Tekstil endüstrisi atıksularının fotokatalitik membran reaktörlerle arıtılması: Proses parametrelerinin optimizasyonu ve su geri kazanımı
Treatment of textile industry wastewater with photocatalytic membrane reactors: Optimization of process parameters, and water recovery
- Tez No: 1023348
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ADEM YURTSEVER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Endüstriyel atık su, Fotokatalitik, Membran filtrasyon tekniği, Metal oksit katalizörü, Nanofiltrasyon, Ters osmoz yöntemi, Ultrafiltrasyon, Industrial waste water, Photocatalytic, Membrane filtration technique, Metal oxide catalyst, Nanofiltration, Reverse osmosis method, Ultrafiltration
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, gerçek tekstil endüstrisi atıksuyunun arıtımı ve su geri kazanımı amacıyla fotokatalitik membran reaktör (PMR) yaklaşımının uygulanabilirliği değerlendirilmiştir. Çalışma kapsamında ilk olarak Bi2O3, WO3, TiO2, CuO ve MnFe2O4 ticari nanopartiküllerinin arıtım performansları karşılaştırılmış; ardından seçilen katalizörler için pH, katalizör dozajı ve reaksiyon süresi optimize edilmiştir. Ön denemelerde, organik madde giderimi, renk giderimi ve membran akısı birlikte değerlendirildiğinde en verimli performansı CuO nanopartikülleri göstermiştir. Optimizasyon sonucunda CuO için en uygun koşullar pH 4, 1.0 g L-1 katalizör dozajı ve 3 saat reaksiyon süresi olarak belirlenmiştir. Bu koşullarda KOİ giderimi %57.1, UV254 giderimi %67.2, ortalama renk giderimi %89.4, su geri kazanım oranı %51.3 ve membran akısı 35.4 L m-2 h-1 olarak elde edilmiştir. CuO nanopartiküllerinin üç ardışık kullanım çevriminde giderim performansını koruduğu belirlenmiştir. Ayrıca TOK analizinde %58-62 aralığında giderim verimleri elde edilmiş ve ICP analizleri ile proses sonrasında suya Cu salınımı olmadığı belirlenmiştir. Su geri kazanımı aşamasında NF270, NF90 ve BW30 membranları kullanılmıştır. PMR sonrası suyun ham atıksuya kıyasla daha iyi hidrolik performans sağladığı belirlenmiş; PMR sonrası elde edilen akı değerleri ham atıksuya göre NF270, NF90 ve BW30 membranlarında sırasıyla %23.7, %65.1 ve %28.0 daha yüksek bulunmuştur. Elde edilen sonuçlar, CuO esaslı PMR yaklaşımının tekstil atıksuyunun arıtımı ve membran temelli su geri kazanımı için etkili, yeniden kullanılabilir ve uygulanabilir bir ön arıtım alternatifi olduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
This thesis evaluates the applicability of the photocatalytic membrane reactor (PMR) approach for the treatment and water recovery of real textile industry wastewater. The study first compares the treatment performance of commercial nanoparticles Bi2O3, WO3, TiO2, CuO, and MnFe2O4; then, pH, catalyst dosage, and reaction time are optimized for the selected catalysts. In preliminary experiments, CuO nanoparticles showed the most efficient performance when organic matter removal, color removal, and membrane flux were evaluated together. As a result of optimization, the most suitable conditions for CuO were determined as pH 4, catalyst dosage of 1.0 g L-1, and reaction time of 3 hours. Under these conditions, COD removal was 57.1%, UV254 removal was 67.2%, average color removal was approximately 89.4%, water recovery rate was 51.3%, and membrane flux was 35.4 L m-2 h-1. It was determined that CuO nanoparticles maintained their removal performance in three consecutive reuse cycles. Furthermore, removal efficiencies in the TOC analysis ranged from 58–62%, and ICP analyses revealed no Cu release into the water after the process. NF270, NF90, and BW30 membranes were used in the water recovery stage. It was determined that the water after PMR provided better hydraulic performance compared to the raw wastewater; the flux values obtained after PMR were 23.7%, 65.1%, and 28.0% higher for NF270, NF90, and BW30 membranes, respectively, compared to the raw wastewater. The results obtained demonstrate that the CuO-based PMR approach is an effective, reusable, and feasible pretreatment alternative for the treatment of textile wastewater and membrane-based water recovery.
Benzer Tezler
- Examination of variables influencing photocatalytic membrane reactors by using textile industry wastewater brine via modeling
Tekstil endüstrisi atıksu konsantresi kullanılarak fotokatalitik membran reaktör sistemini etkileyen faktörlerin model kullanarak incelenmesi
BERK ESENLİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AYŞE YÜKSEKDAĞ
- Tekstil endüstrisi atıksularının fotokatalitik membran distilasyon hibrit prosesi ile arıtımının incelenmesi
Investigation of textile industry wastewater by photocatalytic membrane distillation hybrid treatment process
MERVE SEZEN KURT
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Çevre MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HÜSEYİN CENGİZ YATMAZ
- Hibrit membran fotokatalitik reaktör kullanılarak tekstil ve ağaç işleme endüstrisi atıksularının arıtılmasının araştırılması
Investigation of textile and wood processing industry wastewater degradation by using hybrid membrane photocatalytic reactor
NURDAN DORUK
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Çevre MühendisliğiGebze Yüksek Teknoloji EnstitüsüÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HÜSEYİN CENGİZ YATMAZ
- Pamuklu tekstil endüstrisi atıksularının ön arıtımı ve membran filtrasyon / fotokatalitik reaktör ile ileri arıtımının incelenmesi
Investigation of pre-treatment of cotton textile industry wastewater and advanced treatment with membrane filtration / photocatalytic reactor
TAYYAR TORUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Çevre MühendisliğiSivas Cumhuriyet ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELTEM SARIOĞLU CEBECİ
- Development and characterization of ceramic nanofiber membranes for dye removal from textile wastewater
Tekstil atıksularından boya giderimi için seramik nanofiber membranların geliştirilmesi ve karakterizasyonu
NURAY YERLİ SOYLU
Doktora
İngilizce
2024
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELEK MÜMİNE EROL TAYGUN