Elektrokoagülasyonda oluşan Al(OH)3 floğunun özellikleri ve proses performansı ile ilişkisinin incelenmesi
The observation of the relationships between the characteristics of Al(OH)3 floc formed in electrocoagulation and process performance
Yazar: ORHAN TANER CAN
Danışman: PROF. DR. MAHMUT RAHİM BAYRAMOĞLU
Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü / Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Alüminyum elektrot = Aluminum electrode ; Alüminyum hidroksit = Aluminum hydroxide ; Atık su arıtma = Waste water treatment ; Benzokinon = Benzoquinone ; Elektrokimyasal reaktör = Electrochemical reactor ; Elektrokoagülasyon = Electrocoagulation ; Hidrokinonlar = Hydroquinones ; Koagülasyon = Coagulation ; Zeta potansiyeli = Zeta potential ; Çökelme = Precipitation

Özet:
Bu tezde alümüniyum anot elektrotların kullanıldığı elektrokoagülasyon prosesinde oluşan Al(OH)3 floklarının özellikleri ve kirleticileri giderme performansları araştırıldı.Çalışma iki bölümden oluşmaktadır. İlk bölümde elektrofloğunun kimyasal ve fiziksel yapısının aydınlatılması için, elektrokoagülasyon reaktöründe farklı pH değerlerinde üretilen flokların çözeltideki çökelme hızları, flok boyutları ve zeta potansiyelleri gibi değişik önemli özellikleri ölçüldü. Daha sonra çözeltiden filtrelenerek alınan floklar 105 °C 'de kurutuldu ve TGA, FT-IR, SEM, XRD, BET yüzey alanı, Al içeriği ve XPS analizleri yapıldı. Aynı zamanda elektrofloğun klasik kimyasal koagülasyon ile oluşturulan kimyasal floktan farklı olan yönlerinin ortaya konabilmesi için Alüminyum Sülfat tuzundan üretilen kimyasal flokların da özellikleri paralel bir şekilde incelendi. Analiz sonuçlarından elektrokimyasal koagülasyon ile üretilen flokların kimyasal koagülasyon ile üretilen floklardan boyut olarak daha büyük olduğu, bu nedenle daha hızlı çökeldikleri, daha iyi sıkışabildikleri, daha az çamur oluşturdukları, daha az su içerdikleri, daha yüksek BET yüzey alanlarına sahip oldukları, izoelektrik pH 'sının (8.5) daha yüksek olduğu bulundu.İkinci bölümde, elektroflokların kirleticileri giderme performansı incelendi. Sonuç olarak, bu yüksek özellikleri ile ilişkili bir şekilde kirletici giderme performanslarının daha yüksek olduğu saptandı. Ayrıca kirletici yapısı ile elektroflokların kirletici giderme performansı arasında ilişkinin ortaya konulmasına çalışıldı.

Abstract:
In this thesis, the characteristics of Al(OH)3 flocs formed in electrocoagulation by using aluminium anodes and their pollutant removal performances were investigated.This study consists of two parts; In the first part, to elucidate the chemical and physical structures of electroflocs relevant properties such as sedimentation rate, floc size, and zeta potential of produced flocs in the electrocoagulation reactor at different pH values were measured in solution. Then, the flocs taken from the solution by filtering were dried at 105°C and various analysis were performed like BET surface area, TGA, FT-IR, SEM, XRD, BET, Al content, and XPS. At the same time, to determine the differences of electroflocs from classic chemical flocs, properties of chemical flocs obtained from aluminium sulfate salt were also observed. It was found that flocs produced by electrochemical coagulation were bigger in size, faster in sedimentation, better pressed, had higher BET area, contained less water and higher isoelectric pH (8.5) than flocs produced by chemical coagulation.In the second part, the pollutant removal performance of electroflocs was investigated. In conclusion, due to their outstanding characteristics, the removal performance of electrochemicaly generated flocs was found to be higher than that of chemicaly generated flocs. Furthermore, it was tried to find out the relation between the structure of the pollutants and pollutant removal performance of the electroflocs.