Treatment of reactive dye-bath effluents by heterogeneous and homogeneous advanced oxidation processes

Tekstil boyama, yıkama ve durulama işlemlerinden kaynaklanan atıksu, yüksek konsantrasyonda çözünmüş madde içermekte ve kompleks, polar yapıdaki reaktif boyalardan dolayı yoğun renge sahiptir. Bu özellikler, boyahane atiksulanmn antumnda ve renk gideriminde, biyolojik oksidasyon, koagülasyon, flokülasyon ve adsorpsiyon gibi konvansiyonel antma yöntemlerin yetersiz kalmasına neden olmaktadır. Ayrıca bu arıtma teknolojilerinin uygulanması, kirleticilerin sıvı fazdan katı faza transferi ile sonuçlanmaktadır. Dolayısıyla günümüzde tekstil atıksulannda bulunan kirleticilerin hızlı ve etkili bir şekilde arıtımını sağlayabilecek kimyasal oksidasyon teknolojilerinin uygulanabilirliği araştırılmalıdır. İleri Oksidasyon Prosesleri'nin sentetik ve gerçek tekstil atıksulanna uygulanması ile ilgili araştırmalar, kullanılan bazı tekstil boyalarının oksidasyonunun mümkün olduğunu ve boyahane atıksulannın biyolojik anülabilirliğinin de İOP'nin uygulanmasıyla önemli derecede arttığını göstermiştir. Boyahane atıksulannın farklı heterojen ve homojen İOP'yle arıtılmasında, boyama, yıkama ve durulama işlemlerinde kullanılan çeşitli boya yardımcı maddelerinin İOP'nin verimine etkisi, bu alternatif oksidasyon proseslerinin gerçek atıksu şartlarında uygulanabilirliği açısından boyanın oksidasyonu kadar önem taşımaktadır. Yukarıda sözü edilen hususlar göz önünde bulundurularak fotokatalitik heterojen (Ti02/UV-A) ve homojen (H202/UV-C, 03, 03 /H2O2, Fenton ve Foto-Fenton oksidasyon sistemleri) İOP, Reactive Black S azo boya çözeltisine, altı reaktif boya ve çeşitli boya yardımcı kanşımlanyla hazırlanan sentetik boya banyo atıksulanna, gerçek ham veIX biyolojik ön arıtılmış tekstil aüksularına farklı kimyasal, fotokimyasal ve fotokatalitik reaktör konfigürasyonlannda uygulanmıştır. 1/40 seyreltilmiş sentetik reaktif boya banyo aüksuları (krenk = 0.106 1 /dak - 1.238 1 /dak) ve hidroliz edilmiş 75 mg/L Reactive Black S boya çözeltisi (krenk = 0.09 1 /dak - 3.58 1 /dak) için çalışılan tüm İOP'yle rengin hızlı bir şekilde giderildiği saptanmıştır. İOP'in bir saat uygulanması ile toplam TOK gideriminin sentetik reaktif boya banyosu atıksulannda 1 1 % - % 33, Reactive Black 5 boya çözeltisi için ise % 40 - % 81 arasında değiştiği bulunmuştur. Genel olarak TOK ve UV254 giderimi açısından ışıklı İOP'nin veriminin daha yüksek olduğu gözlenmiştir. O3 ve O3/H2O 2 prosesleri reaksiyon pH'ının, H2O2/UV-C, Fenton ve Foto-Fenton oksidasyon sistemleri ise H2O2 ve Fe2+ konsantrasyonlarının değiştirilmesi ile proses verimi açısından önemli derecede etkilenmiştir. Heterojen fotokatalitik oksidasyon reaksiyonları için kullanılan dört farklı TİO2 fotokatalizör tipleri arasından en iyi sonuç P25 TİO2 ile elde edilmiştir. P25 TKVin süspansiyon halde kullanımında 370 m2/kg TOK olarak buhmsm reaktör alam, sabit yatak fotokatalitik reaktöründe 2750 m2/kg TOK'dur. Konsantre reaktif boya banyo atıksuyuna teknik ve kinetik sebeplerden dolayı sadece yüksek pH'ta ozonlama prosesi uygulanmıştır. Seçilen reaksiyon şartlarında (1 saat sonunda uygulanan spesifik ozon dozu = 2340 mg/L; pH =12) boya yardımcı kimyasalı olarak kullanılan NaCl, Na2C 03 ve üre arasından sadece Na2C 03 mn ozonlama proses verimine etkisi olduğu ve 5000 mg/L kostik sodanın TOK ve UV254 giderim hızım sadece iki kat azalttığı, renk giderim hızım etkilemediği saptanmıştır. Sentetik boya banyosu auksuyunun ozonlanması ile bir saat sonunda % 100 renk giderimi (km = 0.35 1 /dak) ve % 15 TOK giderimi elde edilmiştir. Sentetik boya banyosunun BOİ5 değerinde, 195 mg/L ozon dozu ile üç katlık bir yükselme, gerçek tekstil aüksuyu ile aklimatize edilmiş aktif çamurdaki oksijen tüketim hızında ise 2.5 ile 3.5 faktörleri arasında değişen bir artış gözlenmiştir. Ozonlama prosesinin H2O2/UV-C prosesiyle gerçek ham tekstil atıksulanna ardışık olarak toplam 1 saat uygulanması, H2O2/UV-C prosesinin KOİ ve TOK giderimlerini sırasıyla 13 ve 4 kat arttırmıştır. Ardışık prosesin biyolojik olarak ön arıtılmış tekstil atıksulanna uygulanması ise H2O2/UV-C prosesinin KOİ giderimini %15'ten % 62'ye, TOK giderimini ise % O'dan % 34'e artmıştır. Fakat ardışık arıtma prosesiyle TOK giderimi açısından tek basma uygulanan bir ozonlama prosesinden daha iyi sonuç elde edilememiştir. Ozon, H2O2/UV-C ve ardışık proseslerin ham ve biyolojik olarak ön arıtılmış tekstil atıksuyuna uygulanması ile BOİ5/KOİ oram bir saat sonunda ortalama olarak iki kat artmıştır.