Removal of phenols and cresols from petrochemical wastewaters in pac-as system
Petrokimya endüstrisi atıksularındaki fenol ve kresolün aktif karbon ilaveli aktif çamur sisteminde giderilmesi
- Tez No: 21904
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET KARPUZCU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 1992
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 198
Özet
PETROKİMYA ENDÜSTRİSİ ATIKSULARINDAKİ FENOL VE KRESOLÜN AKTİF KARBON İLAVELİ AKTİF ÇAMUR SİSTEMİNDE GİDERİLMESİ ÖZET Endüstriyel gelişme ile birlikte su ortamında bir Çevre tehdidi olarak ortaya Çıkan mikrokirleticiler yasal Çerçeveleri ve deşarj standardlarını zorlamaya başlamış tır. Bunun sonucu olarak özellikle EPA tarafından veri len öncelikli kirleticiler listesindeki maddeler için da ha yüksek dereceli bir arıtma gereksinimi söz konusudur, inorganik olanlarının yanında büyük bölümü organik yapıda olan bu maddeler biyolojik olarak arıtılabil iri ikleri açısından dirençli olabildikleri gibi eser miktarlarda su ortamında bulundukları zaman gerek su yaşamına gerekse insan sağlığına karşı potansiyel zararlar yaratmaktadır lar. Genelde ileri arıtma teknikleri ile giderilebilen bu maddeler en uygun arıtma teknolojileri için ekonomik olmaktan uzak çözümler gerektirmektedir. Çoğu biyolojik olarak ayrışabilir olmalarına ragmen standartlarının yük sek oluşu ve kalıcı kısımlarının özellikle insan sağlığı açısından risk taşıması, biyolojik olarak bozunmayan veya dirençli olanların ise biyolojik sistemleri inhibe etme leri büyük ölçüde bu maddelerin uygun bir adsorbs,! yonunu ön plana Çıkarmıştır. Aktif karbon adsorbsiyonu olarak bilinen bu uygulama ileri arıtma teknikleri içinde yer almakta ve genelde konvansiyonel arıtma sistemlerinin sonlandırılmasında kullanılmaktadır. Son on yılda aktif karbonun adsorbs iyonundan aktif Çamur sistemlerine toz ve granul aktif karbon ilavesi ile yararlanma yoluna gidil miştir. Bu sistem ile dirençli kirleticileri arzu edilen arıtma seviyelerine indirgemek mümkün olmaktadır. Sistem biyolojik reaktörlerde aktif karbon ilavesi ile hem biyo- bozunabilirlik hemde karbon adsorbs iyonuna dayalı iki adımlı bir mekanizma içermektedir. Bu çalışmada özellikle petrokimya endüstrisi ve pet- xxlrol rafinerileri at ıksul arında problem olan fenol ve m-cresol gibi mikrokirleticilerin giderimi üzerinde çalı şılmış ve aktif karbon ilaveli aktif çamur sistemlerinin performansı araştırılmıştır. Organiklerin giderimi üze rinde PAC-AS sistemi için tentative bir model kullanıla rak geliştirilmiştir. Deneysel çalışma planı iki adımdan oluşmuştur. Birincisi aktif çamur reaktörlerine toz aktif karbonun ilavesi ile aktif karbon dozajlarının sağlanması ve ikincisi ise aktif karbonun biyolojik gelişme olmaksı zın adsorbsiyon izotermlerinin saptanması testidir. De neysel yöntemde 6 adet laboratuvar ölçekli aktif çamur reaktörü kullanılmış ve bu reaktörlerde çamur geri devri bir perde ile çökeltim ve havalandırma kısımları ayrıla rak sağlanmıştır. Reaktörlerden biri şahit olarak çalış tırılmış ve aktif karbon içermeyen bu reaktör diğer reak törlere ilave edilen karbon dozajını optimize etmek için Çalıştırılmıştır. Değişik karbon dozajlarında çalışan reaktörlere daha sonra alıştırma periyodunu takiben fenol ve m-Creaol'un farklı konsantrasyonları ile birlikte şa hit reaktörüne beslenen oranlarda glükoz beslemesi yapıl mıştır. Sistemdeki gerek hızlı gerekse yavaş bozunan or ganiklerin giderim performansı giriş ve çıkış akımında KOt, AKM ölçülerek saptanmış ve öncelikli kirleticilere ait ölçümlerde, ise fenol için 4.APP ve m-Cresol için ise gaz kromatograf ik ölçüm yöntemleri kullanılmıştır. Çamur Çökelme karakteristikleri SVI ile belirlenmiştir. Deney sel çalışmanın ikinci adımında sabit temperatür ayarlı bir inkübatör-çalkalayıcı üzerinde aktif karbon adsorbsi- yonu ve izotermlerinin elde edilmesi gerçekleştirilmiş tir. Adsorbsiyon sonucu yine organiklerin giderimi KOI ve bireysel parametre ölçümleri takip edilmiştir. Tezin iÇerigi aşağıdaki ana bölümlerden oluşmuştur. I. Bölümde aktif karbon ile atıksu artımının esas ları önemi ve bu Çalışmadaki amaçları açıklanmıştır. II. Bölümde aktif çamur sistemlerine aktif karbon ilavesinin temel prensipleri ve teorisi açıklanmış ve bu xxlisistemle atık arıtımı ve öncelikli kirleticilerin gideri mi için mekanizmalara literatür araştırmaları ile yer ve rilmiştir. Deneysel çalışmalar, kullanılan maddeler ve yöntem ler yukarda açıklandığı şekliyle III. bölümde yer almış tır. IV. Bölümde deneysel çalışmalara ait bulgular veril miş ve analiz sonuçlarının değerlendirilmesi yapılmıştır. Deneylerden elde edilen veriler ile gerek biyolojik ola rak kolay bozunabilen gerekse bozunmayan bazı öncelikli kirletici içeren çoklu substrat ortamları için aktif kar bonun aktif çamura ilavesinin sistemin giderim verimini arttırdığı saptanmıştır. Veriler bu tür sistemler için gerekli dizayn kriterlerinin optimum aktif karbon dozajı nın tespiti, aktif karbon denge konsantrasyonunun saptan ması ve hem adsorbsiyon nemde biyolojik giderim mekaniz malarının her ikisini bir arada ortaya koyan kinetik sa bitlerin elde edilmesi gereğini göstermiştir. Buna göre adsorbsiyonla gerçekleşen giderim ve biyolojik olarak gi derilen kısım tayinindeki güçlükler 5. Bölümde verilen bir model leme çalışmasında toplam giderim verlraindeki re- latif artışa bağlı olarak hesapla giderilmiştir. Yine deneysel veriler Glükozun hızlı bozunabilir olmasına kar şın adsorbsiyonun verimsiz, fenolün bozunabilir ve iyi adsorbe olabilir ve m-Cresolün ise çok hızlı bozunmaraası- na karşın iyi adsorbe olduğunu ortaya çıkarmıştır. Deney sonuçlarının tek bir modelde değerlendirilmesi ile bu tür karmaşık substrat ortamları için performans izlenmesinin sistemin dizaynına yeterli olabileceği görülmüştür. Bu tür sistemlerin KOI giderim verimini % 63 lerden % 97 ye kadar arttırabileceği görülmektedir. 5. Bölümde tentative bir model kullanılarak aktif karbon varlığında aktif çamur içinde organik madde gide- rimini belirleyen sayısal değerler bulunmuştur. Model iki adımda geliştirilmiştir. Birinci adım toplam giderim verimini ortaya koyan toplam model ve ikinci adım ise ön- xxliiçelikli kirletici modelidir. Toplam modelde denklemin sayısal değerleri olan a, B ve y fenol ve m-Cresol için aşağıdaki gibidir. B l/n X* + y -a - S ı- ı ı ~ı (+ b ) r a Kb. ®« -1 ©« Fenol için a = 0.088 B = 1.12 * = 0.65 m-cresol için a = 1.20 B = 0.86 V = 1.67 6. Bölümde Çalışmanın genel bir değerlendirmesi ya pılmış ve varılan sonuçlar özetlenmiştir. Buna göre ; a) Proses KOI giderimini büyük oranda artırmaktadır. b) Hem PAC'ın dozajı hemde konsantrasyonu aktif kar bon ilaveli aktif çamur sisteminin önemli değiş kenleridir. Tam karışım ortamında 2000 mg/1 kon santrasyona ulaşan aktif karbon ile Çıkış suyu kalitesinde önemli bir gelişme elde edilmektedir. c) Biyolojik arıtmada aynı anda kullanılan adsorbsi- yon mekanizması ile biyo-bozunabilirl ik arasında ki siner j istik etki adsorbsiyonun veriminin artı şı yönünde gelişmektedir. Her ikisinin etkisi hem iyi bozunmayan hemde bozunabilen materyal lerin yeterli bozunmasına yardım ettiği gibi kuv vetle adsorbe olabilen fakat bozunamaz organikle rin adsorbsiyon kapasitesinide artırmaktadır. d) 20 gün veya daha yukarı Çamur yaşlarında çalıştı rılan sistemlerde çıkış suyu kalitesinde optimum yakalanmış ve karbon dozajı açısından en etkili ve ekonomik konsantrasyon bulunmuştur. xxlve) önemli gözlemlerden biri İse PAC ilavesinin ad- sorbe olabilen organiklerin şok yüklemelerini ak tif çamurda kolaylıkla tamponlayabilmesidir. f) Aktif karbonun varlığında bozunma hız katsayısı k,:, artar ve bozunamaz organiklerin kalıcı fraksi yonu olan, y, 'nin değeri normal aktif çamur pro sesine göreceli olarak düşer. g) Fenol ve ra-Cresol gibi Öncelikli kirleticilerin böyle bir sistemde giderimi iki mekanizma ile gerçekleşir. Biyolojik bozunma ve adsorbsiyon. Fenol oldukça iyi bozunmasına karşın m-Cresol'ün esas giderimi fenole göre daha az bozunabilir ol ması nedeniyle karbon adsorbsiyonu ile gerçekleş mektedir. XXV
Özet (Çeviri)
REMOVAL OF PHENOLS AND CRESOLS FROM PETROCHEMICAL WASTEWATERS IN PAC _ AS SYSTEM SUMMARY Current legislation is aimed to achieving minimum pollutant discharge. A higher degree of treatment is needed especially to reduce the compounds which are refractory to the biological treatment. Among those slowly degraded or nondegradable compounds, many of the priority pollutants are often an important fraction. These compounds are organic substances that can be removed by adsorption with activated carbon. However, it is possible to reduce the refractory pollutants to the prescribed levels by combined the two steps i.e., biodegradation and carbon adsorption by adding powdered activated carbon (PAC) to biological reactors. In this thesis, experimental program was conducted to evaluate the removal efficiency of priority pollutants such as phenol and m-cresol which are the two main organic compounds generated by oil refinery and petrochemical plants. The experimental program carried out in two stages; PAC addition to activated sludge reactors and to determine the carbon capacity without biological growth through adsorption isotherm test. In Chapter I, the background of powdered carbon treatment, the significance and the objective of this study are summarized. In Chapter II, principles and theory of activated carbon addition to activated sludge system were discussed and the literature review for the mechanisms of this treatment. Experimental apparatus, materials and procedures are given in details in Chapter III. Chapter IV, involves with results and analyses from this study. A mathematical model is developed in Chapter V. In this part the model was developed through two steps as overall model and priority pollutant model, this model described the organic removal auch as phenol and cresol in the presence of PAC in the activated sludge system. Chapter VI. includes the conclusions derived from this study. According to these conclusions, treatment of toxic materials from petrochemical wastewaters may be accomplished more effectively trough PAC addition to biological reactors.
Benzer Tezler
- Modifiye edilmiş manyetik mayalara fenol ve klorofenollerin adsorpsiyonu
Removal of phenols and chlorophenols from aquatic system using magnetical modified yeast
HATİCE ABLAK ARIBAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
KimyaAfyon Kocatepe ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MUSTAFA UÇAR
- Sulu ortamda bulunan fenol ve klorofenollerin aktive edilmiş klinoptilolit kullanılarak uzaklaştırılması
Removal of phenols and chlorophenols from aquatic system using activated clinoptilolite
SONGÜL UÇAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
Kimya MühendisliğiAfyon Kocatepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ATİLLA EVCİN
- Cibacron blue F3GA takılı magnetik phema ile atık sularda bulunan fenol ve nitrofenol türevlerinin uzaklaştırılması
Removal of phenols and nitrophenols from aquatic system using cibacron blue F3GA attached mphema
KÜBRA ÖZDİLEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
KimyaAfyon Kocatepe ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MUSTAFA UÇAR
- Katekolün sulu çözeltilerden elektrokimyasal polimerizasyon ile giderilmesi
Removal of catechol from aqueous solutions by electrochemical polymerization
OSMAN CEM ALTINCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Kimya MühendisliğiMersin ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BAHADIR KÜRŞAD KÖRBAHTİ