İndigo boyar maddesi içeren atıksu renginin elektro-fenton prosesi ile giderimi



Benzer belgeler
İLERİ ARITIM YÖNTEMLERİNDEN FENTON REAKTİFİ PROSESİ İLE ENDÜSTRİYEL BİR ATIK SUYUN ISLAK HAVA OKSİDASYONU

Onuncu Ulusal Kimya Mühendisliği Kongresi, 3-6 Eylül 2012, Koç Üniversitesi, İstanbul

Fenton ve Fenton-Benzeri İleri Oksidasyon Yöntemleri i le Acid Yellow 36 Boyar Maddesinin Giderimi

ELEKTROKOAGÜLASYON İLE SULU ÇÖZELTİLERDEN BOYAR MADDELERİN GİDERİLMESİ

SULU ÇÖZELTİLERDEKİ FENOLÜN FENTON YÖNTEMİYLE GİDERİMİNDE PROSES PARAMETRELERİNİN OPTİMİZASYONU

DİREKT MAVİ 53 AZO BOYARMADDESİNİN FOTOKATALİTİK OLARAK GİDERİMİ ÜZERİNE İYONLARIN ETKİSİ

Sızıntı Suyunun Elektrooksidasyon Prosesi İle Arıtılması

1. Ulusal Kıyı Bölgelerinde Çevre Kirliliği ve Kontrolü Sempozyumu Kasım 2011, Tekirdağ,

Gaziantep OSB Atıksularından UV/H2O2 Fotooksidasyonu ile Renk Giderimi. Yağmur UYSAL 1 *, Derviş YILANCIOĞLU 2 1. GİRİŞ

DEMİR ELEKTROTLU REAKTÖRDE KOİ, FOSFAT, RENK VE BULANIKLIK GİDERİMİ Tuba ÖZTÜRK a, Sevil VELİ b, Anatoli DİMOĞLO c, M.

ADVANCED OXIDATION OF AZO DYE SYNTHESIS WASTEWATERS WITH PHOTO-FENTON-LIKE PROCESS

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ FEN VE MÜHENDİSLİK DERGİSİ Cilt: 8 Sayı: 2 s. 1-9 Mayıs 2006 TOKSİK KİRLETİCİLERİN İLERİ OKSİDASYON PROSESLERİ İLE ARITIMI

REAKTİF KIRMIZI 195 AZO BOYAR MADDESİNİN İLERİ OKSİDASYON YÖNTEMLERİYLE PARÇALANMASI

FENOL ÜN FOTOKİMYASAL YÖNTEMLERLE PARÇALANMASI VE MİNERALİZASYONU. Kaynaklar Kampüsü, Tınaztepe, Buca/İZMİR SİVAS

Elektrokoagülasyon Prosesi İle Gıda Endüstrisi Atıksuyunun Arıtımında Optimum Koşulların Belirlenmesi

Çevreye Zarar Veren Tekstil Atıksularının Arıtım Çalışmaları

UV Assisted Photodegradation of Acid Red 37 from Synthetic Solutions at the Presence of TiO2 Nanoparticles

FENOLÜN SULU ÇÖZELTİSİNİN DAMLAMALI YATAKLI REAKTÖRDE KATALİTİK ISLAK HAVA OKSİDASYONU

KRAFT KAĞIT ENDÜSTRİSİ ATIKSULARININ ELEKTRO-FENTON YÖNTEMİYLE ARITILABİLİRLİĞİ

DISPERS SARI 119 VE DISPERS KIRMIZI 167 İÇEREN ATIKSULARIN FENTON OKSİDASYON PROSESİ İLE RENK VE KOI GİDERİMLERİNİN İNCELENMESİ

Elçin GÜNEŞ, Ezgi AYDOĞAR

TEKSTĐL ENDÜSTRĐSĐ ATIKSUYUNUN ARDIŞIK KESĐKLĐ BĐYOREAKTÖR (AKR) ĐLE ARITILMASINDA OPTĐMUM ŞARTLARININ BELĐRLENMESĐ

ÇEV416 ENDÜSTRİYEL ATIKSULARIN ARITILMASI

Onuncu Ulusal Kimya Mühendisliği Kongresi, 3-6 Eylül 2012, Koç Üniversitesi, İstanbul

SÜPERKRİTİK SU OKSİDASYONUYLA PEYNİRALTI SUYUNUN ARITILMASI

Yüksek Organik Madde İçeren Endüstriyel Bir Atıksuyun Fenton Prosesi ile Arıtılabilirliğinin Araştırılması

Kimyasal Oksijen İhtiyacı (KOİ) Chemical Oxygen Demand (COD)

Ç.Ü Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi Yıl:2012 Cilt:28-4

ATIK SULARIN ARITILMASINDA İLERİ OKSİDASYON PROSESLERİ

Sigma Vol./Cilt 26 Issue/Sayı 3 Derleme Makalesi / Review Paper COLOR REMOVAL FROM TEXTILE WASTEWATER WITH FENTON PROCESS

Sızıntı Suyundan Fenton-Benzeri Prosesi İle Kimyasal Oksijen İhtiyacı ve Renk Giderimine ZVI ve H2O2 Konsantrasyonlarının Etkisi

REAKTĐF BOYAR MADDE ĐÇEREN TEKSTĐL ATIKSULARININ ĐLERĐ OKSĐDASYONU

ARDIŞIK KESİKLİ REAKTÖRDE AKTİF ÇAMURUN ÇÖKELEBİLİRLİĞİNE SICAKLIĞIN ETKİSİ. Engin GÜRTEKİN 1, *

Plastik geri dönüşüm tesisi atıksularının Fenton ve Elektro-Fenton prosesleri ile arıtımı

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ FEN ve MÜHENDİSLİK DERGİSİ Cilt: 4 Sayı: 1 sh. 1-9 Ocak 2002 KOT BOYAMA TEKSTİL ATIKSUYUNDA KALICI KOİ'NİN BELİRLENMESİ

ACID RED 97 TEKSTİL BOYAR MADDESİNİN SARGASSUM ACİNARUM A BİYOSORBSİYONU

HAKKIMIZDA. Firmamız 2006 yılının Ocak ayında arıtma sistemleri kurmak ve çevre teknolojilerini geliştirmek amacıyla kurulmuştur.

KADMİYUM İÇEREN ATIK SULARIN İLERİ ARITIMINDA SU MERCİMEĞİ (LEMNA MINOR) BİTKİSİNİN KULLANILMASI *

KİMYASAL DENGE. AMAÇ Bu deneyin amacı öğrencilerin reaksiyon denge sabitini,k, deneysel olarak bulmalarıdır.

Fındık Çotanağı İle Bazik Mavi 41 Boyarmaddesinin Sulu Çözeltisinden Adsorpsiyonu

On-line Oksijen Tüketiminin Ölçülmesiyle Havalandırma Prosesinde Enerji Optimizasyonu

Öğretim Üyeleri İçin Ön Söz Öğrenciler İçin Ön Söz Teşekkürler Yazar Hakkında Çevirenler Çeviri Editöründen

ADAPAZARI KENTSEL ATIKSU ARITMA TESĐSĐ ATIKSUYUNUN KARAKTERĐZASYONUNUN ĐNCELENMESĐ VE DEĞERLENDĐRĐLMESĐ

Tekstil Atık Külü ile Tekstil Atıksuyundan Renk Giderimi. Color Removal from Textile Wastewater by Using Textile Fly Ash

ELEKTROKİMYASAL PROSES İLE HÜMİK MADDE İÇEREN SIVI ORGANİK GÜBRE ÜRETİM ATIKSULARININ ARITIMI

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MÜHENDİSLİK BİLİMLERİ DERGİSİ Cilt: 16 No:1 Sayı: 46 sh. 1-9 Ocak 2014

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ. : Aksaray Üniversitesi, Mühendislik Fak., Çevre Müh. Böl., 68100, AKSARAY

01 HAKKIMIZDA. Firmamız 2006 yılının Ocak ayında arıtma sistemleri ve çevre teknolojileri amacıyla kurulmuştur.

Boyalı Suların Çitosan Koagülasyonu ile Arıtımında Box-Wilson İstatistiksel Tasarım Yönteminin Kullanılması

PEYNİRALTI ATIKSUYUNUN ELEKTROKİMYASAL OLARAK ARITILMASINDA REAKSİYON KİNETİĞİNİN BELİRLENMESİ

Elektrokoagülasyon Yöntemi Kullanılarak Direct Red 23 Boyar Maddesinin Gideriminin İncelenmesi

Harran Üniversitesi Kısa tarihi

ATIKSULARDAKİ FENOL KİRLİLİĞİNİN BİYOSORPSİYON YÖNTEMİ İLE GİDERİMİNİN KESİKLİ SİSTEMDE İNCELENMESİ

ÇEV416 ENDÜSTRİYEL ATIKSULARIN ARITILMASI

Sonokatalitik Oksidasyon ile Direct Blue 71 Azo Boyasının Renk Giderimi. Decolorization of Direct Blue 71 Azo Dye with Sonocatalytic Oxidation

ALKALİNİTE. 1 ) Hidroksitler 2 ) Karbonatlar 3 ) Bikarbonatlar

MOBİLYA ENDÜSTRİSİ ATIĞININ ALTERNATİF ADSORBAN OLARAK DEĞERLENDİRİLMESİ

TEKSTİL ENDÜSTRİSİ REAKTİF BOYA BANYOLARINDA OZON İLE RENK GİDERİMİNE ETKİ EDEN FAKTÖRLERİN BELİRLENMESİ

Biyolojik Besi Maddesi Gideren Atıksu Arıtma Tesisi Geri Devir Çamurunda Farklı Dezentegrasyon Uygulamalarının İncelenmesi

Atıksu Arıtımında Mikroorganizma Kullanımında Yeni Bir Yaklaşım: Tekstil Boyalarının Membran Biyoreaktörde Funguslarla Arıtımı

10 Mart 2015 SALI Resmî Gazete Sayı : TEBLİĞ

DİĞER ARITMA PROSESLERİ

Sabit Yataklı Kolonda Düşük Maliyetli Adsorbent ile Boyarmadde Giderimi. Removal of Dyestuff by Cost-Efficient Adsorbent İn The Fixed Bed Column

REAKTİF TURUNCU 16 VE ASİT TURUNCU 7 AZO BOYARMADDELERİNİN FOTOKATALİTİK OKSİDASYON YÖNTEMİ İLE RENK GİDERİMİNİN ARAŞTIRILMASI

MEZBAHA ENDÜSTRİSİ ATIKSULARINDA MAGNEZYUM AMONYUM FOSFAT ÇÖKTÜRMESİ İLE AZOT GİDERİMİ

Evsel Atıksulardan Toplam Organik Karbon (TOK) Gideriminin Foto-Fenton Prosesi ile İncelenmesi

Malahit Yeşili İçeren Atıksuların Fenton Oksidasyon Prosesi İle Renk Gideriminde İşletme Parametrelerinin Optimizasyonu

ÇD47 GIDA ENDÜSTRİSİ ATIKSUYUNUN ELEKTROKİMYASAL ARITIMI

TEKSTİL BOYAMA ATIKSULARININ OZONLAMA İLE RENK GİDERİMİ

MEMM4043 metallerin yeniden kazanımı

BİR BİYOKÜTLE OLARAK ZEYTİN KARASUYUNUN SÜPERKRİTİK SU KOŞULLARINDA GAZLAŞTIRILMASI

Kozmetik atık sularından fenton prosesiyle organik madde gideriminin ve kinetiğinin incelenmesi

TEKSTİL İŞLETMESİ ATIKSULARINDA FENTON PROSESİ İLE AKUT TOKSİSİTE GİDERİMİ

Biyokimyasal Oksijen İhtiyacı (BOİ) Doç.Dr.Ergün YILDIZ

ARDIŞIK KESİKLİ REAKTÖRDE SÜT ENDÜSTRİSİ ATIKSULARININ BİYOLOJİK ARITIMI

ÇD34 TAVUK KESİMHANE ATIKSULARININ ELEKTROKOAGÜLASYON İLE ARITILMASI

HAZIRLAYAN Mutlu ŞAHİN. Hacettepe Fen Bilgisi Öğretmenliği. DENEY NO: 6 DENEYİN ADI: DOYMUŞ NaCl ÇÖZELTİSİNİN ELEKTROLİZİ

1. Kıyı Bölgelerinde Çevre Kirliliği ve Kontrolü KÇKK

Farklı bölgelerde yetişen zeytinlerin çekirdeklerinden aktif karbon eldesi ve elde edilen aktif karbonun metilen mavisiyle adsorpsiyonunun incelenmesi

Serbest radikallerin etkileri ve oluşum mekanizmaları

3) Oksijenin pek çok bileşiğindeki yükseltgenme sayısı -2 dir. Ancak, H 2. gibi peroksit bileşiklerinde oksijenin yükseltgenme sayısı -1 dir.

AZO BOYAR MADDE SENTEZ ATIKSULARININ FENTON PROSESĐ ĐLE ĐLERĐ OKSĐDASYONU

MEZBAHA ATIKSUYUNUN KOAGÜLASYON/FLOKÜLASYON- ARDIŞIK KESİKLİ REAKTÖR (AKR) YÖNTEMİYLE ARITILMASI

MEMM4043 metallerin yeniden kazanımı

KATI ATIK DEPOLAMA SAHASI GENÇ SIZINTI SULARININ ÖN ARITIMI. Selami APAYDIN, Tuba ERTUĞRUL, Ali BERKTAY

ATIKSU KARAKTERİZASYONU Genel. Dr. A. Saatçı

Lisans Kimya Çukurova Üniversitesi Yüksek Lisans Çevre Mühendisliği Çukurova Üniversitesi 1997

ÇEVRE MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ KODLU TEMEL ĠġLEMLER-1 LABORATUVAR DERSĠ DENEY FÖYÜ

Koagülasyon/Flokülasyon Prosesiyle Peyniraltı Suyunun Fizikokimyasal Arıtılabilirliği

Tekstil Atık Suyunda Kimyasal Yöntemle Renk Giderimi. Color Removal from Textile Waste Water with Chemical Method

Oluklu Mukavva Kutu Üretimi Atıksuyunun Elektrokoagülasyon Yöntemi ile Arıtımı

Antep Fıstığı İşleme Sanayi Atıksularının Sürekli Elektrokoagülasyon Prosesi ile Arıtımına Etki Eden Parametrelerin İncelenmesi

BULANIKLIK VE RENK TAYİNİ

Genel Kimya 101-Lab (4.Hafta) Asit Baz Teorisi Suyun İyonlaşması ve ph Asit Baz İndikatörleri Asit Baz Titrasyonu Deneysel Kısım

Beş Kademeli Modifiye Bardenpho Prosesi ile Atıksulardan Azot ve Fosfor Giderimi

Araçlar: Çıkarma Parçaları şu şekilde etiketlenmiştir:

SÜPERKRİTİK SU ORTAMINDA ZEYTİN KARASUYUNUN PT KATALİZÖRÜ KULLANILARAK HİDROTERMAL ARITIMI VE GAZLAŞTIRILMASI

Batch and Continuous Photodegradation of Reactive Black 5 at the presence of TiO2 Nanoparticles in UVC assisted system

BOYAR MADDELERDE AKTİF KARBONUN ADSORPLANMA ÖZELLİĞİNE HİDROJEN PEROKSİTİN ETKİSİ

Elazığ İlinde Bir Maden Sahasından Kaynaklanan Sızıntı Sularının Maden Çayına Etkisi: II. Diğer Parametreler

Transkript:

129 İndigo boyar maddesi içeren atıksu renginin elektro-fenton prosesi ile giderimi Yusuf Saatçi*, Özge Hanay Fırat Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi Çevre Mühendisliği Bölümü, Elazığ ÖZET Anahtar Kelimeler: Elektro-Fenton, indigo boyar madde, renk giderimi, tekstil atıksuyu. Bu çalışmada biyolojik arıtıma dirençli olan indigo boyaması yapan tekstil endüstrisi atıksuyunda renk giderimi için elektro-fenton yönteminin uygulaması gerçekleştirilmiştir. Bu atıksuda en iyi renk giderimini sağlamak amacıyla sistemde elektriksel akım uygulaması ile farklı seviyelerinde, değişen Fe +2 konsantrasyonlarında ve farklı H 2 O 2 dozajlarında deneyler gerçekleştirilmiştir. Farklı başlangıç seviyelerinde çalışılan deney serilerinde : 4 için elde edilen renk giderimi %1 olarak bulunmuştur. Ayrıca ortama ilave edilen H 2 O 2 dozajı optimize edilerek ve :4 de çözünen Fe +2 konsantrasyonuna göre Fe +2 : H 2 O 2 molar oranı 1: 73 olarak belirlenmiştir. Color removal from ındigo dye containing wastewater by electro-fenton process ABSTRACT Key Words: Electro Fenton, indigo dyes, decolorization, textile wastewater. In this study, electro-fenton technique was applied for the removal of color from the textile wastewater contaminated with indigo dyes. To achieve the complete decolorization, a series of experiments were carried out at different initial and Fe +2 and H 2 O 2 concentrations. The complete decoloration for indigo dyes was obtained at 4. Additionally, Fe +2 : H 2 O 2 dosage was found to be 1: 73 by optimizing the H 2 O 2 dosage, considering the concentration of Fe +2 in the reactor. *Sorumlu Yazar (Corresponding author) e-posta: ysaatci@firat.edu.tr

1. Giriş 13 Sentetik boyar maddelerin toksisitesi, potansiyel mutajenisitesi ve kanserojen olmasından dolayı insan sağlığı ve ekosistem için tehlike oluşturmaktadır (Chung ve diğ., 1981; Pinheiro ve diğ., 24). Renkli atıksuların estetik problemlerinin yanı sıra boyar maddeler güneş ışığını absorblar böylece sucul bitkilerin fotosentetik aktivitesini engelleyerek tüm ekosisteme zarar verir (Solmaz ve diğ., 26). Aynı zamanda boyar madde içeren sular klasik arıtıma 1.1. Elektro-Fenton sisteminde gerçekleşen reaksiyonlar dirençlidir ve yüksek renk ve KOİ içeriği ile düşük Katotta gerçekleşen reaksiyonlar biyoparçalanabilirliğinden dolayı bu atıksuların uygun ve etkili yöntemlerle giderilmesi büyük önem taşımaktadır (Haug ve diğ., 1991). Bu suların arıtımında biyolojik arıtım, koagülasyon, adsorbsiyon, ozonlama, kimyasal oksidasyon ve köpük flotasyonu gibi farklı klasik atıksu arıtma metotları kullanılmıştır (Correia ve diğ., 1994; Garrote ve diğ., 1995; Kudlich ve diğ., 1996; Forgacs ve diğ., 24). Oysa ki bu metotların bir çoğu verimsiz, maliyetli ve ikincil atık oluşumuna neden olmuşlardır. Klasik atıksu arıtma metotlarının sınırlamaları ileri oksidasyon proseslerinin uygulanmasıyla üstesinden gelinebilir. Bu metotlar çözeltide hidroksil radikalleri gibi oldukça reaktif, seçici olmayan güçlü oksitleyici kimyasalın oluşumuna bağlıdır. Hidroksil radikalleri güçlü bir oksidatif potansiyele (E : 2.8 V) sahiptir (Ghoneim ve diğ., 211). Asidik şartlar altında Fe +3 tuzlarının elektro-indirgenmesiyle Fe +2 ve çözünmüş oksijenin indirgenmesiyle H 2 O 2 oluşabildiğinden, klasik Fenton oksidasyonlarıyla karşılaştırıldığında elektro-fenton daha ilgi çekmektedir (Brillas ve diğ., 1998; Brillas ve diğ., 29; Martinez Huitle ve Brillas, 29; Oturan ve diğ., 29). H 2 O 2 organik bileşiklerin sentezi ya da parçalanması için fenton kimyasalını sürekli oluşturmak için Fe +2 ile birleşebilmektedir (Do ve Chen, 1993). Bunun yanısıra elektro-fenton prosesleri konsantre H 2 O 2 nin taşınımı ve muamelesiyle ilgili tehlikeleri ve maliyetleri azaltır (Brillas ve diğ., 1998). Aynı zamanda daha verimli bir şekilde Fe +2 i oluşturur (Anotai ve diğ., 26; Yuan ve diğ., 26). Fenol, anilin ve azo boyar maddeleri gibi farklı bileşiklerin gideriminde elektro-fenton proses uygulamaları çalışılmıştır (Fockedey ve van Lierde, 22; Brillas ve Casado; 22; Lahkimi ve diğ., 27; Zhou ve diğ., 27). Bu elektrokimyasal proseslerde ağ şeklinde camsı karbon, grafit veya O 2 difüzyonlu katotlar gibi yüksek yüzey alanlı karbonlu elektrotlar kullanılmıştır (Lei ve diğ., 21). Son çalışmalarda ise boron kaplı mücevher elektrotlar kullanılarak farklı elektrotların kullanımında yeni bir yaklaşım araştırılmıştır (Cruz-Gonzalez ve diğ., 21; Edgar ve diğ., 211). Tekstil imalatı Türkiye deki başlıca endüstriyel aktivitelerden birisidir. Pamuklu kumaş boyamada azo boyalar ve vat boyalar yaygın olarak kullanılan boyalardandır. Vat boyaları arasında indigo boyaları pamuklu tekstil fabrikalarında özellikle kot imalatında çok yaygın bir şekilde kullanılır. Bu nedenle indigo boyar maddeler çok büyük miktarlarda ve sıklıkla çevresel ortama deşarj edilir. Ülkemizde indigo boyalarını kullanan tekstil endüstrilerinde atıksular aerobik tam karışımlı aktif çamur sistemleri ile arıtılmaktadır. Bu arıtma tipinde renk giderilememekte ve indigo boyalarının aerobik mikroorganizmalara toksik etki yapması sonucunda arıtma veriminde düşüşler kaydedilmektedir. Bu çalışmada biyolojik arıtıma dirençli olan indigo boyaması yapan tekstil endüstrisi atıksuyunda elektro-fenton uygulaması gerçekleştirilmiştir. Bu atıksuda en iyi renk giderimini sağlamak amacıyla sistemde elektriksel akım uygulaması ile farklı seviyelerinde, değişen Fe +2 konsantrasyonlarında ve farklı H 2 O 2 dozajlarında deneyler gerçekleştirilmiştir. E =,572V/DKE [1] [2] [3] E =,44 V/DKE [4] [5] E =,53 V/DKE [6] Yine katotta meydana gelebilen iki tepkime ise şöyledir: Katot-çözelti ara yüzeyinde H 2 O 2 birikimine bağlı olarak H 2 O 2 in suya indirgenmesi Hidrojen gazı çıkışı Anotta gerçekleşen reaksiyonlar E = 1,534V/DKE [7] E =,242V/DKE [8] Anot bölümünde sadece suyun oksidasyonu sonucu moleküler oksijen üretilir. E =,987 V/DKE [9] Sistemde kullanılan oksijenin %75 i bu reaksiyon sonucu oluşan oksijenden sağlanır. OH Radikalinin Oluşumuna İlişkin Reaksiyonlar [1] [11] [12] [13] [14] Elektro-Fenton prosesine ait kimyasal net bağıntı bu dört reaksiyonun toplanmasıyla elde edilir (Oturan, 1995). Yine bu yöntemde OH radikali, kullanılan elektrik akımı ile doğru orantılı olarak kontrollü bir şekilde üretilebilmektedir. Bu özelliğe dayanarak diğer maddelerin tepkimelerinin OH

131 derişimi ile ilişkilendirilmesi, kullanılan elektrik akımının miktarı ile kolaylıkla mümkün olabilmektedir. Bu yöntemdeki tüm işlemler aynı anda ve bir kısmı çevrimsel olarak üretilirken, reaktöre kimyasal madde olarak sadece bir miktar ve O 2 gazı verilir. İşlenen atık suyun alıcı ortama verilmeden asitliğinin nötralize edilmesi, çok az bir H 2 O 2 fazlalığının bulunması halinde bunun bozundurulması ve yine çok az (katalitik) miktarda kullanılan demir iyonlarının tekrar sisteme döndürülmesi için gerekli işlem koşullarının ve sistem dizaynının rahatlıkla oluşturulabileceği görülmüştür (Şekil 1). Bu durumda diğer arıtma sistemlerinin parçalayamadığı kimyasalların bile alıcı sucul ortama girmesi durumu düşünüldüğünde, bu yöntemin gerçekten tam anlamıyla çevre dostu bir teknoloji doğurduğu sonucuna varılmıştır (Oturan ve Pinson, 1995). Fe +2 2. Materyal ve Metot Renk giderim verimi = (Denklem 1) : reaksiyondan önceki absorbans değerini, ise reaksiyon süresince belirlenen absorbans değerini göstermektedir. Sadece indigo boyar maddenin kullanıldığı kot boyama endüstrisinden alınan suların bazı fizikokimyasal özellikleri Tablo 1 deki gibidir. Numuneler analiz süresine kadar düşük sıcaklıkta (+4 o C) ve karanlık ortamda muhafaza edilmiştir. İletkenlik değeri WTF LF 33, değerleri ise Orion SA 42A cihazlarıyla ölçülmüştür. Atıksudaki KOİ konsantrasyonları Standart Metotlara göre analiz edilmiştir (APHA, 1995). Atıksuyun ve arıtılmış numunelerin renk ölçümü absorbsiyon yöntemiyle UV/VIS (Perkin Elmer Lambda 25) Spektrofotometresi ile belirlenmiştir. Spektrofotometrede 3 8 nm aralığında tarama yapılmış ve en uygun absorbans değerinin 665 nm olduğu tespit edilmiştir (Şekil 1). 2 ml hacmindeki numuneler filtrelenmiş olarak 4 ml lik spektrofotometre küvetlerine doldurularak 665 nm dalga boyunda absorbans değerleri okunmuştur. Renk giderim verimi Denklem 1 de gösterildiği şekilde hesaplanmıştır. Şekil 1. Numunenin farklı dalga boylarında belirlenen absorbans değerleri. Parametre KOİ, mg/l 98 186 TOK, mg/l 58 735 Renk, absorbans 1.778-1.921 9,9 12,28 İletkenlik, ms/cm,78,82 Tablo 1. Atıksuyun bazı fizikokimyasal özellikleri. Şekil 1. Elektro-Fenton sisteminde gerçekleşen reaksiyonlar. Demir Katot H 2 kabarcığı H + Fe +3 Fe +2 H 2 O Fe +2 (çöz) Fenton kimyası OH +Fe +3 H 2 O 2 Boyar madde Renk bozulması O 2 (çözünmüş) Renk Bozulması

Fe +2, mg/l 132 2.1. Elektro-Fenton Sistemi Elektro-Fenton reaksiyonları için 9 cm x 9 cm x 12 cm ebatlarında cam bir reaktör kullanılmıştır. Çözelti derinliği 9,3 cm olacak şekilde toplam hacim 75 ml e ayarlanarak deneysel çalışmalar sürdürülmüştür. Çalışmalarda boyutları 4 cm x 8 cm ve et kalınlığı 1 mm olan 4 adet demir elektrot kullanılmıştır. Elektrotlar arasındaki mesafe 7,5 mm olacak şekilde ayarlanmıştır. Elektrotlar iki anot ve iki katottan ibaret olup, çapraz şekilde bağlanmıştır. Her deneysel çalışmadan sonra elektrik akımını uygulanması sonucu elektrotta çözünen demir konsantrasyonu atomik absorbsiyon spektrofotometresi (UNICAM 929) ile analiz edilmiştir. Deney serilerinde uygulanan akım doğru akım güç kaynağı (Konstar KS83) ile 1,98 2, amper aralığında tutulmuştur. Çıkış suları,45 µm gözenek genişliğindeki filtre kâğıdından süzüldükten sonra renk tayini yapılmıştır. 3.Bulgular Boyar madde içeren renkli atıksulardan renk giderimi için uygulanan elektro Fenton çalışmalarında sistem performansını etkileyen önemli parametreler yer almaktadır. Bu parametreler; ortamın ı, reaksiyon süresi, Fe +2 ve H 2 O 2 konsantrasyon değerleri, kullanılan elektrot tipleri, ortamın sıcaklığı ve boyar madde konsantrasyonudur. Elektro Fenton ile renk giderimi üzerine yapılan çalışmalarda ortamın ı 2-5 değerlerinde olduğu zaman en iyi renk giderim verimleri elde edilmiştir (Ghoneim ve diğ., 211; Lei ve diğ., 21). Bu nedenle önceki araştırmalar dikkate alınarak bu çalışmadaki başlangıç seviyesi 2 ile 5 arasındaki değerlerde tutularak deney serileri yürütülmüştür. Yaklaşık 2 Amperlik elektriksel akımda elektrot materyali olan demir, çözünmüş ve farklı başlangıç değerlerinde çözünen Fe +2 konsantrasyon değerleri belirlenmiştir. Şekil 2 de gösterildiği gibi, daha düşük değerlerinde çözünen Fe +2 miktarı artmıştır. 2, 3, 4 ve 5 değerlerinde Fe +2 sırasıyla 155, 165, 73 ve 6 mg/l olarak bulunmuştur.fenton ve elektro-fenton sistemlerde ortamdaki Fe +2 iyonlarının etkisi önemlidir. Çünkü radikallerini oluşturmak için H 2 O 2 i katalitik olarak parçalar (Reaksiyon 5). Buna ilaveten Fe +2 iyonlarının yokluğunda radikalleri oluşmadığından sadece H 2 O 2 nin oksitleyici gücü büyük boyar moleküllerini parçalamak için yeterli olmaz (Lei ve diğ., 21). Tam tersi olarak reaksiyon ortamında çok yüksek Fe +2 iyonları da radikallerini hızla tüketebilir. Bu durum da atıksuda daha düşük renk giderimine neden olur. 2 15 1 5 1 2 3 4 5 Şekil 2. Elektro-Fenton sisteminde a bağlı olarak elektrotlardan çözünen Fe +2 konsantrasyonu. Farklı değerleri için elde edilen çözünen Fe +2 konsantrasyonlarına bağlı olarak ortamın şartları ve H 2 O 2 ilavesine göre atıksudaki indigo boyar maddesinin giderimi bir sonraki deney serilerinde araştırılmıştır. Şekil 2 de gösterildiği gibi başlangıç değerleri 2 5 aralıklarında yapılan çalışmalarda deney süresince değerlerinde az da olsa değişimler gözlenmiştir. Bu durum anot ve katotta oluşan redoks reaksiyonlarından dolayıdır. Tüm başlangıç değerleri deney sonunda artmıştır. 6 5 4 3 2 1 5 1 15 2 Zaman, dak Şekil 2. Elektro-Fenton sisteminde zamana bağlı olarak pdeğişimi. = 2 = 3 = 4 Elektro-Fenton sistemlerde renk giderim verimini etkileyen başlıca parametrelerden biri ortamın değeridir. Bu nedenle farklı başlangıç aralıklarında deneyler yürütülmüştür. :2 5 aralığında ve 116 mm H 2 O 2 ilavesiyle yapılan deney serilerinde elde edilen renk giderim verimi Şekil 3 de gösterilmiştir. Renk giderim verimleri 2 ve 3 hariç hemen hemen tüm değerlerinde reaksiyon süresince arttığı gözlenmiş ve 2.dak da bu oran yaklaşık %1 e ulaştığından reaksiyon süresi tüm deney serilerinde 2 dak. olarak belirlenmiştir. Şekil 3 te gösterildiği gibi en iyi renk giderimi :4 olan reaksiyon ortamında elde edilmiştir. Aynı şekilde :5 de yürütülen deney serisi için renk gideriminde iyi sonuçlar elde edilmiştir. 2. dakika sonunda elde edilen renk giderim verimleri : 4 için %1 iken : 5 için bu oran %92 olarak bulunmuştur. : 2 ve 3 gibi daha düşük başlangıç değerlerinde tespit edilen renk giderim verimi daha düşüktü. : 2 için bu oran %31 ile %75 arasında iken : 3 için %27 ile %73 arasında idi. Sistemde 3 ün altındaki değerlerinde oluşan aşırı asidik şartlardan dolayı Fe in çözünürlüğü atmaktadır. Bu durumda renk giderim veriminin düştügü sanılmaktadır. : 5 in üzerindeki değerlerde H 2 O 2 parçalanması ve buna bağlı olarak oksidasyon gücünü kaybetmesinden dolayı oksidasyon verimi düşmektedir. H 2 O 2 bazik bir çözeltide stabil değildir ve nötrden yüksek değerlerine doğru oksijen ve suya hızlıca kendi kendine parçalanır. Aynı zamanda 5 in üzerinde olduğu zaman Fe +3 hidroksitlerin oluşumundan dolayı Fe +2 nin katalitik aktivitesinin azalmasından dolayı OH radikallerinin oluşumu engellenir. Bu çalışmada :5 in üzerinde de denemeler yapılmış ve elekrotlarda çözünen Fe +2 konsantrasyon değerleri çok düşük bulunduğundan bu değerler dikkate alınmamıştır. Başka bir yönden ise 2 nin altında olduğu zaman H 2 O 2 stabil olur ve Reaksiyon 15 de gösterildiği gibi oluşan H 3 O 2

Renk Giderimi, % Renk Giderimi, % 133 (peroxonium iyonları) H 2 O 2 nin elektrofilik stabilitesini sudan renk giderim verimleri yüksek bulunmuştur. Örneğin, arttırarak Fe +2 iyonları ile reaktivitesini giderek azaltır Gonzalez ve diğ. (21); asit yeşil 36 boyar maddesi için %98, (Rosales ve diğ., 29; Lei ve diğ.,,21; Ghoneim ve diğ., Ghoneim ve diğ. (211); Sunset Sarı FCF azo boyar maddesi 211). Elde edilen bu sonuçlar literatürdeki sonuçlara için yaklaşık %1 ve El Desoky ve diğ. (21); Ponceau S azo paraleldir. boyar maddesi için bu oranı %98 olarak bulmuşlardır. [15] [16] 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 5 1 15 2 Zaman, dak :2 :3 :4 :5 Şekil 3. Elektro-Fenton sisteminde a bağlı olarak renk giderimi. Bu çalışmada indigo boyar maddesini içeren atıksuda renk giderimi için araştırılan optimum değeri 4 olarak belirlenmiştir. 2 ve 3 değerlerinde reaksiyon süresine bağlı olarak, renk gideriminde salınımlar görülmüştür. Bu durum şük şartlarında elektrottaki demirin zamanla aşrı miktarlarda çözünmesi ve reaksiyonlar sonucunda oluşan OH iyonuna pararlel olarak sistem değerinin kısmen yükselmesiyle H 2 O 2 stabilizasyonunun bozlurak reaksiyonların tekrar gerçekleşmesiyle açıklanabilir. Yine de ilave edilen H 2 O 2 molar konsantrasyon değerleri optimize edilerek, H 2 O 2 nin Fe +2 molar konsantrasyon oranına göre optimum değeri tespit edilmelidir. Bu amaçla 69,8, 93.1, 116 ve 14 mm gibi dört farklı konsantrasyon değerlerinde ve reaksiyon ortamının başlangıç değeri 4 olacak şekilde çalışmalar yürütülmüştür. Şekil 4 de gösterildiği gibi reaksiyon süresine bağlı olarak ilave edilen H 2 O 2 konsantrasyonuna göre renk giderimi araştırılmıştır. 69,8 mm H 2 O 2 den daha yüksek konsantarsyonlarda renk giderim verimi yaklaşık %1 olarak bulunmuştur. Bu nedenle 116 ve 14 mm gibi daha yüksek H 2 O 2 ilavesinin gerekli olmadığı düşünülerek 93,1 mm değeri optimum H 2 O 2 dozajı olarak belirlenmiştir. H 2 O 2, organik kirleticileri CO 2 e oksitleyen popüler seçici olmayan oksitleyici bir ajandır (Gonzalez ve diğ., 21). Aynı zamanda H 2 O 2 nin oksitleyici gücü orta asidik bir çözeltide Fe +2 nin iyonlarının mevcudiyetinde artar. Reaksiyon16 da gösterildiği gibi H 2 O 2 den oluşan radikalleri organik kirleticilerle reaksiyona girer ve boyar maddeleri oksitleyerek atıksuda renk giderimine neden olur (El Desoky, 21; Huang ve diğ., 28). Önceki yapılan çalışmalarda da elektro-fenton sistemi kullanılarak farklı boyar maddeleri içeren sentetik 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Şekil 4. Elektro-fenton sisteminde H 2 O 2 konsantrasyonuna bağlı olarak renk giderimi. : 4 için gerçekleştirilen çalışmada çözünen Fe +2 konsantrasyonu 73 mg/l olarak belirlenmişti (Şekil 1). Şekil 4 de gösterildiği gibi renk gideriminde 93,1 mm H 2 O 2 ilavesi yeterli düşünülerek Fe +2 : H 2 O 2 molar oranı 1: 72 olarak hesaplanmıştır. 4. Sonuçlar Elektro-Fenton prosesi ile indigo boyar maddesini içeren tekstil atıksuyunda yüksek renk giderim verimlerine ulaşmak için farklı şartlarında, farklı H 2 O 2 dozajlarında ve elektrotlarda çözünen farklı Fe +2 miktarlarında çalışılmıştır. Farklı başlangıç seviyelerinde çalışılan deney serilerinde : 4 için elde edilen renk giderimi %1 olarak bulunmuştur. Ayrıca 93,1 mm H 2 O 2 dozajının indigo boyar maddesinin gideriminde yeterli olduğu tespit edilmiştir. :4 de çözünen Fe +2 konsantrasyonuna göre Fe +2 : H 2 O 2 molar oranı 1:73 olarak belirlenmiştir. Kaynaklar 1 2 Zaman, dak 69.8 mm 93.1 mm 116 mm 14 mm 1. Anotai, J., et al., Kinetics of aniline degradation by Fenton and electro-fenton processes, Water Res. 4 (9), 1841 1847, 26. 2. APHA, Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, American Public Health Association, Washington DC, 1995. 3. Brillas, E., et al., Aniline mineralization by AOP s: anodic oxidation, photocatalysis, electro-fenton and

134 photoelectro-fenton processes. Appl. Catal. B: Environ. 16 (1), 31 42, 1998. 4. Brillas, E., Casado, J., Aniline degradation by Electro-Fenton and peroxicoagulation processes using a flow reactor for wastewater treatment, Chemosphere 47, 241 248, 22. 5. Brillas, E., et al., Electro-Fenton process and related electrochemical technologies based on Fenton s reaction chemistry. Chem. Rev. 19 (12), 657 6631, 29. 6. Chung, K.T., et al., Mutagenicity testing of some commonly used dyes, Appl. Environ. Microbiol. 42, 641 648, 1981. 7. Correia, V.M., et al., Characterization of textile wastewaters-a review, Environ. Technol. 15, 917 929, 1994. 8. Do, J.S., Chen, C.P., In situ oxidative degradation of formaldehyde with electrogenerated hydrogen peroxide. J. Electrochem. Soc. 14 (6), 1632 1637, 1993. 9. Edgar J., et al., Mineralization of Acid Yellow 36 azo dye by electro-fenton and solar photoelectro- Fenton processes with a boron-doped diamond anode, Chemosphere 82, 495 51, 211. 1. El-Desoky, H.S., et al., Decolorizaiton and degradation of Ponceau S azo-dye in aqueous solutions by the electrochemical advanced Fenton oxidation, Desalination 264, 143-15, 21. 11. Forgacs, E., et al., Decolorization of wastewaters: a review, Environ. Int. 3 953 971, 24. 12. Fockedey, E., Van Lierde, A., Coupling of anodic and cathodic reactions for phenol electro-oxidation using three-dimensional electrodes,water Res. 36, 4169 4175, 22. 13. Garrote, J.I., et al., Treatment of tannery effluent by a two step coagulation/floculation processe, Water Res. 29 265 268, 1995. 14. Ghoneim, M., et al., Electro-Fenton oxidation of Sunset Yellow FCF azo-dye in aqueous solutions, Desalination, 274, 22-3, 211. 15. González, K. C., et al., Determination of optimum operating parameters for Acid Yellow 36 decolorization by electro-fenton process using BDD cathode, Chemical Engineering Journal 16, 199 26, 21. 16. Haug, W., et al., Mineralization of the sulfonated azo dye Mordant Yellow 3 by a 6- aminonaphthalene- 2-sulfonate-degrading bacterial consortium, Appl. Environ. Microbiol. 57, 3144 3149, 1991. 17. Huang, Y-H., et al., Comparative study of oxidation of dye-reactive Black B by different advanced oxidation processes: Fenton, electro-fenton and photo-fenton, J.Hazard. Mater. 154, 655-662, 28. 18. Kudlich, M., Simultaneous anaerobic and aerobic degradation of the sulfonated azo dye Mordant Yellow 3 by immobilized cells from a naphthalenesulfonate-degrading mixed culture, Appl.Microbiol. Biotechnol. 46, 597 63, 1996. 19. Lahkimi, A.et al., Removal of textile dyes from water by the electro-fenton process, Environ. Chem. Lett. 5, 35 39, 27. 2. Lei, H., et al., Electro-Fenton degradation of cationic red X-GRL using an activated carbon fiber cathode, Process Safety and Environmental Protection 88, 431 438, 21. 21. Martínez-Huitle, C.A., Brillas, E., Decontamination of wastewaters containing synthetic organic dyes by electrochemical methods: a general review. Appl. Catal. B: Environ. 87 (3 4), 15 145, 29. 22. Oturan, M.A., et al., Hydroxylation of aromatic drugs by the electro-fenton method. Formation and identification of the metabolites of Riluzole. New J. Chem. 23 (8), 793 794, 29. 23. Oturan, M.A., Pinson, J., Hydroxylation by Electrochemically Generated Hydroxyl Radicals Mono and Polyhydroxylation of Benzoic Acid: Products And İsomers distribution. J. Phys. Chem., 99: 13948-13954, 1995. 24. Pinheiro, H.M., et al., Aromatic amines from azo dye reduction: status review with emphasis on direct UV spectrophotometric detection in textile industry wastewaters, Dyes Pigment 61, 121 139, 24. 25. Rosales, E., et al., Electro-fenton decoloration of dyes in a continuous reactor: A promising technology in colored wastewater treatment, Chemical Eng. J., 155, 62-67, 29. 26. Solmaz, S.K.A., et al., Colour and COD removal from textile effluent by coagulation and advanced oxidation processes, Soc. Dyers Colorists Color. Technol. 122, 12 19, 26. 27. Yuan, S., et al., Treatment of nitrophenols by cathode reduction and electro-fenton methods. J. Hazard. Mater. 137 (1), 573 58, 26. 28. Zhou, M., et al., Electro-Fenton method for the removal of methyl red in an efficient electrochemical system, Sep. Purif. Technol. 57, 38 387, 27.