Boya endüstrisi su bazlı boya atıksuyu ve tekstil endüstrisi atıksuyunun elektrokimyasal olarak arıtılması için sistem tasarlanması ve proses geliştirilmesi
System design and process development for electrochemical treatment of industrial water-based paint wastewater and textile wastewater
- Tez No: 131128
- Danışmanlar: PROF. DR. ABDURRAHMAN TANYOLAÇ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: elektrokimyasal atıksu arıtımı, tekstil atıksuyu, boya atıksuyu, su bazlı boya, endüstriyel atıksu arıtımı, optimizasyon, istatistiksel deney tasarımı, cevap yüzey yöntemi, RSM, reaksiyon kinetiği, sonlu farklar yöntemi, enerji gideri. ftftUUt «.ass», electrochemical wastewater treatment, textile wastewater, paint wastewater, water based paint, industrial wastewater treatment, optimization, statistical experiment design, response surface methodology, RSM, reaction kinetics, finite difference method, energy consumption
- Yıl: 2003
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 207
Özet
ÖZET Bu çalışmada, endüstriyel tekstil ve su bazlı boya atıksularının elektrokimyasal oksidasyonla uygun ve ekonomik olarak arıtım prosesinin geliştirilmesi hedeflenmiştir. Çalışma süresince taze, standart ve gerçek bir atıksuyun sağlanabilmesi için tekstil endüstrisi atıksuyu ve su bazlı boya atıksuyu gerçek kimyasalları ve bileşimleri ile simule edilmiştir. Gerçekleştirilen ön denemelerde elektrolit tipine, elektrot uzaklığına ve elektrot malzemesine karar verilerek, cevap yüzey yöntemi ile kesikli sistem deneyleri optimize edilmiş ve optimize edilen koşullarda reaksiyon kinetiği belirlenmiştir. Uygun elektrolit NaCI olarak saptanmış; endüstriyel tekstil atıksuyu için demir elektrot, su bazlı boya atıksuyu için karbon elektrot kullanılmasına karar verilmiştir. Kimyasal oksijen ihtiyacı, renk ve bulanıklık gideriminin hızlı olmasından, akım yoğunluğunun artmasından ve aynı miktar giderim için daha az enerji tüketilmesinden dolayı reaktör 1.5 cm elektrot uzaklığı sağlayacak şekilde tasarlanmıştır. Gerçekleştirilen deneylerde endüstriyel tekstil ve boya atıksuları için sırasıyla elde edilen 4076.28 mg/L-saat ve 3160.96 mg/L-saat kimyasal oksijen ihtiyacı giderimi ilk hızları biyolojik ve kimyasal oksidasyon prosesleri ile karşılaştırıldığında elektrokimyasal oksidasyonun çok etkili ve avantajlı bir alternatif arıtım yöntemi olduğunu göstermektedir. Deneysel optimizasyon için cevap yüzey yöntemi (RSM) kullanılmış; endüstriyel tekstil atıksuyunun ve su bazlı boya atıksuyunun elektrokimyasal arıtımının optimizasyonu için KOİ çıkış değeri minimize, KOl giderimi, bulanıklık giderimi, renk giderimi ve KOl giderim ilk hızı maksimize edilerek 30°C reaksiyon sıcaklığında potansiyel farkı ve elektrolit derişimi parametreleri minimize edilmiştir. Optimum koşulların 30°C reaksiyon sıcaklığında, 8 V potansiyel farkı uygulandığında tekstil atıksuyu için 25 g/L, boya atıksuyu için 35 g/L elektrolit eklenmesi ile sağlandığı belirlenmiştir. Endüstriyel tekstil atıksuyunun elektrokimyasal olarak arıtılması sırasında gerçekleşen reaksiyonun derecesi 0.5, 30°C reaksiyon sıcaklığında özgül hız sabiti 1.78265 mg0-5/L° 5-dak olarak elde edilmiştir. Reaksiyonun aktivasyonenerjisi 17.7 kJ/mol, Arrhenius sabiti 1434.397 mga5/La5-dak olarak hesaplanmıştır. Endüstriyel su bazlı boya atıksuyunun elektrokimyasal olarak arıtılması sırasında gerçekleşen reaksiyonun derecesi ise 1, 30°C reaksiyon sıcaklığında özgül hız sabiti 7.5826.1 0“3 dak”1 olarak elde edilmiştir. Reaksiyonun aktivasyon enerjisi 20.3 kJ/mol, kesim noktasından ise Arrhenius sabiti 35.1913 dak"1 olarak hesaplanmıştır. Çalışmada endüstriyel tekstil ve su bazlı boya atıksularının sürekli olarak arıtılması da başarıyla sağlanmış, sürekli sistem kolon reaktör sonlu farklar yöntemi uygulanarak modellenmiştir. Ayrıca çalışmada spesifik enerji giderleri de kWh/kg-KOl giderimi temelinde hesaplanarak prosesin uygunluğu değerlendirilmiştir.
Özet (Çeviri)
Ill ABSTRACT In the study, the development of a suitable and an economical treatment process of industrial textile and water based paint wastewater by electrochemical oxidation was aimed. The industrial textile and water based paint wastewater was simulated with the actual industrial chemicals and compositions in order to provide a fresh and standard simulated industrial wastewater, during the study. Electrolyte type, electrode distance and material were determined in the preliminary experiments; the batch system experiments were optimized by response surface methodology (RSM) and the reaction kinetics was obtained at the optimized reaction conditions. The suitable electrolyte was selected as NaCI; iron and carbon electrodes were determined for the industrial textile and water based paint wastewater, respectively. The batch reactor was designed to provide 1.5 cm electrode distance due to rapid chemical oxygen demand, color and turbidity removals, with increased current density and reduced energy consumption. During the experiments, COD removal initial rates obtained for the industrial textile and paint wastewater as 4076.28 mg/L-h and 3160.96 mg/L-h, respectively, indicating that the electrochemical oxidation is an effective and advantageous treatment alternative comparing to biological and chemical oxidation processes. The response surface methodology (RSM) was used for the experimental optimization; the potential difference and electrolyte concentration were minimized at 30°C reaction temperature with the minimization of COD discharge, maximization of COD, color, turbidity removals and initial COD removal rate. The optimum conditions were found at 30°C reaction temperature when 8V potential difference was applied with the addition of 25 g/L and 35 g/L electrolyte to the textile and paint wastewaters, respectively. The reaction order was determined as 0.5, at 30°C reaction temperature while the specific reaction rate constant was found as 1.78265 mga5/La5-min for the electrochemical treatment of industrial textile wastewater. The activation energy and Arrhenius constant of the reaction were calculated as 17.7 kJ/mole and 1434.397 mga5/L°-5-min, respectively.IV The reaction order was determined as 1, at 30°C reaction temperature while the specific reaction rate constant was found as 7.5826. 10“3 min”1 for the electrochemical treatment of industrial water based paint wastewater. The activation energy and Arrhenius constant of the reaction were calculated as 20.3 kj/mole and 35.1913 min"1, respectively. In the study, the continuous treatment of industrial textile and water based paint wastewaters were also successfully realized, and the continuous column reactor was modeled with the finite difference method. Also in the study, the energy consumption was calculated on the basis of kWh/kg- COD removal for both wastewater treatments in order to evaluate the feasibility of the process.
Benzer Tezler
- Tekstil fabrikası atık sularında ve bazı tekstil boyalarında elektrokimyasal yöntemlerle renk giderimi ve elektroremediasyon
Decolorization of textile plant wastewater and some of the textile dyes by electrochemical methods and electroremediation
DOĞAN DOĞAN
- Applying green engineering principles to the textile industry for water resource management and pollution control
Tekstil endüstrisinde su kaynakları yönetimi ve kirlilik kontrolü için yeşil mühendislik prensiplerinin uygulanması
KASHİF NADEEM
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Çevre MühendisliğiFatih ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÖKÇE TEZCANLI GÜYER
- Treatment of textile wastewater using completely mixed anaerobic reactor: Start-up
Tekstil atıksularının tam karışımlı anaerobik reaktörle arıtımı: İşletmeye alma
CENK ALİ BİLGİÇ
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OSMAN ATİLLA ARIKAN
- Investigation of textile industry wastewater treatment using laboratory and pilot scale submerged membrane bioreactors (MBR)
Tekstil atıksularının laboratuvar ve pilot ölçekli membran biyoreaktörler ile arıtılabilirliği
MERVE ERGÜL
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL KOYUNCU
- Tekstil atıksuyunda kimyasal renk giderim yöntemleri
Chemically color removal methods in textile wastewater
MESUT UYSAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Çevre MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MUSTAFA KARABOYACI