.0 V, CI, NO3- and NO2- ions were completely removed from leachate at lowest contact time of 15 min. The ions removal of SO4-2 and Na+ were higher than 80 % at contact time of 15 min in the range of 3.0 - 5.0 V. Maximum removal for NH4+ ion was found to be 90 % at contact time of 120 minutes under a voltage value of 3.5 V. K+ ion was removed 37 % at 2.5 V, the removal reached to 90 % when the voltage was increased to 3.5 V. Maximum removal for Ca+2 ion was higher than 70 % under voltages in the range of 3.0 – 4.0 V.