Bir tekstil fabrikası gerçek atık suyunun boya gideriminde ozon içeren ileri oksidasyon yöntemlerinin incelenmesi
Investigation of advanced oxidation methods based on ozone on dye removal  of real wastewater of a textile factory
Yazar: İREM ÖNDER
Danışman: PROF. DR. AFİFE GÜVENÇ
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Atık su arıtma = Waste water treatment ; Endüstriyel atık su = Industrial waste water ; Kimyasal oksidasyon = Chemical oxidation ; Ozon = Ozone ; Ozonlama = Ozonation ; Reaktif boyalar = Reactive dyes ; Renk giderme = Decolorization ; Tekstil endüstrisi = Textile industry ; İleri oksitlenme süreçleri = Advanced oxidation processes

Özet:
Çalışmanın amacı, Bursa'daki bir tekstil fabrikasından temin edilen S.S Yellow 3RF, S.S Red 3 BF, Reactive Blue 221 boyaları içeren atık suyun % renk ve kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ) gideriminin ozon, ozon+UV, ozon+H2O2, ozon+UV+H2O2, ozon+UV+ H2O2+FeSO4.7H2O ve ozon+UV+H2O2+MnSO4.H2O yöntemleri ile deney tasarım yöntemiyle optimizasyonunun gerçekleştirilmesidir. % Renk ve KOİ giderimine pH, H2O2 derişimi, katalizör türü, derişimi ve tepkime süresi gibi işletme parametrelerinin etkisi incelenmiştir.  Ozon yönteminde pH ve sürenin, renk giderimi üzerine etkisi deney tasarımında D- Optimal tasarım altında Factorial metod kullanılmıştır. pH, H2O2 derişimi, katalizör türü, derişimi ve tepkime süresi gibi belirlenen etkili faktörlerin optimize edilmesi ise, cevap yüzey yöntemi (RSM) olan merkezi kompozit deney tasarımı (CCD) ile gerçekleştirilmiştir. % Renk giderimi spektrumun altında kalan alan ve APHA 2120 standart yöntemiyle belirlenen renk birimi (CU, color unit) ölçümü yardımıyla bulunmuştur. % Renk giderimi alan ve CU yöntemleriyle sırasıyla; 60 dk ozon ile % 98,% 95, 60 dk ozon+UV ile % 98,% 94, 60 dk ozon+10 mM H2O2 ile % 98,% 95, 60 dk ozon+UV+10 mM H2O2 ile % 99,% 97, 42 dk ozon+UV+11 mM H2O2+1.23 mM FeSO4.7H2O ile % 98,% 96 ve 60 dk ozon+UV+20 mM H2O2+2 mM MnSO4.H2O ile  % 97,% 94 bulunmuştur. %  KOİ giderimi; ozon ile % 37, ozon+UV ile %33, ozon+10 mM H2O2 ile % 31, ozon+UV+10 mM H2O2 ile % 35, ozon+UV+11 mM H2O2+1.23 mM FeSO4.7H2O ile % 23 ve ozon+UV+20 mM H2O2+2 mM MnSO4.H2O ile % 11 bulunmuştur. % KOİ giderimini arttırmak için bir kimyasal arıtım olan oksidasyon yönteminin ardından biyolojik bir yöntem olan biyosorpsiyon denenmiştir. Bu amaçla, Chlorella vulgaris isimli mikroalg ile biyosorpsiyon işlemi yapılmış ve % KOİ giderimi  % 55'e kadar yükselmiştir. Bununla birlikte ozon, ozon+UV, ozon+H2O2, ozon+UV+H2O2 yöntemleri ile rengi giderilmiş atık suyun alıcı ortama (doğal ortama) verilebilmesi için arıtılan bu suda canlı yaşayabilirliğini tespit etmek amacıyla Pseudomonas putida KT2440 (DSM 6125) isimli bakteri türü kullanılmıştır. Yapılan çalışmalarda bakterilerin ozon ve ozon+UV yöntemleriyle arıtılmış atık sularda üreyebildikleri görülmüştür (T=30 °C, N=150 rpm, tçoğalma=28 saat, pH~7). En fazla bakteri üremesinin, ozon+UV ile rengi giderilmiş atık suda gerçekleşmiştir.

Abstract:
Objective of this study is to provide optimizing color and chemical oxygen demand (COD) removal of waste water containing S.S Yellow 3RF, S.S Red 3 BF, Reactive Blue 221 dyes produced by a textile factory in Bursa with ozone, ozone+UV, ozone+H2O2, ozone+UV+H2O2, ozone+UV+H2O2+FeSO4.7H2O and ozone +UV+H2O2+MnSO4.H2O and experimental design methods. The parametres such as the effects of pH, H2O2 concentration, catalyst type, concentration and reaction time on the color and COD removal (%) are analyzed. The effect of pH and time on color removal in the ozone method is used in the experimental design, the Factorial method under the D-Optimal design. The optimization of determined effective factors such as pH, H2O2 concentration, catalyst type, concentration and reaction time is carried out by the central composite experimental design (CCD), which is the response surface method (RSM). Color removal is found with the help of the area under the spectrum and the color unit (CU, color unit) measurement determined by the APHA 2120 standard method. In turn, color removal (%), field and CU is found respectively: with ozone for 60 minutes 98 %, 95 %, with ozone+UV for 60 minutes 98 %, 94 %, with ozone+10 mM H2O2 for 60 minutes 98 %, 95 %, with ozone+UV+10 mM H2O2 for 60 minutes 99 %, 97 %, with ozone+11 mM H2O2+UV+1.23 mM FeSO4.7H2O for 42 minutes 98 %, 96 % and with ozone+20 mM H2O2+UV+2 mM MnSO4.H2O for 60 minutes 97 %, 94 %. COD removal (%) is found respectively: ozone 37 %, ozone+UV 33 %, ozone+10 mM H2O2 31 %, ozone+UV+10 mM H2O2 35 %, ozone+UV+11 mM H2O2+1.23 mM FeSO4.7H2O 23 % and ozone+UV+20 mM H2O2+2 mM MnSO4.H2O 11 %. After the oxidation method, which is a chemical treatment to increase COD removal, biosorption, a biological method, was tried. For this purpose, the microalgae named Chlorella vulgaris was biosorbed and COD removal increased up to 55 %. However, in order to determine the viability of wastewater without color that has been removed by ozone, ozone+UV, ozone+H2O2, ozone+UV+H2O2 methods to the receiving environment (natural environment), bacteria type named Pseudomonas putida KT2440 (DSM 6125) used. It is observed that bacterium can reproduce in the waste water that is removed with ozone and ozone+UV methods. (T=30 °C, N=150 rpm, treproduction=28 hour, pH~7). The furtest bacteria producing has accured in waste water without color with ozone+UV.