Geri Dön

Advanced oxidation techniques for the removal of refractory organics from textile wastwaters

Tekstil atıksularında bulunan kararlı organiklerin ileri oksidasyon teknikleri ile arıtımı

  1. Tez No: 177331
  2. Yazar: FUNDA EROL
  3. Danışmanlar: PROF. DR. TÜLAY A. ÖZBELGE
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2008
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bölümü
  12. Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 423

Özet

Ozonlama, tekstil atıksularında bulunan kararlı organiklerin arıtımında etkili bir yöntemdir. Son yıllarda katalitik ozonlama, ozon sarfiyatının düşürülmesi ve kimyasal oksijen ihtiyacı ve ?toplam organik karbon? (TOK) giderim yüzdelerinin arttırılmasında uygulanmaktadır.Asit Kırmızı-151 (AR-151) ve Remazol Mavisi (RBBR) olarak adlandırılan iki farklı endstriyel boyanın arıtımı ayrı ayrı konvensiyonel ozonlama ve alumina veya perflorooktil alumina ile katalitik ozonlama ile yarı-kesikli ve akışkan yataklı reaktörde (AYR'de) gerçekleştirilmiştir. Konvensiyonel ve katalitik ozonlama prosesi boya konsantrasyonuna göre sahte-birinci derece reaksiyon kinetiği izlemiştir. En yüksek KOİ giderimleri pH'nın 13 olduğu şartlarda, AR-151 için alumina ve RBBR için de % 100 PFOA varlığında gerçekleşmiştir. ?Alıkonma Zamanı Dağılımı? deneyleri reaktörde sıvı fazı karışma seviyesinin anlaşılması için yapılmıştır. AYR'nin reaktör olarak davranışı bir veya iki ?sürekli karışan tank reaktör?ün davranışına eşit olarak bulunmuştur.AYR'de, volumetrik ozon-su kütle transfer katsayısı (kLa), farklı gaz debisi, sıvı debisi ve katalizör dozları için bulunmuştur. Deneysel bulunan çözünmüş ozon konsantrasyonları model sonuçları ile karşılaştırılarak kLa'nin bulunması için bir model geliştirilmiştir. kLa'nin değeri gaz debisinin artması ile artmıştır. Akışkanlaştırma şartlarında, yüksek miktardaki katalizör dozları yüksek kütle transfer hızları ile kLa'nın yüksek olmasını sağlamıştır.Farklı giriş boya konsantrasyonu, gaz ve sıvı debileri, giriş ozon konsantrasyonu, katalizör dozu, katalizör parçacık boyutu ve pH şartlarında boya ozonlama deneyleri katalizörsüz ve alumina veya PFOA varlığında yapılmıştır. Boya ve TOK giderimleri gaz debisinin artması ve sıvı debisi ile giriş boya konsantrasyonunun azalması ile artmıştır. Reaktöre katalizör eklenmesi TOK gideriminin artmasında yararlı olmuştur; TOK giderimi katalizör dozunun artması ile artmıştır. Reaktörde katalizör bulunduğunda, çözeltinin birim hacmi başına harcanan ozon çok daha düşük bulunmuştur. TOK giderimi ve O3 sarfiyatına bakıldığında en etkili katalizör PFOA olmuştur. Organik analizi sonuçlarına göre, RBBR ve AR-151 ozonlanmasında yan ürünler okzalik, asetik, formik ve gliokzalik asitler olmuştur.Sıvı içindeki boya ve çözünmüş ozon konsantrasyonları modelden tahmin edilmiş ve ve model sonuçları deneysel sonuçlarla kimyasal tepkime varlığında kLa değerlerinin bulunması için karşılaştırılmıştır. Kimyasal tepkimenin ve katalizörlerin AYR'de bulunması kLa değerlerini önemli derecede arttırmıştır. Artış faktörü (E) pH=2.5'de katalizörsüz ozonlama için 0.97 ve 1.93, katalizörlü ozonlama için 0.96 ve 1.53 aralığında bulunmuştur. Birimsiz bir sayı olan Hatta değerleri RBBR ve AR-151 çözeltilerinin konvensiyonel ozonlanmsında 0.04 ile 0.103 arasında hesaplanmıştır. Hesaplanan Ha değerlerine göre, tepkime literatürde ?ara rejim? denilen rejimde gerçekleşmiştir.

Özet (Çeviri)

Ozonation is an efficient method to degrade refractory organics in textile wastewaters. In recent years, catalytic ozonation is applied to reduce ozone consumption and to increase ?chemical oxygen demand? and ?total organic carbon? (TOC) removal efficiencies.The ozonation of two industrial dyes, namely Acid Red-151 (AR-151) and Remazol Brilliant Blue R (RBBR) was examined separately both in a semi-batch reactor and also in a fluidized bed reactor (FBR) by conventional and catalytic ozonation with alumina and perfluorooctyl alumina (PFOA) catalysts. The conventional and catalytic ozonation reactions followed a pseudo-first order kinetics with respect to the dye concentration. The highest COD reductions were obtained in the presence of the catalysts at pH=13, with alumina for AR-151 and with PFOA for RBBR. ?Residence time distribution? experiments were performed to understand the degree of liquid mixing in the reactor. The behaviour of the FBR was almost equivalent to the behaviour of one or two completely stirred tank reactors in series in the presence of the solid catalyst particles.The volumetric ozone-water mass transfer coefficients (kLa) were found at various gas and liquid flow rates and catalyst dosages in the FBR. A model was developed to find kLa in the reactor by comparing the dissolved O3 concentrations in the experiments with the model results. kLa increased significantly by the increase of gas flow rate. Higher catalysts dosages at the fluidization conditions yielded higher kLa values indicating higher rates of mass transfer.Dye ozonation experiments without catalyst and with alumina or PFOA catalyst were conducted at different conditions of the inlet dye concentration, gas and liquid flow rates, inlet ozone concentration in the gas, catalyst dosage, particle size and pH. The dye and TOC removal percentages were increased with the increase of gas flow rate and with the decrease of both the liquid flow rate and inlet dye concentration. The addition of the catalyst was beneficial to enhance the TOC degradation. The ozone consumed per liter of wastewater was much lower when the catalyst was present in the reactor. In terms of TOC removal and O3 consumption, the most efficienct catalyst was PFOA. According to the organic analysis, the intermediate by-products were oxalic, acetic, formic and glyoxalic acids in RBBR and AR-151 ozonation.The dye and dissolved ozone concentration profiles were predicted from a developed model and the model results were compared with the experimental results to obtain the enhanced kLa values. The presence of the chemical reaction and the catalysts in the FBR, enhanced the kLa values significantly. The enhancement factor (E) was found as between 0.97 and 1.93 for the non-catalytic ozonation and 0.96 and 1.53 for the catalytic ozonation at pH = 2.5. The dimensionless number of Hatta values were calculated between 0.04-0.103 for the sole ozonation of RBBR and AR-151 solutions. According to the calculated Ha values, the reaction occurred in the bulk liquid and in the film being called as the ?intermediate regime? in the literature.

Benzer Tezler

  1. Assessment of persulfate (PS)/UV-C process for drinking water treatment

    İçme suyu artımı persülfat (PS)/UV-C prosesinin değerlendirilmesi

    SHAHIN SHAHKAR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. TUĞBA ÖLMEZ HANCI

  2. Degradation of colored industrial wastewaters by advanced oxidation processes

    Renkli endüstriyel atıksuların ileri oksidasyon prosesleriyle arıtımı

    FATMA NİHAN DOĞAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2012

    Çevre MühendisliğiFatih Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. GÖKÇE TEZCANLI GÜYER

    YRD. DOÇ. DR. SAMİ GÖREN

  3. Disinfection and oxidation of Paşaköy Advanced Biological Treatment Plant effluent by advanced oxidation techniques

    İleri oksiadasyon yöntemleri ile Paşaköy İleri Biyolojik Atık Su Arıtma Tesisi çıkış suyunun dezenfeksiyonu ve oksidasyonu

    EMEL ÇAKIR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2010

    Çevre MühendisliğiMarmara Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ZEHRA SEMRA CAN

  4. Diklofop metil'in ileri oksidasyon teknikleriyle parçalanma süreçlerinin incelenmesi

    Investigation of diclofop methyl's degradation process by advanced oxidation techniques

    BÜŞRA ERDEN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Çevre MühendisliğiSakarya Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İSMAİL AYHAN ŞENGİL

  5. Aktif karbon destekli kataliz sistemlerinin sentezi ve atıksu arıtımında kullanılarak sonokatalitik performanslarının araştırılması

    Synthesis of activated carbon supported catalysis systems and research for sonocatalytic performance on wastewater treatment

    MURAT KÖLEOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    KimyaMuğla Sıtkı Koçman Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET UĞURLU