Farklı sınıf tekstil boyalarının alüminyum elektrotların kullanıldığı elektrokoagülasyon ile sudan giderme veriminin incelenmesi
The effect of electrolyte type and amount on color removal by electrocoagulation using iron and aluminium electrodes
Yazar: UFUK MUHAMMED ÖZ
Danışman: DOÇ. DR. ORHAN TANER CAN
Bursa Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Elektrokoagülasyon = Electrocoagulation ; Tekstil boyaları = Textile dyes

Özet:
Tekstil boyama endüstrisi, günümüzde temel sektörlerden olup, su kirliliğinin en önemli kaynaklarından biri haline gelmiştir. Tekstil boyama endüstrisi, yüksek miktarda atıksu üretmektedir. Boyama işleminde değişik boya sınıfından boyalar kullanılmaktadır. Tekstil boyamada kullanılan boyalar kumaş veya elyafı renklendirmede kullanılan organik bileşiklerdir. Tekstil boyaları su ortamda çok kararlıdırlar, biyolojik bozunma oranları düşüktür. Boyalar birçok zehirli maddeden oluşur ve alıcı su ortamlarında bazı ciddi zararlı etkilere neden olabilirler. Alıcı su ortamında atık boyanın oluşturacağı renk nedeniyle ışık geçirgenliği azalarak fotosentez faaliyetleri engellenir ve oksijen tükenmesi meydana gelir. Bu nedenle boyar madde içeren atıksuların su sistemlerine bırakılmadan önce arıtılmaları için yenilikçi, uygun maliyetli ve etkili atıksu artım teknolojilerine ihtiyaç vardır. Literatürde, az sayıdaki geleneksel ve biyolojik yöntemin tekstil boyama endüstrisinden gelen atık suların arıtılmasında yetersiz olduğu gözlemlenmiştir. Elektrokoagülasyon (EC) prosesi bu tür atık suların arıtımı için daha iyi bir seçenek olabilir.
Bu tez çalışmasında farklı sınıflardaki tekstil boyalarının alüminyum anotların kullanıldığı elektrokoagülasyon prosesinde sulardan giderme verimleri incelendi. Anot ve katotta alüminyum elektrotlar kullanılarak gerçekleştirilen elektrokoagülasyon prosesinde, akım yoğunluğu arıtma verimine etkisi de incelendi.
Bu amaçla, Asit (Acid Blue 324), Dispers (Disperse Orange 30), Katyonik/Bazik (Basic Yellow 28), Vat (Vat Brown 1) ve Reaktif (Reactive Black 5) tekstil boyaları seçildi. Deneyler için hazırlanan boya çözeltileri 50 mg/l boya ve 1000 mg/l NaCl elektrolit konsantrasyona sahip olacak şekilde hazırlandı. Deneyler 500 ml çözelti kullanılarak kesikli sistem ile gerçekleştirildi. Elektrokoagülasyon deneyleri, 3 anot ve 2 katot alüminyum elektrottan oluşan elektrokoagülasyon reaktörü, manyetik karıştırıcı ve güç kaynağı kullanılarak yürütüldü. Elektrokoagülasyon prosesinde farklı sınıftaki boyaların sudan giderim performansları ile birlikte akım yoğunluğunun etkisi de incelendi. Giderim verimleri UV/Vis spektrofotometre ile ölçülen absorbans değerlerinden boya konsantrasyonların hesaplanması ile bulundu.
Çalışma sonuçlarından; Kullanılan boya sınıfının elektrokoagülasyon yöntemi ile sulardan boya giderimine etki ettiği görüldü. Giderme verimlerine göre büyükten küçüğe doğru sıralandığında boya sınıfı dispers, vat, asit, reaktif ve katyonik/bazik şeklinde gerçekleşti. Tüm akım yoğunluklarında dispers boya yüksek bir giderme verimi ile neredeyse boyanın tümü ortamdan giderilirken, en kötü giderme verimine sahip katyonik/bazik boya ancak konsantrasyonunun yarısı ortamdan giderilebildi.

Abstract:
The textile dyeing industry is now one of the main sectors and has become one of the most important sources of water pollution. Textile dyeing industry produces a high amount of wastewater. Different dye classes are used in the dyeing process. The dyes used in textile dyeing are organic compounds used for dyeing fabrics or fibers. Textile dyes are very stable in aquatic environment, and biological degradation rates are low. Dyes consist of many toxic substances and can cause some serious harmful effects on the receiving water environment. Due to the color that the waste dye will form in the receiving water environment, the light permeability decreases, and the photosynthesis activities are prevented, and oxygen depletion occurs. Therefore, there is a need for innovative, cost-effective and efficient wastewater enhancement technologies for the treatment of wastewater containing stains before they are released to water systems. It has been observed in the literature that a small number of conventional and biological methods are inadequate for the treatment of wastewater from the textile dyeing industry. The electrocoagulation (EC) process may be a better option for the treatment of such wastewater.
In this thesis study, the removal efficiencies of the different classes textile dyes from the water by the electrocoagulation process using aluminum anodes were investigated. The effect of current density treatment efficiency on the electrocoagulation process using aluminum electrodes at anode and cathode was also investigated. For this purpose, Acid (Acid Blue 324), Disperse (Disperse Orange 30), Cationic/Basic (Basic Yellow 28), Vat (Vat Brown 1) and Reactive (Black 5) textile dyes were selected. The dye solutions prepared for the experiments were made to have an electrolyte concentration of 50 mg/l dye and 1000 mg/l NaCl. Experiments were performed with the cut-off system using a 500 ml solution. Electrocoagulation experiments were carried out using an electric coagulation reactor consisting of 3 anodes and 2 cathodes aluminum electrodes, using magnetic stirrer and power supply. In the electrocoagulation process, the influences of current density along with the removal performance of the dyes in different classes were also studied. The recovery efficiencies were found by calculating the dye concentrations from absorbance values measured with UV / Vis spectrophotometer.
From the study results; It was observed that the dye class used had an effect on the dye removal by electrocoagulation method. When sorted according to their removal efficiency, the dye class was dispersed, vat, acid, reactive and cationic/basic. At all current densities, the disperse dye was removed from the medium almost entirely with a high removal efficiency, the cationic/basic dye with the worst removal efficiency, but half of the concentration could be removed from the medium.