Geri Dön

Treatment of reactive dye-bath effluents by heterogeneous and homogeneous advanced oxidation processes

Reactive boya banyo atıksularının heterojen ve homojen ileri oksidasyon prosesleriyle arıtımı

  1. Tez No: 95429
  2. Yazar: İDİL ARSLAN
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. IŞIL AKMEHMET BALCIOĞLU
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2000
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Çevre Teknolojileri Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 249

Özet

vııı ÖZET Tekstil boyama, yıkama ve durulama işlemlerinden kaynaklanan atıksu, yüksek konsantrasyonda çözünmüş madde içermekte ve kompleks, polar yapıdaki reaktif boyalardan dolayı yoğun renge sahiptir. Bu özellikler, boyahane atiksulanmn antumnda ve renk gideriminde, biyolojik oksidasyon, koagülasyon, flokülasyon ve adsorpsiyon gibi konvansiyonel antma yöntemlerin yetersiz kalmasına neden olmaktadır. Ayrıca bu arıtma teknolojilerinin uygulanması, kirleticilerin sıvı fazdan katı faza transferi ile sonuçlanmaktadır. Dolayısıyla günümüzde tekstil atıksulannda bulunan kirleticilerin hızlı ve etkili bir şekilde arıtımını sağlayabilecek kimyasal oksidasyon teknolojilerinin uygulanabilirliği araştırılmalıdır. İleri Oksidasyon Prosesleri(İOP)'nin sentetik ve gerçek tekstil atıksulanna uygulanması ile ilgili araştırmalar, kullanılan bazı tekstil boyalarının oksidasyonunun mümkün olduğunu ve boyahane atıksulannın biyolojik anülabilirliğinin de İOP'nin uygulanmasıyla önemli derecede arttığını göstermiştir. Boyahane atıksulannın farklı heterojen ve homojen İOP'yle arıtılmasında, boyama, yıkama ve durulama işlemlerinde kullanılan çeşitli boya yardımcı maddelerinin İOP'nin verimine etkisi, bu alternatif oksidasyon proseslerinin gerçek atıksu şartlarında uygulanabilirliği açısından boyanın oksidasyonu kadar önem taşımaktadır. Yukarıda sözü edilen hususlar göz önünde bulundurularak fotokatalitik heterojen (Ti02/UV-A) ve homojen (H202/UV-C, 03, 03/H2O2, Fenton ve Foto-Fenton oksidasyon sistemleri) ÎOP, Reactive Black S azo boya çözeltisine, altı reaktif boya ve çeşitli boya yardımcı kanşımlanyla hazırlanan sentetik boya banyo atıksulanna, gerçek ham veIX biyolojik ön arıtılmış tekstil aüksularına farklı kimyasal, fotokimyasal ve fotokatalitik reaktör konfigürasyonlannda uygulanmıştır. 1/40 seyreltilmiş sentetik reaktif boya banyo aüksuları (krenk = 0.106 1/dak - 1.238 1/dak) ve hidroliz edilmiş 75 mg/L Reactive Black S boya çözeltisi (krenk = 0.09 1/dak - 3.58 1/dak) için çalışılan tüm İOP'yle rengin hızlı bir şekilde giderildiği saptanmıştır. İOP'in bir saat uygulanması ile toplam TOK gideriminin sentetik reaktif boya banyosu atıksulannda 1 1 % - % 33, Reactive Black 5 boya çözeltisi için ise % 40 - % 81 arasında değiştiği bulunmuştur. Genel olarak TOK ve UV254 giderimi açısından ışıklı İOP'nin veriminin daha yüksek olduğu gözlenmiştir. O3 ve O3/H2O2 prosesleri reaksiyon pH'ının, H2O2/UV-C, Fenton ve Foto Fenton oksidasyon sistemleri ise H2O2 ve Fe2+ konsantrasyonlarının değiştirilmesi ile proses verimi açısından önemli derecede etkilenmiştir. Heterojen fotokatalitik oksidasyon reaksiyonları için kullanılan dört farklı TİO2 fotokatalizör tipleri arasından en iyi sonuç P25 TİO2 ile elde edilmiştir. P25 TKVin süspansiyon halde kullanımında 370 m2/kg TOK olarak buhmsm reaktör alam, sabit yatak fotokatalitik reaktöründe 2750 m2/kg TOK'dur. Konsantre reaktif boya banyo atıksuyuna teknik ve kinetik sebeplerden dolayı sadece yüksek pH'ta ozonlama prosesi uygulanmıştır. Seçilen reaksiyon şartlarında (1 saat sonunda uygulanan spesifik ozon dozu = 2340 mg/L; pH =12) boya yardımcı kimyasalı olarak kullanılan NaCl, Na2C03 ve üre arasından sadece Na2C03 (kostik soda)mn ozonlama proses verimine etkisi olduğu ve 5000 mg/L kostik sodanın TOK ve UV254 giderim hızım sadece iki kat azalttığı, renk giderim hızım etkilemediği saptanmıştır. Sentetik boya banyosu auksuyunun ozonlanması ile bir saat sonunda % 100 renk giderimi (km* = 0.35 1/dak) ve % 15 TOK giderimi elde edilmiştir. Sentetik boyabanyosunun BOÎ5 değerinde, 195 mg/L ozon dozu ile üç katlık bir yükselme, gerçek tekstil aüksuyu ile aklimatize edilmiş aktif çamurdaki oksijen tüketim hızında ise 2.5 ile 3.5 faktörleri arasında değişen bir artış gözlenmiştir. Ozonlama prosesinin H2O2/UV-C prosesiyle gerçek ham tekstil atıksulanna ardışık olarak toplam 1 saat uygulanması, H2O2/UV-C prosesinin KOÎ ve TOK giderimlerini sırasıyla 13 ve 4 kat arttırmıştır. Ardışık prosesin biyolojik olarak ön arıtılmış tekstil atıksulanna uygulanması ise H2O2/UV-C prosesinin KOÎ giderimini %15'ten % 62'ye, TOK giderimini ise % O'dan % 34'e artmıştır. Fakat ardışık arıtma prosesiyle TOK giderimi açısından tek basma uygulanan bir ozonlama prosesinden daha iyi sonuç elde edilememiştir. Ozon, H2O2/UV-C ve ardışık proseslerin ham ve biyolojik olarak ön arıtılmış tekstil atıksuyuna uygulanması ile BOÎ5/KOİ oram bir saat sonunda ortalama olarak iki kat artmıştır.

Özet (Çeviri)

ABSTRACT Effluents from the textile dyeing, washing and rinsing stages contain high concentrations of dissolved solids and are strongly colored due to their complex and polar nature. These properties make the decolonization and effective oxidation of dyehouse effluents via conventional treatment methods such as biological oxidation, coagulation, flocculation or adsorption quite inappropriate. Moreover, applying these treatment technologies rather result in a liquid to solid phase transfer of pollutants thus creating another source of waste. Consequently, appropriate chemical oxidation technologies should be preferred for the fast as well as effective treatment of pollutants present in textile effluents. Previous experimental studies have already demonstrated that Advanced Oxidation Processes (AOPs) were capable of degrading dyes completely or to some extent and improved the biodegradability of textile effluents significantly. However, the inhibitory effect of various dye assisting chemicals used during textile dyeing, washing and rinsing stages is an important issue and needs to be further addressed prior to full- scale application of AOPs for the treatment of real textile effluents. With the above facts in mind, a number of heterogeneous (TİO2/UV-A) and homogenous (H2Q2/UV-C, O3, O3/H2O2, Fenton and Photo-Fenton oxidation systems) AOPs were employed for the treatment of a common hydrolyzed Reactive Black 5 dye solution, synthetic reactive dye-bath effluent containing six commercial reactive dyestuffs and various dye assisting chemicals, as well as actual raw and biotreated textile wastewater in different chemical, photochemical and photocatalytic reactor configurations.VI In case of the 1/40 diluted synthetic dye-bath effluent (kd = 0.106 1/min - 1.238 1/min) and 75 mg/L Reactive Black 5 dye solution (kd = 0.09 1/min - 3.58 1/min) rapid decolourization could be achieved within reaction period of 1 h. It was also established that by the application of AOPs overall TOC removal varied between 11 % - 33 % for the diluted synthetic reactive dye-bath effluent and ranged between 40 % - 81 % for the hydrolyzed Reactive Black 5 dye solution. Generally spoken, higher TOC and UV254 removal efficiencies were obtained for the photochemical AOPs. Further, the O3 and O3/H2O2 processes were more pH dependent, whereas H2O2/UV-C, Fenton and Photo- Fenton treatment systems appeared to me more sensitive to the applied H2O2 and Fe2+ dose. Among the studied four TİO2 photocatalyst types, highest treatment performance was obtained with P25 TİO2 powder at the natural pH of the synthetic dyehouse effluent The required collector area determined as 370 m2/kg TOC in case that the slurry system was used, was found as 2750 m2/kg TOC for the fixed bed photocatalytic reactor configuration. For the treatment of the undiluted synthetic reactive dye-bath liquor only ozonation at high pH was employed due to technical and kinetic reasons. At the selected reaction conditions (applied specific ozone dose after 1 h treatment = 2340 mg/L and pH = 12), and among the selected dye auxiliary chemicals (NaCl, NaaC03 and urea) only soda ash decreased the ozonation process efficiency and 5000 mg/L soda ash inhibited TOC and UV254 removal kinetics only by a factor of two and had not effect on decolourization rates. For the synthetic reactive dye-bath effluent, 100 % colour (kd = 0.35 1/min) and 15 % TOC were removed during the ozonation process. At an O3 dose of 195 mg/L, a three fold increase in the BOD5 value was obtained accompanied with a parallel relative enhancement of me Oxygen Uptake Rate (OUR) of the ozonated reactive dye-bath effluent in acclimatized activated sludge by a factor ranging between 2.5 - 3.5.vıı For the raw textile wastewater, the application of a successive treatment combination, where a preliminary ozonation process was carried out prior to H2O2/UV-C oxidation without changing the total treatment time of 1 h, enhanced the COD and TOC removal efficiency of the H2O2/UV-C oxidation by a factor of 13 and 4, respectively. In the case of biotreated textile effluent, a preliminary ozonation step accelerated COD removal of the H2O2/UV-C treatment system from 15 % to 62 %, and TOC removal from 0 % to 34 %, but did not appear to be more effective than applying a single ozonation process in terms of TOC abatement rates. Enhancement of the biodegradability was more pronounced for the biologically pre-treated wastewater with a two fold average increase in the BOD5/COD ratio for the studied AOPs.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    223587

    Tekstil endüstrisi reaktif boya banyolarının elektrokimyasal yöntemler ile arıtımı

    Treatment of reactive dye bath effluents used in textile industry with electrochemical methods

    BURCU VARDAR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2006

    Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF.DR. N. IŞIK KABDAŞLI

  2. Tez No

    76568

    Reuse of textile dyebaths by treatment with advanced oxidation

    Tekstil boya kazanı atıksularının ileri oksidasyon yöntemi ile arıtılarak tekrar kullanımı

    GÖKÇE TEZCANLI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    1998

    Çevre MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesi

    Çevre Teknolojileri Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NİLSUN İNCE

  3. Tez No

    223718

    Modifiye edilmiş zeolit yataklı reaktörde tekstil endüstrisi boyahane atık sularından renk gideriminin araştırılması

    Investigation of color removal from textile industry dyehouse effluents in modified zeolite bed column reactor

    ÖZGÜR ÖZDEMİR

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2007

    Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF.DR. MUSTAFA TURAN

  4. Tez No

    139379

    Degradability of synthetic dyestuff by acoustic cavitation: Impacts of system conditions and physical/chemical agents

    Sentetik boyar maddelerin akustik kavitasyonla indirgenmesi

    GÖKÇE TEZCANLI GÜYER

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2003

    Çevre MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesi

    Çevre Teknolojileri Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NİLSUN İNCE

  5. Tez No

    112095

    Advanced oxidation of reactive dyes in the presence of granular activated carbon

    Reaktif boyaların granüler aktif karbonun varlığında ileri oksidasyonu

    DİLA AKSOY HASAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2001

    Çevre MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesi

    Çevre Teknolojileri Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NİLSUN H. İNCE

Geri Dön