Fenollü atıksuların boru tipi reaktörde elektrokimyasal olarak sürekli arıtımı
Continuous electrochemical treatment of phenolic wastewater in a tubular reactor
- Tez No: 84229
- Danışmanlar: PROF. DR. ABDURRAHMAN TANYOLAÇ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: electrochemical wastewater treatment, electroche
- Yıl: 1999
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 88
Özet
IV ÖZET Atıksu arıtımı genellikle fiziksel, kimyasal ve biyolojik prosesler kullanılarak yapılmaktadır. Bu çalışmada yüksek derişimde fenol içeren atıksuların, son yıllarda geliştirilmeye çalışılan ve birçok atıksu üzerinde uygulanabilen elektrokimyasal yöntemle boru tipi reaktörde sürekli olarak arıtılması amaçlanmıştır. Sürekli elektrokimyasal kolon reaktörün tasarımının yapılabilmesi ve optimum çalışma parametrelerinin belirlenmesi amacıyla öncelikle kesikli reaktör deneyleri yapılmıştır. Ön çalışmalarda elde edilen verilerin değerlendirilmesiyle anot olarak karbon çubuk ve elektrolit olarak NaCI kullanılmaya karar verilmiştir. Kesikli reaktörde reaksiyon sıcaklığının, elektrolit derişiminin, akım yoğunluğunun ve başlangıç fenol derişiminin fenol parçalanma verimi ve ilk parçalanma hızı üzerindeki etkisi incelenmiştir. Deneysel çalışmalarda kullanılan atıksu sentetik olarak hazırlanmış, başlangıç fenol derişimi 3500 mg/L olarak tercih edilmiş ve 25°C'de çalışılmıştır. Akım yoğunluğunun artmasına rağmen 35°C ve 90 mg/L elektrolit derişimi üzerinde arıtım veriminin ve ilk parçalanma hızlarının pek artmadığı, yüksek akım yoğunluklarında (yüksek voltajlarda) aşırı gaz çıkışı ile prosesin verimsizleştiği gözlenmiştir. Yapılan kinetik incelemede genel reaksiyon hızının başlangıç fenol derişiminden bağımsız olduğu (0. derece) saptanmıştır. 98 mg/L başlangıç fenol derişiminde fenol 15 dakikada tamamen parçalanmış, deneysel çalışmalarda kullanılan en yüksek derişim değeri olan 4698 mg/L başlangıç fenol derişiminde 8 saat reaksiyon sonunda yaklaşık % 94 fenol parçalanma verimi elde edilmiştir. Reaksiyon ortamından alınan örneklerin GC/MS analizi sonucunda anotta oluşan Cb gazının fenolle sınırlı sayıda toksik klorlu bileşikler meydana getirdiği, ancak bu türlerin zamanla tamamının parçalandığı ve ortamda oligomerik ve polimerik katı maddelerin oluştuğu anlaşılmıştır. Kesikli reaktörde elde edilen sonuçların değerlendirilmesiyle, merkezinde karbon çubuk anot bulunan paslanmaz çelik boru kullanılarak sürekli elektrokimyasal kolon reaktör (SEKR) tasarlanmıştır. Optimum çalışma koşullarında, 496 mg/L ve 3505 mg/L başlangıç fenol derişimlerinde alıkonma süresinin fenol parçalanma verimi üzerindeki etkisi incelenmiş, 496 mg/L derişimde 40 dakika alıkonma süresinin üzerinde % 100 fenol parçalanma verimi elde edilmiştir. 3505 mg/L başlangıç fenol derişiminde, 3 saat alıkonma süresi sonunda % 95'likarıtıma rağmen elde edilen polimerik ürün reaksiyonun sonuna doğru reaktörün çıkış borusunun tıkanmasına neden olmuştur. Parçalanma reaksiyonunda 500 mg/L'den daha yüksek başlangıç fenol derişimi ve uygun akım yoğunluğunda anotta katı polimerik malzeme elde edilmiş, literatürün aksine, asetonda çözülerek anottan uzaklaştırılabilmiştir. Bu polimerin DSC, HNMR, FTIR ve STM analizleri yapılarak yapının aydınlatılmasına çalışılmıştır. Anahtar kelimeler, elektrokimyasal atıksu arıtımı, elektrokimyasal oksidasyon, fenol
Özet (Çeviri)
ABSTRACT Conventionally, wastewater treatment is done through physical, chemical and biological processes. This work employs a different and promising approach, electrochemical destruction, to treat the highly polluted phenolic wastewaters in a continuous electrochemical column reactor, CECR. First, batch reactor experiments were carried out to determine optimum operational conditions for the design of CECR. From preliminary runs, carbon electrode and NaCI employed as anode and electrolyte, respectively. In a batch reactor, the effects of reaction temperature, electrolyte concentration, current density and initial phenol concentration on destruction yields of phenol and initial phenol depletion rate were elucidated. The wastewater used in runs was synthetically prepared and used in reactions carried out generally at 25°C and 3500 mg/L initial phenol concentration. Although current density increased, phenol destruction yield and initial phenol depletion rate did not increase accordingly above 35°C and 90 g/L electrolyte concentration. The increase in current density (by increasing potential difference) resulted in efficient phenol destruction due to extensive gas production on the electrodes. Kinetic investigations denoted that overall phenol destruction kinetics was of zero order and naturally reaction rate was independent of initial phenol concentration. Under appropriate conditions, phenol was completely consumed within 15 minutes for 98 mg/L initial phenol concentration while 8 hours elapsed to gain 95 % destruction yield for 4698 mg/L. A continuous electrochemical column reactor was constructed from stainless steel tube (cathode) with a cylindrical carbon anode at the center by evaluating the results of batch runs. The effect of space time on phenol destruction yield were exprimented for 496 mg/L and 3505 mg/L phenol feed concentrations at optimum conditions. For 496 mg/L phenol feed concentration, after 40 minutes of space time 100 % phenol destruction was achieved while for 3505 mg/L 95 % yield was accomplished after 3 hours of space time with clogging polymeric material at the reactor exit. Solid polymeric material was produced in the reaction over 500 mg/L initial phenol concentration at appropriate current density, and in contrast to the literature, this stickyVII material could be removed from anode by dissolving in acetone. DSC, HNMR, FTIR and STM analyses were done to characterize the polymeric structure.
Benzer Tezler
- Removal of phenols by physical-chemical methods from wastewaters of rubber-textile industry
Lastik-tekstil endüstrisi atık sularından fiziko kimyasal metod ile fenollerin uzaklaştırılması
YETER ZERRİN SONGÜL BAŞKAYA
Yüksek Lisans
İngilizce
1997
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. H. ÖNDER ÖZBELGE
- Püskürtme çevrimli (jet loop) membran biyoreaktörde fenol içeren atiksularin aritilmasi
The treatment of phenolic wastewaters in a jet loop membrane bioreactor
HANDAN UCUN
Doktora
Türkçe
2008
Çevre MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERGÜN YILDIZ
- A Study on the treatment of phenolic industrial wastewaters by physico-chemical biological methods
Başlık çevirisi yok
ÖMER IŞIKMAN
- Halofilik mikroorganizmalar tarafından fenolün biyodegradasyonu
Phenol biodegradation by halophilic microorganisms
EDA AÇIKGÖZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
BiyolojiMustafa Kemal ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BİRGÜL ÖZCAN
- Removal of refractory organic substances with chemical oxidation
Kalıcı özellikteki organik maddelerin kimyasal oksidasyon ile giderimi
EBRU ÇATALKAYA ÇOKAY
Yüksek Lisans
İngilizce
2002
Çevre MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FÜSUN ŞENGÜL