PETROL İÇEREN ATIKSULARIN ELEKTROKİMYASAL YÖNTEMLERLE ARITILMASI

Transkript

1 TMMOB Çevre Mühendisleri Odsı V. ULUSAL ÇEVRE MÜHENDİSLİĞİ KONGRESİ PETROL İÇEREN ATIKSULARIN ELEKTROKİMYASAL YÖNTEMLERLE ARITILMASI Hill Y.AKBULUT (1), Mehmet KARPUZCU (2), Fund CİHAN (3), Antoly DİMOGLO (4) (1) Arş. Grv.,Çevre Yük.Müh., Geze Yüksek Teknoloji Enstitüsü, (2) Prof.Dr., Geze Yüksek Teknoloji Enstitüsü, (3) Çevre Yük.Mühendisi, Koeli Çevre İl Müdürlüğü (4) Prof.Dr., Geze Yüksek Teknoloji Enstitüsü, ÖZET Elektrokimysl tekniklerle tıksu rıtımı, ktodik indirgenme, nodik yükseltgenme, elektrodsorsiyon, elektrodiyliz, elektrokogülsyon ve elektroflotsyon teknikleri ile ypılilir. Bu teknikler üyük endüstrilerde tıksu rıtm verimini %9-95 değerlerine kdr yükselterek tıksuyun geri kznılmsını sğlr. Kogülsyon, kimysl mdde ilve edilerek tıksu içindeki çok küçük skıdki prçıklrın dh iyi çökeleilen prçıklr hline getirilmesi işlemidir. Elektrokogülsyon yönteminde ise kimysllr yerine elektrik kımı verilerek u oly gerçekleştirilir. Elektroflotsyon işlemi sırsınd ise elektrik kımı kullnılrk, çözünmüş ve çok küçük prtikül hlindeki süspnsiyon mddeler, suyun üzerinde ir tk olrk yrılrk tıksulrdn uzklştırılmktdır. Klsik rıtm prosesleri ile çok zor rıtılilen tıksulr u teknolojilerle dh yüksek verimlerde rıtılilmektedir. Dolyısıyl u yöntem teknolojik ve endüstriyel işlemleri sitleştirir ve rıtm sistemleri için gereken lnı zltır. Bu çlışmd; Tüprş-İzmit Rfinerisi Arıtm Tesisinin DAF Ünitesi ile Krıştırm Ünitesi çıkış sulrındn lınn tıksu numunelerinde, elektroflotsyon yönteminde pslnmz çelik elektrotlr, elektrokogülsyon yönteminde Fe ve Al elektrodlr kullnılrk sit sıklıkt, sit gerilimde, frklı kım yoğunluklrınd ve frklı sürelerde KOİ, ulnıklık, fenol, yğ ve gres ile hidrokron giderimi inelenmiştir. Anhtr Kelimeler: Petrokimy tıksulrı, Elektrokogülsyon, Elektroflotsyon. PETROCHEMICAL WASTEWATER TREATMENT BY MEANS OF ELECTROCHEMICAL TECHNOLOGIES SUMMARY Wstewter tretment with eletrohemil methods n e done y thodi redution, eletrodsorption, nodi oxidtion, eletrodilysis, eletroogultion nd eletroflottion. These methods inrese the wstewter tretment effiieny to the vlue of 9-95 % so tht these industries n reyle nd reuse the wstewter. Cogultion is method to preipitte out smll prtiultes in the wstewter y dding hemil sustnes. In eletroogultion, this phenomen tkes ple y the use of eletri urrent in sted of hemil sustne. Flottion seprtes dissolved nd suspended sustnes from wstewter y dding hemil sustnes nd mking them flot on the surfe of wter. In eletroflottion this proess is done y using eletri urrent. Wstewters whih re hrd to y onventionl systems n e lened more esily y these tehnologies. So this system

2 Petrol İçeren Atıksulrın Elektrokimysl Yöntemlerle Arıtılmsı Hill Y. AKBULUT simplifies tehnologi nd industril proesses nd redues the re requirement for tretment systems. In this study; COD, phenol, turidity, oil nd grese nd hydroron removls were investigted with eletroflottion y using ntioxidnt steel eletrodes t onstnt temperture nd onstnt potentil differene, under different urrent densities nd different times for smples tken from effluent of DAF nd Mixing Unit in Tüprş-İzmit Refinery. Also removl of these prmeters ws investigted with eletroogultion method y using two different eletrodes (Fe nd Al) s node. Keywords: Petrohemil Wstewter, Eletroogultion, Eletroflottion 1. GİRİŞ Petrokimysl tıksulrın rıtımı son zmnlrd üzerinde oldukç çlışıln konulrdn ir tnesidir (Wise nd Fhrenthold 1981; Wong, 2; Sponz, 23 ve Krdsz ve diğerleri,1999). Bu konudki rştırmlr, fizikokimysl, meknik ve iyolojik yklşımlrl irlikte düşünülen ileri rıtm teknolojileri üzerindedir. Rfineri çıkış sulrının klsik olrk rıtımı; su-yğ yırımı ve kogülsyon işleminin rdındn ktif çmur ünitesinin olduğu ir iyolojik rıtmdn oluşn yni fizikokimysl ve iyolojik metodlrın irlikte kullnıldığı rıtm sistemleridir. Bunlrın ynı sır ynı tip tık sulr uygulnn zı fizikokimysl metodlr d şğıd verilmiştir. Petrokimy tıksulrı ynı zmnd iyolojik rıtım önesi lum, demir klorür, demir sülft, kireç gii kogülntlr ile zı killer kullnılrk d rıtılilmektedir (Demiri ve diğerleri, 1998). Yeni ir metod oln Elektro-Fenton metodu, yüksek yoğunlukt hexmine ve petrokimysl içeren tıksulrın rıtımı için geliştirilmiştir (Chou ve diğerleri, 1999; Hung ve diğerleri, 1999). Bu metodd; nodd üretilen ir demir iyonu H 2 O 2 için ktlizördür ve petrokimysl tıksu rıtımının iyolojik rıtm ünitesinden sonr kullnılır. Yeni ir yöntem oln UV ile rıtılilirlik çlışmlrı, kimysl ve petrokimysl tıksulr için de kullnılmktdır. Metod, kimysl ve petrokimysl endüstrilerden lınn frklı numunelere uygulnmış ve sonuçlr klsik çlışmlrdn elde edilen değerler ile krşılştırılmıştır. Fotooksidsyon ile iyodegredsyon çlışmlrı rsınd oldukç iyi ir korelsyon gözlenmiştir (Cstillo ve diğerleri, 1999). UV/ H 2 O 2 prosesi, petrokimysl tıksulr ön rıtım olrk uygulndığınd hm tıksud ulunn çok zor yrışilen ileşiklerin prçlnildiği ve u ileşiklerin iyokültüre oln inhiisyon etkisinin zldığı gözlenmiştir (Jung ve diğerleri, 1997). Bir şk çlışmd ise petrokimysl-yğ endüstrisi tıksulrının UV/ozon ve rdındn memrn teknolojileri ile rıtılmsı inelenmiştir (Ptino, 1999). Kimysl vey petrokimysl tıksu rıtımı için genellikle iyolojik ünitelerin dizyn edilmesi eğilimi vrdır. Örneğin, kesikli ve sürekli yukrı kışlı sit iofilm rektörler, petrokimy tıksulrınd ulunn zı orgnik ileşiklerin iyoprçlnmsı için kullnılilmektedir (Aun-Askr ve diğerleri, 1999). Metnojenik koşullrın hkim olduğu ir neroik proses -sürekli sit film neroik rektör-, petrokimysl tesislerin fenollü tıksulrınd fenol ve ortoresol prçlnmsı için kullnılmıştır (Chrest ve diğerleri, 1999). Bşk ir çlışmd romtik hidrokronlrın giderimi için üretilen Trmetes versiolor rştırılmış ve Trmetes Versiolordn üretilen lkkz ve mngnez ğlntılı peroksidz ile petrokimysl tıksudn romtik hidrokronlrın giderimi inelenmiştir (Edwrds ve diğerleri, 22). Atıksuyun skıd ileşenlerden ve yğ ürünlerinden verimli ir şekilde rındırılmsı, u ileşenlerin tıksud dğılm durumun ve uygun ir metodun seçilmesine ğlı olrk etkilenir. Atıksudn kolloidl prtiküllerin giderilmesi için mevut rıtm teknolojilerine ilve olrk yeni ve dh etkili teknolojiler kullnılmktdır. Bu teknolojilere örnek olrk 165

3 Petrol İçeren Atıksulrın Elektrokimysl Yöntemlerle Arıtılmsı Hill Y. AKBULUT elektrokimysl metodlr gösterileilir (Rjeshwr nd Inez, 1997). Son zmnlrd tıksu rıtımınd elektrokimysl metodlrın kullnılmsı ile ilgili rştırmlr önemli miktrd rtmıştır (Müller, 1992; Sequeir, 1996; Yousuf, 21; Mills, 2; Jing, 22). Arştırmılr, yğ ve gres içeren tıksulrın (Mtteson ve diğerleri, 1995; Isrilides ve diğerleri, 1997; Chen ve diğerleri, 2; Longhi ve diğerleri, 21), oy ve tekstil endüstrisi tıksulrının (Xiong ve diğerleri, 21; Kim ve diğerleri, 22) ve htt içme suyu(vik ve diğerleri, 1984; Romnov ve diğerleri, 2) ile kullnm suyu (Persin nd Rumen, 1992; Pouet nd Grsmik, 1995) eldesinde u metodlrın kullnılmsı üzerinde çlışmktdırlr. Bu teknolojilerin uygulnmsınd rıtm tesisi için gerekli oln yer üyük ölçüde zlmkt, kimysl mdde hiç kullnılmmkt vey çok z kullnılmkt olup sonuçt rıtm çmuru v kirletiilerin ornı oldukç zlmktdır. Son zmnlrd Elektroflotsyon (EF) ve elektrokogülsyon (EC) uygulmlrı ile ilgili kpsmlı rştırmlr ypılmktdır. Elektroflotsyon ile elektrokogülsyonun irlikte uygulndığı ziri ve gıd endüstrisi tıksulrının rıtımı (Krpuzu ve diğerleri, 22), oy sektörü tıksulrının rıtımı (Romnov ve diğerleri, 2) ile glvnik nyo tıksulrının rıtımı (Krpuzu ve diğerleri, 2) konulrınd dh öne mkleler yyınlnmıştır. Bu mklede ise rfineri tıksulrının rıtılmsınd EF ile EC nun irlikte uygulnmsının sonuçlrı trtışılmıştır. Bu çlışmd; KOİ, ulnıklık, fenol, hidrokronlr ile yğ ve gresin petrokimysl tıksudn EF ve EC ile giderilmesi, iyolojik rıtm önesi uygulnn ir ön rıtm olrk değerlendirilmiştir. 2. MATERYAL VE METODLAR Bu çlışmd TÜPRAŞ İzmit Rfinerisi Plt.19/21 Yğlı Atıksu Arıtm Ünitesinin Krıştırm ve DAF Üniteleri çıkış sulrındn lınn numunelere elektrokogülsyon ve elektroflotsyon uygulnrk rıtm verimleri rştırılmıştır. Tlo 1. de u ünitelerin çıkış sulrının özellikleri Şekil 1 de ise rıtm tesisinin şemsı verilmiştir. Tlo 1 TÜPRAŞ İzmit Rfinerisi tıksulrının özellikleri Prmetre DAF Ünitesi Krıştırm Ünitesi KOI, mg/l Bulnıklık (NTU) Fenol, mg/l Hidrokron, mg/l Yğ ve gres, mg/l ph Çlışm, Tlo 1 de verilen prmetreler izlenerek yürütülmüştür. Bu prmetrelerin nlizleri; Stndrd Methods for the Exmintion of Wter nd Wstewter APHA, AWWA, WEF 19 th Edition 1995 deki stndrt metotlr uygun olrk Geze Yüksek Teknoloji Enstitüsü Çevre Mühendisliği Lorturlrı ile Çevre İl Müdürlüğü Lorturınd ypılmıştır. Bulnıklık: 212.C- Spetrophotometri Method; KOİ: 522.C- Closed Reflux Titrimetri method ile 522.D- Closed Reflux Colorimetri method; Fenol: 553.D- Diret Photometri Method; Yğ-Gres: 552.C- Prtition-İnfrred Method; Hidrokron: 552.F- Hydrorons metodlrı kullnılrk nliz edilmiştir. 166

4 Petrol İçeren Atıksulrın Elektrokimysl Yöntemlerle Arıtılmsı Hill Y. AKBULUT ŞEKİL 1- TÜPRAŞ İzmit Rfinerisi Plt.19/21 Yğlı Atıksu Arıtm Tesisi Kullnıln L.Ölçekli Rektörler Çlışmd iri elektrokogültör diğeri elektroflottör olmk üzere iki det rektör kullnılmıştır. Bu rektörler şemtik olrk Şekil 1 ve 2 de verilmiştir. Şekil 1 de verilen elektrokogültör, 8 mm klınlığınd pleksigls mlzemeden ypılmış oln 14m x 16m x 19m oyutlrınd ve ~2L hmindedir. Krşılıklı 7 elektrodu ulunn rektörde lüminyum ve demir elektrodlr kullnılmktdır. Elektrodlrın heriri 2mm x 9m x 15m oyutunddır. Çlışmd kullnıln ikini rektör oln elektroflottörün şemsı ise Şekil 2 de verilmiştir. 6 mm klınlığınd pleksigls mlzemeden ypılmış oln rektörün hmi ~2.5 L dir. 1.5 mm lik pslnmz çelikten ypılmış nod ve ktod ship olup elektrodlr 5mm rlıklrl yerleştirilmiştir. Elektrokogültör ve elektroflottör, rıtılk tıksuyun iletkenliğine ğlı olrk; 6-12 V ile 1-6 A lik kım şrtlrınd çlıştırılilmektedir. ŞEKİL 1- Elektrokogültör şemsı ŞEKİL 2- Elektroflottör şemsı. 167

5 Petrol İçeren Atıksulrın Elektrokimysl Yöntemlerle Arıtılmsı Hill Y. AKBULUT Elektrokogültöre doğru kım verildiğinde, kullnıln lüminyum yd demir elektrodlrdn Al 3+ vey Fe 2+ iyonlrı yrılır ve ynı zmnd gerçekleşen elektroliz ile H 2 ve O 2 oluşur. Dolyısıyl çözeltide oluşn Al(OH) 3 vey Fe(OH) 2 ileşikleri flok görevi ypr. Çıkn H 2 ve O 2 krıklrı floklr tutunmuş kolloidleri ve prtikülleri yüzeye doğru hreket ettirirler. Kogültörden çıkn su şk ir tnk lınır. Oluşn floklr çökelirken rıtılmış su üstten lınır. Elektroflottöre doğru kım üreten ir güç kynğı ile elektrik kımı-ortlm 5-2 ma/m 2 - uygulndığınd ise ortlm 15-3µm çpınd hidrojen(h 2 ) krıklrı ile 45-6µm çpınd oksijen(o 2 ) krıklrı oluşur. Oluşn H 2 ve O 2 krıklrı tşıyildikleri prtikül, kolloid ve inert mddeleri ir tk hlinde yüzeyde iriktirirler. Bu tk yüzeyden sıyrılırken lttn rıtılmış su lınır. 3. BULGULAR 3.1. Petrol Rfinesi Atıksulrının Elektroflotsyon Yöntemi ile Arıtılilirliği Bu çlışmd kullnıln elektroflottörün elektrodlrının her ikisi de pslnmz çelik mlzemeden ypılmıştır ve elektroflotsyon uygulmsı şltılmdn öne tıksulr floklşmy yrdımı olmsı mıyl 1g/2.5L Al 2 (SO 4 ) 3 (lüminyum sülft) ilve edilmiştir. DAF Ünitesi tıksu numunelerinin ph ı 7.±.2, Krıştırm Ünitesi tıksulrının ph ı ise 8. olrk ölçülmüştür. Çlışm sıklığı ~22 C tır. KOİ Giderimi - Süre ve Akım Yoğunluğu İlişkisi DAF ve Krıştırm Ünitesi tıksulrı için KOİ değişimleri 12 voltluk gerilim ltınd, 5, 1 ve 15 ma/m 2 lik kım yoğunluğu sğlnrk 2.5, 5, 1 ve 15 dkiklık zmn rlıklrınd inelenmiştir. KOİ' nin zmnl değişimi Şekil 2 ve de verilen grfiklerde görülmektedir. %KOI Giderimi %KOI Giderimi ) DAF Ünitesi ) Krıştırm Ünitesi ŞEKİL 2- Elektroflotsyon ile DAF ve Krıştırm Ünitesi çıkış sulrınd KOİ giderimi [U=12V, t~22 o C ve ) i= 5 ma/m 2, ) i=1 ma/m 2, ) i=15 ma/m 2 ] Her iki tıksu için ekleme süresi rttıkç KOİ giderme veriminin rttığı ve en iyi verimin i=15 ma/m 2 kım yoğunluğund ve 15 dkiklık sürede elde edildiği gözlenmiştir. DAF Ünitesi çıkış suyu için 2,5 dkiklık sürede KOİ giderme verimi % iken, 1 dkikd % 35-42, 15 dkikd % 37-5 olrk ölçülmüştür. Genel olrk KOİ gideriminin zmnl doğru orntılı olrk değiştiği gözlenmiştir. 168

6 Petrol İçeren Atıksulrın Elektrokimysl Yöntemlerle Arıtılmsı Hill Y. AKBULUT Krıştırm Ünitesi çıkış sulrınd ise 2.5 dkiklık süre sonund KOİ giderimi % 15-19, 5 dkik sonund % iken 1 dkikd % olduğu ve 15 dkik sonund % 37-5 ye çıktığı gözlenmiştir. Grfikten de görüldüğü gii süre ve kım yoğunluğu rttıkç % KOİ giderimi de rtmıştır. Bulnıklık Giderimi - Süre ve Akım Yoğunluğu İlişkisi Aynı şrtlr ltınd elektroflotsyon işleminin rdındn ulnıklık; 2.5 dkiklık süre sonund 17, 16, 15.5 NTU değerlerine düşmüştür. Akım yoğunluklrı değişmesine rğmen 15 dkiklık süre sonund Şekil 3 dn görüldüğü gii ulnıklık ynı değere düşmektedir. 18 Bulnıklık (NTU) Bulnıklık (NTU) ) DAF Ünitesi ) Krıştırm Ünitesi ŞEKİL 3- Elektroflotsyon ile DAF ve Krıştırm Ünitesi çıkış sulrınd ulnıklık giderimi [U=12V, t~22 o C ve ) i= 5 ma/m 2, ) i=1 ma/m 2, ) i=15 ma/m 2 ] Şekil 3 de ise kım yoğunluğu rttıkç ulnıklık giderim ornının rttığı ve 15 dkiklık zmn sonund ulnıklık değerinin minimum ulştığı görülmektedir. Fenol Giderimi - Süre ve Akım Yoğunluğu İlişkisi Şekil 4, DAF Ünitesi çıkış suyundki fenol giderimini göstermektedir. Bşlngıç fenol konsntrsyonu 3.15mg/L oln u suy elektroflotsyon uygulnmsı sonuund kım yoğunluğun ğlı olrk 2.5 dkikd fenol konsntrsyonu mg/l ye, 5 dkiklık süre sonund mg/l ye ve 15 dkiklık süre sonund ise mg/l ye düşmüş ve % fenol giderimi gerçekleşmiştir Fenol Konsntrsyonu (mg/l) Fenol Konsntrsyonu (mg/l) süre(dk) ) DAF Ünitesi ) Krıştırm Ünitesi ŞEKİL 4- Elektroflotsyon ile DAF ve Krıştırm Ünitesi çıkış sulrınd fenol giderimi [U=12V, t~22 o C ve ) i= 5 ma/m 2, ) i=1 ma/m 2, ) i=15 ma/m 2 ] 169

7 Petrol İçeren Atıksulrın Elektrokimysl Yöntemlerle Arıtılmsı Hill Y. AKBULUT Şekil 4, Krıştırm Ünitesi çıkış suyundki fenol giderimini göstermektedir. Bşlngıç fenol konsntrsyonu 3.5 mg/l oln u suy elektroflotsyon uygulnmsı sonuund kım yoğunluğun ğlı olrk 2.5 dkikd fenol konsntrsyonu mg/l ye, 5 dkiklık süre sonund mg/l ye ve 15 dkiklık süre sonund ise 1-.8 mg/l ye düşmüş ve % fenol giderimi gerçekleşmiştir. HİDROKARBON GİDERİMİ - SÜRE VE AKIM YOĞUNLUĞU İLİŞKİSİ DAF ve Krıştırm Ünitesi çıkış sulrınd Elektroflotsyon yöntemi ile hidrokron giderimi frklı kım yoğunluklrınd zmn ğlı olrk inelenmiştir. Şekil 5 d görüldüğü üzere DAF Ünitesi çıkış sulrınd kım yoğunluğun ğlı olrk 2.5 dkiklık süre sonund hidrokron giderimi % iken 5 dkiklık süre sonund % e, 1 dkiklık süre sonund % 6-71 e ve 15 dkiklık süre sonund % 7-8 e yükselmiştir. Süre ve kım yoğunluğu rttıkç hidrokron giderimi de rtmktdır. % Hidrokron Giderimi % Hidrokron Giderimi ) DAF Ünitesi ) Krıştırm Ünitesi ŞEKİL 5- Elektroflotsyon ile DAF ve Krıştırm Ünitesi çıkış sulrınd hidrokron giderimi [U=12V, t~22 o C ve ) i= 5 ma/m 2, ) i=1 ma/m 2, ) i=15 ma/m 2 ] Şekil 5 ise Krıştırm Ünitesi çıkış suyund kım yoğunluğun ğlı olrk hidrokron gideriminin 2.5 dkiklık süre sonund % 24-35, 5 dkiklık süre sonund % e, 1 dkiklık süre sonund % e ve 15 dkiklık süre sonund % 8-94 e yükseldiğini göstermektedir. YAĞ VE GRES GİDERİMİ - SÜRE İLE AKIM YOĞUNLUĞU İLİŞKİSİ Bşlngıçt elirtilen şrtlr ltınd elektroflotsyon işleminin rdındn yğ ve gres gideriminin değişimi Şekil 6 ve de gösterilmiştir. Şekil 6, DAF Ünitesi çıkış suyund yğ ve gres gideriminin kım yoğunluğun ğlı olrk 2.5 dkiklık süre sonund % e, 5 dkiklık süre sonund % e, 1 dkiklık süre sonund % e ve 15 dkiklık süre sonund % e çıktığını göstermektedir % Yğ&gres 4 Giderimi % 6 Yğ&gres 5 Giderimi ) DAF Ünitesi ) Krıştırm Ünitesi ŞEKİL 6- Elektroflotsyon ile DAF ve Krıştırm Ünitesi çıkış sulrınd yğ ve gres giderimi [U=12V, t~22 o C ve ) i= 5 ma/m 2, ) i=1 ma/m 2, ) i=15 ma/m 2 ] 17

8 Petrol İçeren Atıksulrın Elektrokimysl Yöntemlerle Arıtılmsı Hill Y. AKBULUT Şekil 6, Krıştırm Ünitesi tıksulrındki yğ ve gres gideriminin kım yoğunluğun ğlı olrk 2.5 dkiklık süre sonund % 15-17, 5 dkiklık süre sonund 5-75 e, 1 dkiklık süre sonund % 75-9 ve 15 dkiklık süre sonund % 9-96 y çıktığını göstermektedir Petrol Rfinesi Atıksulrının Elektrokogülsyon Yöntemi İle Arıtılilirliği Bu çlışmd kullnıln elektrokogültörün krşılıklı yerleştirilmiş 14 elektrodundn 7 dedi lüminyum 7 dedi de demir mlzemeden ypılmıştır. Dolyısıyl ypıln elektrokogülsyon uygulmlrınd hem lüminyum ve hem de demir elektrodlr nod olrk kullnılrk denemeler ypılmıştır. DAF Ünitesi tıksu numunelerinin ph ı 7.±.2, Krıştırm Ünitesi tıksulrının ph ı ise 8. olrk ölçülmüştür. Çlışm sıklığı ~22 C tır. KOİ Giderimi - Süre ve Akım Yoğunluğu İlişkisi DAF ve Krıştırm Ünitesi çıkış sulrınd KOİ değişimleri, 12 voltluk gerilim ltınd 1, 15 ve 2 ma/m 2 lik kım yoğunluğu sğlnrk 1, 2, 3 ve 5 dkiklık zmn rlıklrınd elektrokogülsyon uygulnrk inelenmiştir. DAF ünitesi çıkış suyund 1mA/m 2 lik kım yoğunluğund Fe nod kullnıldığınd KOİ giderme verimi 1, 2, 3 ve 5. dkiklrd sırsıyl % 12, 2, 36 ve 41; Al not kullnıldığınd ise 1, 2, 3 ve 5. dkiklrd % 12, 28, 47 ve 56 olrk ölçülmüştür. Akım yoğunluğu 2 ma/m 2 ye yükseltilerek deneyler tekrrlnmış ve u durumd Fe not kullnıldığı durumd KOİ giderme verimi 1, 2, 3 ve 5. dkiklrd sırsıyl % 12, 35, 41 ve 5 iken Al not kullnıldığınd u değerler % 12, 4, 6 ve 63 olrk ulunmuştur. DAF ve Krıştırm Üniteleri çıkış suyundki KOİ gideriminin zmnl değişimi Şekil 7 ve 8'de verilen grfiklerde görülmektedir. 6 5 % KOI Giderimi % KOI Giderimi ) DAF Ünitesi ) Krıştırm Ünitesi ŞEKİL 7- Fe nod kullnılrk KOİ giderme verimlerinin süre ve kım yoğunluğu ile değişimi [U=12V, t~22 o C ve ) i= 1 ma/m 2, ) i=15 ma/m 2, ) i=2 ma/m 2 ] En iyi verim lüminyum nod kullnıldığı ve kım yoğunluğunun yüksek değerindeki denemelerde elde edilmiştir. Gerek demir gerekse lüminyum nod kullnılmsı hlinde KOİ giderme veriminin uygulm süresi ile rttığı gözlenmiştir. Bu rtış nod olrk Al elektrodlr kullnıldığı zmn dh fzl olmuştur. Krıştırm ünitesi çıkış suyun 1 ma/m 2 lik kım yoğunluğu ve Fe nod kullnılrk elektrokogülsyon uygulnmsı durumund KOİ giderme verimi 1, 2, 3 ve 5. dkiklrd sırsıyl % 15, 28, 35 ve 41 ; ynı kım şrtlrınd Al nod kullnıldığınd ise sırsıyl u değerler %12, 28, 32 ve 38 olrk hesplnmıştır. 171

9 Petrol İçeren Atıksulrın Elektrokimysl Yöntemlerle Arıtılmsı Hill Y. AKBULUT 7 6 % KOI Giderimi % KOI Giderimi ) DAF Ünitesi ) Krıştırm Ünitesi ŞEKİL 8- Al nod kullnılrk KOİ giderme verimlerinin süre ve kım yoğunluğu ile değişimi [U=12V, t~22 o C ve ) i= 1 ma/m 2, ) i=15 ma/m 2, ) i=2 ma/m 2 ] Krıştırm Ünitesi çıkış sulrın 15 ma/m 2 lik kım yoğunluğu Fe nod kullnılrk uygulndığınd KOİ giderme verimi 1, 2, 3 ve 5. dkiklrd sırsıyl %12, 38, 52 ve 68 olrk hesplnmıştır. Al nod kullnıldığınd ise 1, 2, 3 ve 5. dkiklrd elde edilen KOİ giderme verimi %15, 31, 42, 54 olrk ulunmuştur. Krıştırm Ünitesi çıkış suyunun elektrokogülsyon ile rıtılmsı durumund Fe nod ve yüksek kım yoğunluğunun uygulnmsı KOİ giderimini rtırmktdır. Bulnıklık Giderimi - Süre ve Akım Yoğunluğu İlişkisi Bulnıklık gideriminin elektrokogülsyon yöntemiyle frklı kım yoğunluklrı ve zmnl değişimi demir ve lüminyum nod kullnılrk yrı yrı inelenmiş ve sonuçlr Şekil 9'd gösterilmiştir. DAF Ünitesi çıkış suyun Fe nod kullnılrk 1 ma/m 2 lik kım yoğunluğu uygulndığınd, şlngıç değeri 17 NTU oln ulnıklığın 1. dkik sonund 15 NTU, ve 5. dkiklr sonund ise sırsıyl 11, 8 ve 5 NTU değerlerine düştüğü gözlenmiştir. Bulnıklık (NTU) Bulnıklık (NTU) ) DAF Ünitesi ) Krıştırm Ünitesi ŞEKİL 9- Fe nod kullnılrk ulnıklığın süre ve kım yoğunluğu ile giderimi [U=12V, t~22 o C ve ) i= 1 ma/m 2, ) i=15 ma/m 2, ) i=2 ma/m 2 ] 172

10 Petrol İçeren Atıksulrın Elektrokimysl Yöntemlerle Arıtılmsı Hill Y. AKBULUT Al elektrod kullnılmsı durumund ise 1 dkiklık sürede ulnıklık değeri 15NTU iken süre 2 dkiky çıkrıldığınd 8NTU, 3.dkikd 4NTU, 5. dkikd 3NTU olrk ölçülmüştür. Bulnıklık (NTU) Bulnıklık (NTU) ) DAF Ünitesi ) Krıştırm Ünitesi ŞEKİL 1- Al nod kullnılrk Bulnıklığın süre ve kım yoğunluğu ile giderimi [U=12V, t~22 o C ve ) i= 1 ma/m 2, ) i=15 ma/m 2, ) i=2 ma/m 2 ] Fenol Giderimi Süre ve Akım Yoğunluğu İlişkisi DAF ve Krıştırm Ünitelerinin çıkış sulrınd fenol giderimi için Fe ve Al nod kullnılrk elektrokogülsyon yöntemi uygulnmıştır. (Şekil 11 ve 12). 4, 4, Fenol giderimi (mg/l) 3,5 3, 2,5 2, 1,5 1, Fenol giderimi (mg/l) 3,5 3, 2,5 2, 1,5 1,,5,5,, 1, 2, 3, 5, 1, 2, 3, 5, Zmn (dkik) Zmn (dkik) )DAF Ünitesi )Krıştırm Ünitesi ŞEKİL 11- Fe nod kullnılrk fenol konsntrsyonlrının süre ve kım yoğunluğu ile değişimi [U=12V, t~22 o C ve ) i= 1 ma/m 2, ) i=15 ma/m 2, ) i=2 ma/m 2 ] Fe nod kullnılmsı durumund şlngıç fenol konsntrsyonu 3.15 mg/l oln DAF Ünitesi çıkış sulrın 1 ma/m 2 lik kım yoğunluğu uygulndığınd 1, 2, 3 ve 5.dkiklrd fenol konsntrsyonu sırsıyl 3.5, 2.3, 1.5 ve.8 mg/l ye ; Al nod kullnıldığınd ise ynı değerler 3.7, 2.5, 1.7, 1 mg/l ye düşmüştür. Fe nod kullnılmsı ve kım yoğunluğunun 2 ma/m 2 olmsı hlinde 1, 2, 3 ve 5.dkiklrd fenol değeri 3.1, 1.7, 1 ve.7mg/l; Al nod kullnıldığınd ise ynı değerler sırsıyl 3.4, 1.6,.98 ve.6 mg/lt olrk ölçülmüştür. Şekil 11 ve 12 inelendiğinde rıtm süresinin kım yoğunluğun nzrn fenol gideriminde dh etkin olduğu görülmektedir. Elektrokogülsyon yöntemi şlngıç fenol konsntrsyonu 3.5 mg/l oln Krıştırm Ünitesi çıkış sulrındki fenolü gidermek için uygulndığınd nod olrk ynı iki değişik elektrod kullnılrk fenol giderimi kşılştırılmıştır. Bu durumd d DAF Ünitesi çıkış sulrınd elde edilen sonuçlr ykın değerler elde edilmiştir. Ank Al nodun u tıksulrd irz dh etkili olduğu görülmüştür. (Şekil 11, 12). 173

11 Petrol İçeren Atıksulrın Elektrokimysl Yöntemlerle Arıtılmsı Hill Y. AKBULUT Fenol Giderimi (mg/l) Fenol Giderimi (mg/l) )DAF Ünitesi )Krıştırm Ünitesi ŞEKİL 12- Al nod kullnılrk fenol konsntrsyonlrının süre ve kım yoğunluğu ile değişimi [U=12V, t~22 o C ve ) i= 1 ma/m 2, ) i=15 ma/m 2, ) i=2 ma/m 2 ] Hidrokron Giderimi - Süre ve Akım Yoğunluğu İlişkisi Elektrokogülsyon yöntemi ile DAF ve Krıştırm Ünitesi çıkış sulrınd hidrokron giderimi inelenmiş olup nod olrk Fe ve Al kullnıldığı durumlrd elde edilen sonuçlr zmn ve frklı kım yoğunluklrın ğlı olrk Şekil 13 ve 14 de gösterilmiştir. DAF ünitesi çıkış suyund Fe nod kullnılmsı ve 1 ma/m 2 kım yoğunluğu uygulnmsı durumund 1. dkikd % 21 oln hidrokron giderimi 2. dkikd % 49, 3. ve 5. dkiklr sonund % 7 ve 75 değerlerine ; 15 ma/m 2 kım yoğunluğu uygulnmsı durumund 1, 2, 3 ve 5. dkiklrd sırsıyl % 22, 55, 79, 8 ; 2 ma/m 2 kım yoğunluğu uygulnmsı durumund ise 1, 2, 3 ve 5. dkiklrd sırsıyl %23, 65, 8, 81 giderim verimi elde edilmiştir. Krıştırm Ünitesi çıkış suyund Fe nod kullnılrk ve kım yoğunluğu olrk d 1 ma/m 2 uygulndığınd 1. dkikd % 38 oln hidrokron giderim ornı 2. dkikd % 8, 3. dkikd % 83 ve 5. dkikd % 87 olrk ; Al nod kullnıldığınd ise 1, 2, 3 ve 5. dkiklr sonund u değerler sırsıyl % 16, 4, 49, 51 dir. Fe nod kullnılmsı ve 15 ma/m 2 kım yoğunluğu uygulnmsı durumund 1, 2, 3 ve 5. dkiklr sonund sırsıyl % 38, 85, 9 ve 91 değerleri ; Al nod kullnılmsı durumund ise sırsıyl % 2, 45, 58 ve 57 olrk hesplnmıştır. 2 ma/m 2 kım yoğunluğu uygulndığınd u değerler ynı elektrodlr için 1, 2, 3 ve 5. dkiklr sonund sırsıyl % 38, 86, 91 ve 92 ve % 3, 6, 63 ile 68 sonuçlrı elde edilmiştir. % Hidrokron Giderimi Süre (dk) % Hidrokron Giderimi Süre (dk) )DAF Ünitesi )Krıştırm Ünitesi ŞEKİL 13- Fe nod kullnılrk hidrokron gideriminin süre ve kım yoğunluğu ile değişimi [U=12V, t~22 o C ve ) i= 1 ma/m 2, ) i=15 ma/m 2, ) i=2 ma/m 2 ] Sekil 13 ve 14 deki grfiklerden de görüldüğü gii DAF ve Krıştırm Üniteleri çıkış sulrınd elektrokogülsyon metoduyl hidrokron giderme verimleri hem süre ile hem de kım yoğunluklrı ile rtmktdır. Ank Krıştırm Ünitesinin çıkış suyu rıtımınd u rıtş 174

12 Petrol İçeren Atıksulrın Elektrokimysl Yöntemlerle Arıtılmsı Hill Y. AKBULUT şlngıçt dh hızlı olmktdır. Ayrı hidrokron gideriminde Fe nod kullnılmsının dh etkili olduğu görülmektedir. % Hidrokron Giderimi )DAF Ünitesi % Hidrokron Giderimi )Krıştırm Ünitesi )DAF Ünitesi )Krıştırm Ünitesi ŞEKİL 14- Al nod kullnılrk hidrokron gideriminin süre ve kım yoğunluğu ile değişimi [U=12V, t~22 o C ve ) i= 1 ma/m 2, ) i=15 ma/m 2, ) i=2 ma/m 2 ] Yğ ve gres Giderimi Süre ile Akım Yoğunluğu İlişkisi Elektrokogülsyon işleminin uygulndığı DAF ve Krıştırm Ünitesi çıkış sulrınd yğ ve gres giderimi Fe ve Al nod kullnılrk değişik kım yoğunluklrınd rıtm zmnın ğlı olrk inelenmiş ve sonuçlr Şekil 15 ve 16 d gösterilmiştir. 9 Yğ ve gres Giderimi % Yğ ve gres Giderimi % )DAF Ünitesi )Krıştırm Ünitesi ŞEKİL 15- Fe nod kullnılrk yğ ve gres gideriminin süre ve kım yoğunluğu ile değişimi [U=12V, t~22 o C ve ) i= 1 ma/m 2, ) i=15 ma/m 2, ) i=2 ma/m 2 ] DAF ünitesi çıkış suyund 1 ma/m 2 kım yoğunluğu uygulndığınd Al elektrodd en fzl verim lınmkt, 15 ma/m 2 kım yoğunluğu uygulndığınd Fe elektrodd en fzl verim lınırken, 2 ma/m 2 kım yoğunluğu uygulndığınd Fe ve Al elektrodlrınd ynı verim elde edilmiştir. Ayrı süre rttıkç her iki elektrod kullnımınd d verimin rttığı tespit edilmiştir (Şekil 14-15). 175

13 Petrol İçeren Atıksulrın Elektrokimysl Yöntemlerle Arıtılmsı Hill Y. AKBULUT Yğ ve gres Giderimi % Yğ ve 6 gres 5 Giderimi 4 % )DAF Ünitesi )Krıştırm Ünitesi ŞEKİL 16- Al nod kullnılrk yğ ve gres gideriminin süre ve kım yoğunluğu ile değişimi [U=12V, t~22 o C ve ) i= 1 ma/m 2, ) i=15 ma/m 2, ) i=2 ma/m 2 ] Krıştırm ünitesi çıkış suyund ise yğ ve gres giderimi Şekil 15 ve 16 deki grfiklerden görülmektedir. Grfikler inelendiğinde en yüksek verim 2 ma/m 2 kım yoğunluğu ve nod olrk Fe elektrod seçildiğinde elde edildiği görülmektedir. 4. SONUÇLAR VE TARTIŞMA Bu çlışmd, Tüprş İzmit Rfinerisinin Plnt19/21 Yğlı Atıksu Arıtm Tesisi içinde yer ln DAF ve Krıştırm Ünitelerinden lınn tıksulrın elektrokimysl yöntemlerden elektrokogülsyon ve elektroflotsyon uygulnrk rıtılilirliği KOİ, Bulnıklık, Fenol, Hidrokron ve Yğ-Gres prmetreleri izlenerek inelenmiştir. Elektroflotsyon ve elektrokogülsyon metodlrınd mliyeti etkileyii prmetre elektrik srfiytıdır. Örneğin,5 m 3 /st deisi oln ir tıksuyun 3 x 6 m oyutlrınd ir rektörde 15dk elektroflotsyonu sonuu.488 kw st/m 3 elektrik enerjisi ihtiyı olktır. Çlışmnın sonuund, petrokimy tıksulrının rıtılmsınd rıtm tesisinin iyolojik kdemesinden öne elektroflotsyon vey elektrokogülsyon yöntemlerinin kullnılmsının iyolojik rıtmnın yükünü hfifleteeği ve çıkışt deşrj edileek suyun klitesini rtırğı çık olrk görülmektedir. Elektrokimysl yöntemler, dh z kimysl mdde ihtiyının olmsı, kurulmlrının ve işletilmelerinin sitliği ile dh z elektrik enerjisi ihtiyçlrının olmsı nedeniyle klsik yöntemlerin -u çlışm için fizikokimysl yöntemler- yerine terih edileilirler. KAYNAKLAR Aun-Askr, K. Englnde, AJ. Hu, C. Jin, G. (1999) Methyl tertiry-utyl ether iodegrdtion in th nd ontinuous upflow fixed-iofilm retors, Pro Int Asso Wter Qul Wste Minimistion End of Pipe Tretment Chem. Petrohem Ind Conf, Merid, Yutn, Mexio. Cstillo, L. El Khorssni, H. Treuhon, P. Thoms, O. (1999) UV tretility test for hemil nd petrohemil wstewter, Wter Si Tehnol 39: Chrest, A. Bisillon, JG. Lepine, F. Beudet, R. (1999) Removl of phenoli ompounds from petrohemil effluent with methnogeni onsortium, Cn J Miroiology 45: Chen, X. Chen, G. Yue, PL. (2) Seprtion of pollutnts from resturnt wstewter y eletro-ogultion, Seprtion Purifition Teh 19: Chou, SS. Hung, YH. Lee, SN. Hung, GH. Hung, CP. (1999) Tretment of High Strength Hexmine-Contining Wstewter y Eletro-Fenton Method, Wter Reserh 33:

14 Petrol İçeren Atıksulrın Elektrokimysl Yöntemlerle Arıtılmsı Hill Y. AKBULUT Demiri, S. Erdogn, B. Ozimder, R. (1998) Wstewter tretment t the petroleum refinery (Kirikkle, Turkey) using some ogulnts nd turkish lys s ogulnt ids, Wter Reserh 32: Edwrds, W. Leukes, WD. Bezuidenhout, JJ. (22) Ultrfiltrtion of petrohemil industril wstewter using immoilised mngnese peroxidse nd lse: pplition in the defouling of polysulphone memrnes, Deslintion 149: Hung, Y-H. Chou, S. Perng, M-G. Hung, G-H. Cheng, S-S. (1999) Cse study on the ioeffluent of petrohemil wstewter y eletro-fenton method, Wter Si Tehnol 39: Isrilides, CJ. Vlyssides, AG. Mourfeti, VN. Krvouni, G. (1997) Olive oil wstewter tretment with the use of n eletrolysis system, Bioresoure Tehnol 61: Jing, J-Q. Grhm, N. André, C. Kelsll, GH. Brndon, N. (22) Lortory study of eletro-ogultion-flottion for wter tretment, Wter Reserh 36: Jung, L-C. Tseng, D-H. Yng, S-C. (1997) Tretment of petrohemil wstewter y UV/H 2 O 2 photodeomposed system, Wter Si Tehnol 36: Krdsz, K. Kedziersk, E. Konopk, M. Mjzner, M. Kempinski, R. Wilknowiz, L. (1999) Studies on disposl of wste from petrohemil industry ontining vrious orgni impurities, Przem Chem (Pol) 78: Krpuzu, M. Dimoglo, A. Akulut, H-Y. (22) Agro-industril wstewter purifition y mens of eletro-floto-ogultion, Wter Si Tehnol 45: Krpuzu, M. Dimoglo, A. Akulut, H-Y. (2) Wstewter, inluding ynide nd hrome, tretment with eletrohemil methods, I.Ntionl Control of Environmentl Pollution Symposium, 4-6 Novemer, Ankr. Kim, T-H. Prk, C. Lee, J. Shin, E-B. Kim, S. (22) Pilot sle tretment of textile wstewter y omined proess (fluidized io film proess hemil ogultion eletrohemil oxidtion), Wter Reserh 36: Longhi, P. Vodopive, B. Fiori, G. (21) Eletrohemil tretment of olive oil mill wstewter, Ann. di Chimi 56: Mtteson, MJ. Doson, RL. Glenn, RW. Kukunor, NS. Wits, WH. Clyfield, EJ. (1995) Eletro-ogultion nd seprtion of queous suspensions of ultr-fine prtiles, Colloids nd Surfes: A Physiohem Engin Aspets 14: Mills, D. (2) A new proess for eletro-ogultion, J. Am. Wter Works Asso 92: Müler, K. (1992) Eletroflottion from the doule lyer to troule wters, In: Oliver J et l (eds), Eletrohemistry in Trnsition. Plenum Press, New York. Ptino, P. (1999) Tretment of wstewter from oil industry drilling, Inform Tehnol 1: Persin, MF. Rumen, FM. (1992) Intensive tretment y eletro-ogultion-flottion tngentil flow mirofiltrtion in res of high sesonl popultion, Wter Si Tehnol 25: Pouet, MF. Grsmik, A. (1995) Urn wstewter tretment y eletro-ogultion nd flottion, Wter Si Tehnol 31: Rjeshwr, K. Inez, JG. (1997) Environmentl eletrohemistry: fundmentls nd pplitions in pollution tement, Ademi Press, Sn Diego. 177

15 Petrol İçeren Atıksulrın Elektrokimysl Yöntemlerle Arıtılmsı Hill Y. AKBULUT Romnov, A. Koy, M. Dimoglo, A. (2) Removl of olloidl prtiles from wste wters y eletro-floto-ogultion, Pro. 8th Control of Industril Pollution Symposium. Istnul, pp: Romnov, A. Dimoglo, A. Krpuzu, M. Mtveevih, VA. (2) Wter Proessing y Eletril Flottion Aiming in its Bteriidl nd orrosive Ativity Derese, In: Sequeir C.A.C (Ed). Miroil orrosion. IOM Communitions Ltd. London, pp: Sequeir, C.A.C. (1996) Eletrohemil Approh to Pollutnts Removl nd Destrution, Minerl Proessing nd the Environment, In: Gllios GP, Mtis KA (Eds), NATO ASI Series, 2. Environment-Vol.43: , Kluwer Ademi Pul. Netherlnds. Sponz, DT. (23) Investigtion of extrellulr polymer sustnes (EPS) nd physiohemil properties of different tivted sludge flos under stedy-stte onditions, Enzyme Miro Tehnol 32: Stndrd Methods for the Exmintion of Wter nd Wstewter 19th ed. APHA, AWWA, WPCF (1995) Wshington, DC. Vik, EA. Crlson, DA. Eikum, AS. Gjessing, ET. (1984) Eletro-ogultion of potle wter, Wter Res 18: Wise, HE. Fhrenthold, PD. (1981) Prediting priority pollutnts from petrohemil proesses, Environ Si Teh 15: Wong, JM. (2) Petrohemils, Wter Environ Res 72: Xiong, Y. Strunk, PJ. Xi, H. Zhu, X. Krlsson, HT. (21) Tretment of dye wstewter ontining id ornge II using ell with three-phse three-dimensionl eletrode, Wter Res 35: Yousuf, M. Mollh, A. Shennh, R. Prg, JR. Coke, DL. (21) Eletro-ogultion (EC) - siene nd pplitions, J Hzrd Mter B84: