Geri Dön

Peyniraltı atıksuyunun elektrokimyasal olarak arıtılması

Electrochemical treatment of whey wastewater

  1. Tez No: 155309
  2. Yazar: GÜRAY GÜVEN
  3. Danışmanlar: PROF.DR. ABDURRAHMAN TANYOLAÇ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: elektrokimyasal atıksu arıtımı, peyniraltı atıksuyu, endüstriyel atıksu arıtımı, optimizasyon, istatistiksel deney tasarımı, cevap yüzey yöntemi, reaksiyon kinetiği, electrochemical wastewater treatment, whey wastewater, industrial wastewater treatment, optimization, statistical experiment design, response surface methodology, reaction kinetics
  7. Yıl: 2004
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 145

Özet

PEYNİRALTI ATIKSUYUNUN ELEKTROKİMYASAL OLARAK ARITILMASI Güray Güven Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı ÖZ Bu çalışmada, orta ve küçük boy işletmelerde peynir üretimi sırasında ortaya çıkan peyniraltı atıksuyuna elektrokimyasal oksidasyon uygulanarak alternatif bir arıtım prosesinin geliştirilmesi hedeflenmiştir. Peyniraltı suyu içerdiği yüksek kimyasal oksijen ihtiyacı (60-80 g/L) nedeniyle alıcı ortamlara deşarj edilmeden önce arıtılması gereken bir atıksudur. Bu çalışma ile peyniraltı atıksuyunun elektrokimyasal olarak arıtımı literatürde ilk defa sınanmıştır. Gerçekleştirilen ön denemelerde elektrot ve elektrolit malzemesine karar verilmiş, cevap yüzey yöntemi ile kesikli sistem deneyleri optimize edilmiş ve optimize edilen koşullarda reaksiyon kinetiği belirlenmiştir. Atıksuyun iletkenliğini arttırmak için elektrolit olarak NaCI kullanılmış; kimyasal oksijen ihtiyacı ve bulanıklık gideriminin yüksek olmasından dolayı elektrot olarak demir seçilmiştir. Potansiyel farkı, kirlilik yükü ve elektrolit derişimi gibi çeşitli sistem parametreleri Design Expert® programının önerisi doğrultusunda değiştirilmiş ve deneysel optimizasyon için Cevap Yüzey Yöntemi (CYY) kullanılmıştır. Optimizasyon olarak % KOİ giderimi ve KOİ giderim ilk hızının maksimizasyonu hedeflenmiştir. 25°C reaksiyon sıcaklığında gerçekleştirilen optimizasyon işleminde kirlilik yükü maksimize, elektrolit derişimi minimize edilmiş; potansiyel farkı değer aralığında bırakılmıştır. En hızlı arıtımın hedeflendiği optimizasyon da 12V potansiyel farkı, % 86 kirlilik yükü ve 19.5 g/L elektrolit derişimi optimum koşullar olarak bulunmuştur. Optimum şartlarda %25.18 'lik KOİ giderimi ve 104.38 mg/L-dak KOI giderim ilk hızı elde edilmiş, ancak çalışılan aralıkta en yüksek % KOİ giderimi ve KOİ giderim ilk hızı sırasıyla % 53.32 ve 222.97 mg/L-dak olarak bulunmuştur. 25°C reaksiyon sıcaklığında %10 - %100 kirlilik yükü aralığında gerçekleşen deneylerde elektrokimyasal reaksiyonun derecesi 0.6, özgül hız sabiti 2.51658 mg° 6/L° 6-saat olarak bulunmuştur. Ortam sıcaklığı 25°C - 45°C arasında değiştirilerek reaksiyonun aktivasyon enerjisi ve Arrhenius sabiti ise sırasıyla 41.6 kJ/mol ve 44456mg06/L06-saat olarakhesaplanmıştır. Ayrıca çalışmada optimum reaksiyon koşullarındaki sistemin enerji giderimi 23.3 kWh/kgKOİgjderim olarak hesaplanmıştır. Bu sonuçlar peyniraltı atıksuyunun elektrokimyasal olarak arıtım prosesinin ekonomik ve uygulanabilir olduğunu ve konvansiyonel sistemlere alternatif olabileceğini göstermektedir.

Özet (Çeviri)

ELECTROCHEMICAL TREATMENT OF WHEY WASTEWATER Güray Güven Chemical Engineering Section ABSTRACT The aim of this study was to develop a suitable and economical alternative treatment method for the whey wastewater produced during the cheese manufacture in SMEs, using electrochemical oxidation. Whey wastewater having high chemical oxygen demand (60-80 g/L) must be treated before discharging to the receiving waterways. The treatment of whey wastewater by electrochemical oxidation has been done first in literature with this study. Through the preliminary runs, electrode and electrolyte materials were selected and batch experiments were designed and optimized with response surface methodology and finally reaction kinetics were assessed under optimum conditions. The supplementary electrolyte was selected as sodium chloride and iron electrodes were preferred due to high removal efficiency of chemical oxygen demand (COD) and turbidity. System parameters; potential difference, waste and electrolyte concentration, values have been arranged in different runs. Design Expert® software and response surface methodology (RSM) was used for the experimental optimization. In the optimization; the potential difference was kept in the range, waste concentration was maximized and electrolyte concentration was minimized at 25°C. Process responses were selected as the maximization of COD% removal and initial COD removal rate. 12V potential difference, 86 % loading rate and 19.5 g/L electrolyte were found as optimum conditions at 25°C for maximum COD removal rate. Under optimized conditions, COD removal % and initial COD removal rate were achieved 25.18% and 104.38 mg/L.min, respectively. In addition highest COD removal % and initial COD removal rates through the runs were found as 53.32% and 222.97 mg/L.min respectively. Through the runs carried out which waste concentration varies between 10% and 100%, the reaction order was determined as 0.6, at 25 °C reaction temperature while the specific reaction constant was found as 2.51658 mg06/L06hour for the electrochemical treatment of whey wastewater. By changing the reaction mtemperature between 25° and 45° the activation energy and the Arrhenius constant of the reaction were calculated as 41.6 kJ/mol and 44456 mg° 6/L° 6hour, respectively. Also in the study, the energy consumption at the optimum reaction conditions was calculated as 23.3 kWh / kgCODrem0Vai. Outcome of this study reveals the applicability of electrochemical treatment of whey wastewater as feasible alternative method to present conventional solutions.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    131135

    Akışkan yatak biyofilm reaktörde (AYBR) peyniraltı atık suyunun arıtılması ve sistem performansının modellenmesi

    Treatment of whey wastewater in a fluidized bed biofilm reactor (FBBR) and modeling of system performance

    NAHİT AKTAŞ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2003

    Kimya MühendisliğiHacettepe Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ABDURRAHMAN TANYOLAÇ

  2. Tez No

    121263

    Peyniraltı suyu ve alkol fabrikası atık sularının arıtımı ve değerlendirilmesi

    The Treatment and utilization of cheese whey and vinasse

    BAŞAR OTLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2002

    Gıda Mühendisliğiİnönü Üniversitesi

    Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ÖZFER YEŞİLADA

  3. Tez No

    302521

    Yüksek yağ içerikli süt endüstrisi atıksuyunun anaerobik arıtımında uya oluşum ve giderimi

    Determination of vfa production and oxidation during the anaerobic treatment of a high fat containing dairy wastewater

    RABİA KONAK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2011

    Çevre MühendisliğiSelçuk Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. DİLEK ERDİRENÇELEBİ

  4. Tez No

    183840

    Peynir altı atıksuyundan etil elkol üretilmesinin modellenmesi

    Modeling of ethyl alcohol production from whey wastewater

    OSMAN OKUR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2006

    BiyoteknolojiHacettepe Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF.DR. ABDURRAHMAN TANYOLAÇ

  5. Tez No

    687446

    Peynir altı atık suyunun fotokatalitik yöntemlerle arıtılabilirliğinin araştırılması

    Investigation of treatability of cheese whey wastewater by photocatalytic methods

    HAVVA MELDA MOĞOL

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Kimya MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MESUT AKGÜN

Geri Dön