Ağaç işleme atık sularının elektrokimyasal oksidasyon ile arıtılması
Treatment of woodworking wastewater by elektrooxidation
Yazar: NESLİHAN POLAT
Danışman: DOÇ. DR. İSMAİL ÖZBAY
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Atık su = Waste water ; Atık su arıtma = Waste water treatment ; Ağaç işleri = Woodworking ; Elektrokimyasal oksidasyon = Electrochemical oxidation

Özet:
Bor katkılı elmas (BDD) anotun elektrokatalitik bozunma etkinliği, kimyasal olarak ön işleme tabi tutulmuş ağaç işleme atık sularının akım yoğunluğu (27-106 mAcm-2), başlangıç pH'ı (3-9,5), elektrolit tipi (NaCl, Na2SO4 and Na2S2O8) ve elektrolit konsantrasyonu (1-2 NaCl/500 ml) dâhil olmak üzere farklı deney parametreleri açısından değerlendirilmiştir. Toplam organik karbon (TOK), kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ) ve enerji maliyetindeki değişimler izlenerek proses verimliliği değerlendirilmiştir. Bozunma işlemi, sözde birinci dereceden kinetiklerle iyi bir şekilde oturtulmuştur. Uygulanan akım yoğunluğunun daha yüksek değerleri kontrollü bir bozunma olduğunu göstermiştir. Atık suyun orijinal pH değerinde 2 gr NaCl / 500 ml elektrolit eklenmesi ile maksimum akım yoğunluğu (106 mAcm -2 ) ve oksidasyon süresi (480 dk), KOİ (% 97) ve TOK (% 97) için en yüksek giderim verimliliği sağlamıştır. Bununla birlikte, yüksek akım yoğunluğu ve uzun oksidasyon süresi, yüksek enerji tüketimine (kg başına KOİ giderimi 779 kWh) neden olmuştur.  Hem giderim verimliliği hem de enerji tüketimleri (akım yoğunluğu 45 mAcm-2, pH 7, 2 g NaCl / 500 ml ve oksidasyon süresi 480 dakika) dikkate alınarak optimum koşullar seçildiğinde % 93 giderim verimi ve kg KOİ giderimi başına 239 kWh enerji tüketimi elde edilmiştir. Çalışmanın genel sonuçları, BDD elektrodunun güçlü elektrokatalitik etkiye sahip ağaç işleme atık sularının bozulması için umut verici bir potansiyele sahip olduğunu göstermiştir.

Abstract:
The electrocatalytic degradation efficiency of  boron-doped diamond (BDD) anode was evaluated for oxidation of chemically pretreated woodworking effluents under different experimental parameters including current density (27-106 mAcm-2), initial pH (3-9.5), electrolyte type (NaCl, Na2SO4 and Na2S2O8) and electrolyte concentration (1-2 g NaCl/500 ml). Process efficiency was evaluated by monitoring variations in total organic carbon (TOC), chemical oxygen demand (COD) and energy cost. The degradation process was fitted well with pseudo first-order kinetics. The higher values of applied current density indicated a mass-transport controlled degradation. Maximum current density (106 mAcm-2) and oxidation period (480 min) with additon of 2 gr NaCl/500 ml electrolyte at original pH of the wastewater provided the highest removal efficiencies for COD (97%) and TOC (97%). However, high current density and prolonged oxidation period resulted high energy consumption (779 kWh per g CODremoval). When optimum conditions were selected considering both removal efficiency and energy consumptions (current density 45 mAcm-2, pH 7, 2 g NaCl /500 ml and oxidation period 480 min),  degradation efficiency of 93% and energy consumption of 239 kWh per g CODremoval were obtained. Overall results of the study demonstrated BDD electrode has a promising potential for degradation of woodworking effluents with strong electrocatalytic impact.