Bazı tekstil boyar maddelerin sulu çözeltilerden elektrokoagülasyon ve ultrases yöntemlerini kullanarak giderimi
Removal of some textile dyes from aqueous solutions by electrocoagulation and ultrasound methods
Yazar: GİZEM ERGÜN
Danışman: PROF. DR. ERHAN DEMİRBAŞ
Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü / Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Kimya = Chemistry ; Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Alüminyum elektrot = Aluminum electrode ; Elektrokoagülasyon = Electrocoagulation ; Renk giderme = Decolorization ; Ultrason = Ultrasound

Özet:
Bu çalışmada elektrokoagülasyon (EC), ultrases (US) ve elektrokoagülasyon-ultrases (EC-US) tekniklerini kullanarak reaktif boyar maddelerden Levafix Scarlet E2GA (LSE2) ve Levafix Yellow E-3RL (LYE3)'ün sulu çözeltilerinden renk giderimleri incelendi. EC çalışmalarında alüminyum elektrotlar anot ve katot olarak kullanıldı ve deneyler kesikli modda pleksiglasdan yapılmış elektroliz hücresinde yapıldı. Boyarmaddelerin sulu çözeltilerinden EC ile giderimi üzerine bazı parametrelerin etkileri araştırıldı. Ayrıca enerji maliyeti, elektrot maliyeti, işletme maliyeti hesaplandı ve anot çamuru karakterizasyonları yapıldı.
  LSE2 boyarmaddesinin gideriminde EC üzerine etki eden parametrelerden pH (2-10), akım yoğunluğu (0.5-4 A/m2), iletkenlik (0.5-4 mS/cm) ve boyar madde konsantrasyonu (25-100 mg/L) çalışıldı. EC prosesinde optimum giderim şartları pH 6, akım yoğunluğu 1 A/m2, iletkenlik 2 mS/cm, boya konsantrasyonu 50 mg/L ve işletme süresi 15 dk olarak belirlendi. EC, US ve EC-US için renk giderimi sırasıyla; %99.9, %42 (10-40 W/cm2 ve 0-120 dk) ve %99.2 (40 W/cm2) olarak bulundu. Ayrıca EC de optimum şartlarda işletme maliyeti 0.0278 ?/m3 olarak hesaplandı.
  Çalışmanın ikinci aşamasında LYE3 boyarmaddesinin sulu çözeltilerden giderimi çalışıldı. EC üzerine etki eden parametrelerden pH (2-10), akım yoğunluğu (1-7.5 A/m2), iletkenlik (1-4 mS/cm) ve boyar madde konsantrasyonu (25-125 mg/L) çalışıldı. LYE3'nin EC ile elde edilen optimum giderim şartları pH 6, akım yoğunluğu 2.5 A/m2, iletkenlik 2 mS/cm, boya konsantrasyonu 50 mg/L ve işletme süresi 30 dk olarak belirlendi. EC, US ve EC-US için renk giderimi sırasıyla; %95.8, %44.1 ve %97.2 olarak bulundu. Ayrıca EC de optimum şartlarda işletme maliyeti 0.1521 ?/m3 olarak hesaplandı. İşletim maliyeti baz alındığında en iyi boyarmadde giderimi EC prosesi ile elde edilmiştir.

Anahtar Kelimeler: Elektrokoagülasyon, Ultrases, Levafix Scarlet E2GA, Levafix Yellow E-3RL, Renk giderimi, Alüminyum elektrot

Abstract:
In this study, decolourizations of Levafix Scarlet E2GA (LSE2) and Levafix Yellow E-3RL (LYE3) from aqueous solutions by electrocoagulation (EC), ultrasound (US) and electrocoagulation-ultrasound (EC-US) are investigated. EC study was carried out in a batch mode EC reactor made from Plexiglas using aluminium electrodes as anode and cathode. Effect of operating parameters on the decolourization of Levafix Scarlet and Levafix Yellow from aqueous solutions by EC was evaluated. The energy, electrodes and operating costs were calculated and anode sludge was characterized.
  Effect of pH (2-10), current density (0.5-4 A/m2), operating time (0-40 min), conductivity (0.5-4 mS/cm) and initial dye concentration (25-100 mg/L) on LSE2 removal by the EC was studied. Optimum operating conditions for the EC process were determined as pH 6, 1 A/m2, 2 mS/cm, 50 mg/L and 15 min. Removal efficiencies of LSE2 by EC, US and EC-US were found as 99.9%, 42 % (40 W/cm2 and 120 min) and 99.2% (40 W/cm2), respectively. Moreover, operating cost for the EC at the optimum conditions was calculated as 0.0278 ?/m3.
  Removal of LYE3 from aqueous solutions was studied in the second part of the study. Effect of parameters such as pH (2-10), current density (1-7.5 A/m2), conductivity (1-4 mS/cm) and initial dye concentration (25-125 mg/L) on removal of LYE3 was investigated. Optimum operating conditions for removal of LYE3 by the EC were determined as pH 6, 2.5 A/m2, 2 mS/cm, 50 mg/L and 30 min. Removal efficiencies of LYE3 by EC, US and EC-US were found as 95.8%, 44.1% and 97.2%, respectively. In addition, operating cost at the optimum conditions by the EC process was calculated as 0.1521 ?/m3. The best removal efficiency of the reactive dyes was determined by the EC process in terms of operating cost.
Keywords: Electrocoagulation, Ultrasound, Levafix Scarlet E2GA, Levafix Yellow E-3RL, Colour removal, Aluminium electrode