Şeker endüstrisi atık suyunun ileri arıtım yöntemleriyle arıtılması ve yeniden kullanılabilirliğinin araştırılması
Treatment of sugar industry wastewater with advanced treatment methods and investigation of its reusability
- Tez No: 946805
- Danışmanlar: PROF. DR. MELTEM SARIOĞLU CEBECİ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Sivas Cumhuriyet Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 150
Özet
Bu tez çalışmasında, gerçek şeker endüstrisi atık suyunda en önemli kirlilik parametresi olan Kimyasal Oksijen İhtiyacının (KOİ) giderimi için geleneksel yöntemlere alternatif olarak elektrokoagülasyon (EK), elektrofenton (EF) ve adsorpsiyon (AD) arıtma yöntemlerine etki eden faktörler belirlenerek, (AD+EF), (EF+AD) ve (EK+EF+AD) hibrit sistemler kullanılarak en yüksek KOİ giderim verimine ulaşılması amaçlanmıştır. Hibrit sistemlerde her prosesin giriş ve çıkış suyunda KOİ değerinin yanında Askıda katı madde (AKM), Bulanıklık, Renk, pH, İletkenlik, Sıcaklık, TDS, Cu gibi parametrelere de bakılmıştır. EK ve EF'da 2 anot ve 2 katot, adsorpsiyon prosesinde ise kimyasal çökeltme yöntemi kullanılarak şeker pancarı küspesine emprenye edilen Fe3O4 manyetik nanopartikülü adsorbent olarak kullanıldı. EK prosesine etki eden faktörlerin (pH, Süre, Akım yoğunluğu ve NaCI konsantrasyonu); EF prosesine etki eden faktörler (pH, Süre, Akım yoğunluğu ve H2O2 konsantrasyonu) ve Adsorpsiyon prosesine etki eden faktörlerin (pH, Adsorban dozajı ve Süre) etkisi merkezi kompozit dizayn ile cevap yüzey metodu olarak KOİ giderim verimleri üzerinden değerlendirildi. Deneysel çalışmalara göre, EK (pH=5,72; Akım=200A/m2; NaCI=2000 mg/L ve Süre=70 dakika); EF (pH=2,9; Süre= 61 dakika; Akım=160 A/m2 ve H2O2 doz= 1733 mg/L) ve AD (pH=7,17; Doz=1,81 g/L; 7 gün) optimum şartlar olarak bulunmuştur. Bu şartlarda KOİ giderim verimi EK, EF ve AD'da sırasıyla %8,8, %65,97 ve %65,87 iken (AD+EF), (EF+AD) ve (EK+EF+AD) hibrit sistemler kullanılmasıyla KOİ giderim verimleri sırasıyla %90, %87 ve %70 değerlerine ulaşılmıştır. Hibrit arıtmayla beraber (AD+EF), 960 mg/ L olan giriş KOİ konsantrasyonu, şeker endüstrisi için Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği'nin doğrudan deşarj limitlerinin altında olan 91,5 mg/ L'ye düşürülmüştür. Freundlich ve Langmuir izoterm çalışmaları yapılmış ve korelasyon katsayıları sırasıyla %96,77 ve %94,07 olarak belirlenmiştir. En yüksek KOİ giderim verimi olan prosesin (AD+EF) çıkış suyunda Toksisite, Askıda katı madde (AKM), Bulanıklık, Renk, pH, İletkenlik, Sıcaklık, TDS, Cu gibi değerlere bakılarak suyun yeniden kullanılabilirliği tatışılmıştır. Hibrit sistemler arıtım maliyetleri açısından da değerlendirildi ve ekonomik açıdan (AD+EF) prosesin daha az maliyetli olduğu görüldü. Ayrıca bu proseste kullanılan adsorbentin, ham şeker pancarı küspesinin (ŞPK), adsorpsiyon öncesi ŞPK-Fe3O4 ve adsorpsiyon sonrası ŞPK-Fe3O4 nanopartikülün nanoparçacık karakterizasyonu XRD, SEM/EDX ve FTIR analizleri ile aydınlatılmıştır.
Özet (Çeviri)
In this thesis study, it was aimed to determine the factors affecting electrocoagulation (EC), electrofenton (EF) and adsorption (AD) treatment methods as an alternative to conventional methods for the removal of Chemical Oxygen Demand (COD), which is the most important pollution parameter in real sugar industry wastewater, and to reach the highest COD removal efficiency by using (AD+EF), (EF+AD) and (EC+EF+AD) hybrid systems. Translated with DeepL.com (free version) Translated with DeepL.com (free version) In the hybrid systems, parameters such as Suspended solids (SS), Turbidity, Colour, pH, Conductivity, Temperature, TDS, Cu were also examined in the inlet and outlet water of each process in addition to COD value. Two anodes and two cathodes were used in EC and EF, and Fe3O4 magnetic nanoparticle impregnated with sugar beet pulp using chemical precipitation method was used as adsorbent in adsorption process. The effect of the factors affecting the EC process (pH, Time, Current density and NaCI concentration), the factors affecting the EF process (pH, Time, Current density and H2O2 concentration) and the factors affecting the adsorption process (pH, Adsorbent dosage and Time) were evaluated by the central composite design and response surface method through COD removal efficiencies. According to the experimental studies, EK (pH=5,72; Current=200 A/m2; NaCI=2000 mg/L and Time=70 minutes); EF (pH=2,9; Time=61 minutes; Current=160 A/m2 and H2O2 dosage=1733 mg/L) and AD (pH=7,17; Dosage=1,81 g/L; 7 days) were found as optimum conditions. Under these conditions, COD removal efficiencies were 8.8%, 65.97% and 65.87% for EK, EF and AD, respectively, while COD removal efficiencies were 90%, 87% and 70% for (AD+EF), (EF+AD) and (EK+EF+AD) hybrid systems, respectively. With hybrid treatment (AD+EF), the influent COD concentration of 960 mg/L was reduced to 91.5 mg/L, which is below the direct discharge limits of the Turkish Water Pollution Control Regulation for sugar industry. Freundlich and Langmuir isotherm studies were performed and the correlation coefficients were determined as 96.77% and 94.07%, respectively. The reusability of the effluent of the process with the highest COD removal efficiency (AD+EF) was discussed by looking at parameters such as Toxicity, Suspended solids (SS), Turbidity, Colour, pH, Conductivity, Temperature, TDS, Cu. Hybrid systems were also evaluated in terms of treatment costs and it was seen that the process (AD+EF) was less costly in economic terms. In addition, nanoparticle characterisation of the adsorbent used in this process, crude sugar beet pulp (SBP), pre-adsorption of SBP-Fe3O4 and post-adsorption of SBP-Fe3O4 nanoparticles were investigated by XRD, SEM/EDX and FTIR analyses.
Benzer Tezler
- Elektrokoagülasyon yöntemi ile şeker pancarı ve organik kökenli atık suların arıtılması ve brine çözeltisinin saflaştırılması prosesleri için ideal koşulların belirlenmesi
The determination of optimum conditions of sugar beet wastewater and organic wastewater and the purification of brine solution processes by means of electrocoagulation method
HATİCE BODAKÇİ
- Valorisation of whey components via enzymatic ceramic membranes for biopolymer synthesis and bio-based nanofiber membrane fabrication
Enzimatik seramik membranlar ile peynir altı suyu bileşenlerinin biyopolimer sentezi ve biyo-nanolif membran üretimi için değere dönüştürülmesi
SAMA ALI QAHTAN AL-MUTWALLI
Doktora
İngilizce
2025
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DERYA YÜKSEL İMER
PROF. DR. FRANK LİPNİZKİ
- Elektrokimyasal yöntemle şeker fabrikası atıksularının arıtımı
Treatment of sugar factory wastewater with electrochemical method
HANDE CANIGÜROĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Çevre MühendisliğiEskişehir Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÜMRAN TEZCAN ÜN
- Pretreatment of cefazolin sodium formulation waste waters by O3 and O3/H2O2 processes
Sefazolin sodyum formülasyon atık sularının O3 ve H2O2 prosesleri ile ön arıtımı
ASLI SEZER