Tıbbi atık sterilizasyon tesisi atıksuyunun elektrokimyasal metotlarla arıtımı

Tıbbi atıklar, ünitelerden kaynaklanan patolojik, enfeksiyöz atıklar ile kesici, delici atıklar olarak tanımlanmaktadırlar. Bu atıkların çevre sağlığına zarar vermeden kaynağında toplanması, taşınması, bertaraf edilmesi ve depolanması toplum sağlığı açısından önemlidir. Tıbbi atıkların depolanma öncesi zararsız hale getirilmesi için hem ülkemizde hem de dünya genelinde en yaygın olarak kullanılan yöntem yüksek sıcaklıkta su buharı ile uygulanan sterilizasyon işlemidir. Mikrobiyolojik açıdan oldukça etkin bir yöntem olmasına rağmen sterilizasyon işlemi sonucu ortaya çıkan atıksuların standartları sağlayacak şekilde uzaklaştırılması önemle üzerinde durulması gereken bir husustur. Yüksek kirletici içerikleri nedeniyle klasik arıtım yöntemleri çoğunlukla bu tip atıksular için yetersiz kalmaktadır. Bu nedenle farklı ve daha etkili arıtma seçeneklerinin araştırılması ve değerlendirilmesi gerekmektedir. Bu çalışmada Kayseri Tıbbi Atık Sterilizasyon Tesisi atıksularının yeni bir elektrooksidasyon tekniği olan elektro-Fenton yöntemiyle arıtılabilirliği ve elektro-Fenton prosesi için optimum işletme koşulları araştırılmıştır. Yöntemde Fenton reaksiyonlarının meydana gelebilmesi için ihtiyaç duyulan hidrojen peroksit klasik Fenton çalışmalarından farklı olarak dışarıdan ilave edilmek yerine karbon esaslı bir malzeme olan grafit katot kullanılarak oksijenin indirgenmesi yoluyla elektrokimyasal olarak üretilmektedir. Çalışmada arıtım performansının değerlendirilmesi amacıyla seçilen karşılaştırma alternatifleri ise Fenton oksidasyon prosesi ve alüminyum ya da demir elektrotlarla gerçekleştirilen elektrokoagulasyon prosesleridir. Ayrıca atıksu arıtım çalışmaları öncesinde elektro-Fenton prosesi için hayati önem taşıyan katodik H2O2 üretimlerinin değerlendirilmesi de yapılmıştır. Çalışma sonuçlarına göre Fenton prosesi ile tıbbi atık sterilizasyon atıksuyunun arıtımı çalışmalarında kullanılan reaktifler için en uygun konsantrasyonların Fe+2 ve H2O2 için sırasıyla 1000 mg/L ve 2250 mg/L olduğu belirlenmiştir. Fenton uygulamaları için en uygun pH değeri olan pH 3'de ve 30 dakikalık reaksiyon süresinde %77 TOK ve %45 TN giderimine ulaşılmıştır. Tıbbi atık sterilizasyon atıksuları için uygulanan diğer bir arıtım alternatifi ise elektrokoagulasyon prosesidir. Elektrokoagulasyon çalışmaları alüminyum ve demir olmak üzere iki farklı elektrotla yürütülmüştür. Alüminyum elektrotlarla yürütülen elektrokoagulasyon sonuçlarına göre 100 dakikalık elektroliz işlemi sonucunda pH 4'de ve 2,0 A akım şiddeti ile %41 TOK, %46 TN ve %100 TP giderimine ulaşılmıştır. Diğer taraftan demir elektrotlar kullanılarak pH 9'da ve yine 2,0 A akım şiddetinde %45 TOK ve %31 TN giderimine ulaşılmıştır. Tez çalışması kapsamında araştırılan son yöntem ise elektro-Fenton prosesidir. Bu amaçla öncelikle etkin H2O2 üretimi için optimum koşullar pHi 3, 70 mA akım şiddeti, ve destek elektrolit olarak 50 mM Na2SO 4 şeklinde belirlenmiş ve bu koşullarda üretilen H2O2 konsantrasyonu ise yaklaşık 268 mg/L olarak belirlenmiştir. Optimum H2O2 üretim koşulları belirlendikten sonra arıtma çalışmalarına geçilmiştir. Çalışmaya esas olan elektro-Fenton prosesi için optimum parametrik koşullar pHi 2, akım şiddeti 700 mA, 75 mg/L Fe ve 0,2 L/dk kuru hava akış hızı olarak belirlenmiş ve bu parametrik koşullarda %46 toplam organik karbon, %28 toplam azot ve %63 fosfor giderimine ulaşılmıştır. Elektro-Fenton prosesi için elde edilen sonuçlar klasik Fenton prosesi sonuçlarına göre düşük kalmaktadır ancak arıtma işleminde uygulanan reaktif miktarları, çamur oluşumu ve işletme kolaylığı gibi avantajları dikkate alındığında ise elektro-Fenton prosesi oldukça cazip bir arıtma alternatifi olarak değerlendirilebilir.