Application of electrocoagulation/ electrodialysis treatment for the recovery and reuse tannery wastewater

Deri Endüstrisi birçok ülkenin ekonomisinde oynadığı önemli rol kadar, yüksek su kullanımı olan bir sektördür de. Son yıllarda, 21. Yüzyıl için olabilecek en büyük iki sorun su ve enerji kaynaklarındaki sıkıntılar olarak sıralanmaktadır. Atıksu arıtımı su ve enerji kaynakları yönetiminde etkin bir araç olarak dikkate alınmaktadır. Bu kaynakların korunması için elzem olan 'Sıfır Atık Teknolojis' son zamanlarda biraz biraz kullanılmaya başlanmıştır. Bu bağlamda, Elektrokimyasal Arıtma Teknolojileri atıksu arıtımında kolaylığı, hızlı olması, güvenilirliği ve ekonomik işletme maliyetleri gibi cazip avantajları nedeniyle oldukça başarılı olmaktadır. Hem değerlendirilebilir arıtılmış atıksu eldesi, hem de enerji geri kazanımı açısından önem arz etmektedir. Bu çalışmada, Tabakhane Atıksuyu arıtımı için elektrokoagülasyon tekniği demir ve aluminyum elektrotlar kullanılarak çalışıldı. EC işlemi eş zamanlı olarak anottan koagülan metalin çözünmesi ve katotta hidroksil iyonları ve hidrojen gazı oluşumu şeklinde gerçekleşir. EC performansı üzerinde işletme parametreleri olarak akım yoğunluğu, başlangıç pH'sı ve elektroliz süresinin etkileri, kontrol parametreleri KOİ, renk, Cr ve NH3-N ölçümleri ile araştırıldı. İlk olarak Tabakhane Atıksuyu üzerinde EC performansı Taguchi istatistik yöntemi kullanımı ile denendi. Al elektrot için % 64.4 ve Fe elektrot için % 63.3 KOİ giderim verimine ulaşılabildiği görüldü. Sonrasında, sürekli sistem üzerinde EC performansı ölçüldü. EC prosesi performansını optimize etmek için aynı işletme parametrelerinin kirlilik giderim verimine etkileri araştırıldı. Al elektrot ve pH:6.0, akım yoğunluğu 14 mA/cm 2 ve elektroliz süresi 125 dakika için KOİ, renk, Cr ve NH3-N giderim verimi sonuçları sırasıyla; % 73, % 94, >% 99 ve % 51 olarak tespit edildi. Üretilen hidrojen gazının ihtiyaç duyulan enerjiyi karşılama oranı kCal olarak % 60 oldu. Fe elektrot ve pH:7.0, akım yoğunluğu 14 mA/cm 2 ve elektroliz süresi 125 dakika için ise, KOİ, renk, Cr ve NH3-N giderim verimi sonuçları sırasıyla; % 67, % 93, >% 99 ve % 46 olarak belirlendi. Aynı zamanda, Üretilen hidrojen gazının ihtiyaç duyulan enerjiyi karşılama oranı kCal olarak % 58 oldu. Enerji maliyeti her iki durum için de 0.65$/m 3 atıksu olarak bulundu. Giderilen KOİ'ye karşılık oluşan çamur miktarı 0.35 kg kuru çamur/kg KOİg oldu. EC sürekli sistem arıtma çalışmaları ile hem kirlilik giderim verimliliğinin, hem de hidrojen gazı üretiminin atıksuyun yeniden kullanımı ve enerji geri kazanımı yaklaşımında etkili olduğu görüldü. Son çalışmalar olarak; Tabakhane Atıksuyunun arıtımı için optimize edilmiş elektrokoagülasyon çalışmaları elketrodiyaliz prosesi ile entegre edildi. Al elektrotlu EC prosesi çıktıları ile gerçekleştirilen ED prosesinin kirlilik parametreleri gideriminde etkin olduğu görüldü. 1.5 mS/cm iletkenlik değerine ulaşılan 25. dakikada KOİ, renk, Cr ve NH3-N giderim verimi sonuçları sırasıyla; %92, >%99, >%99 ve >%99 olarak belirlendi. Fe elektrotlu EC prosesi çıktıları ile 1.5 mS/cm iletkenlik değerine ulaşılan 75. dakika çalışmasında ise, KOİ, renk, Cr ve NH3-N giderim verimi sonuçları sırasıyla; % 87, >% 99, >% 99 ve >% 99 olarak gerçekleşti. EC-ED kombine sistemi ile arıtılmış atıksuların Türkiye'deki atıksu deşarj mevzuatı ile uyumlu olduğu, dahası Türkiye, Filistin ve Ürdün için sulama suyu şeklinde kullanılmasının da mümkün olabileceği dikkate değer bir durum olarak kaydedilmiştir.