SOLAR OXIDATION OF PETROCHEMICAL INDUSTRY WASTEWATERS

Abstract

As an advanced oxidation treatment, the Fe(III)/TiO2/Solar-UV process was applied to a petrochemical refinery wastewater in İzmir. The Box–Wilson experimental design method was employed to optimize the wastewater flowrate, oxidant and catalyst concentrations as significant factors for maximum organic matter removal. Organic matter removal was monitored throughout the operation period. The maximum reduction in the TOC concentration was 49% with the addition of 250mg/L TiO2 and 0.5mM Fe(III) at a 50L/h flowrate after 8 hours of exposure to solar irradiation.

Keywords

• Box-Wilson, Fe(III)/TiO2/Solar-UV process, Petrochemical industry, Solar oxidation, TOC degradation

PETROKİMYA ENDÜSTRİSİ ATIKSULARININ GÜNEŞ IŞIĞI İLE OKSİDASYONU

Abstract

İzmir’de bulunan bir petrokimya endüstrisi atıksuyunda organik madde giderimi üzerine ileri oksidasyon yöntemlerinden biri olan Fe(III)/TiO2/Solar-UV prosesinin etkisi araştırılmıştır. Verimi etkileyen önemli parametrelerden olan atıksu debisi, oksidant madde ve katalizör konsantrasyonunu optimize etmek için Box-Wilson deneysel tasarım yöntemi uygulanmıştır. Organik madde giderimi deney süresince gözlenmiştir. Maksimum TOK giderimi (% 49), 250mg/L TiO2 ve 0.5mM Fe(III) 50L/s debide 8 saat güneş ışığı oksidasyonu sonunda elde edilmiştir.

Keywords

• Box-Wilson, Fe(III)/TiO2/Solar-UV prosesi, Petrokimya endüstrisi, Güneş ışığı oksidasyonu, TOK giderimi

References

1. Akbulut H.Y., Karpuzcu M., Cihan F. (2003): “Anatoly Dimoglo Petrol İçeren Atıksuların Elektrokimyasal Yöntemlerle Arıtılması”, Çevre Mühendisleri Odası, 5. Ulusal Çevre Mühendisliği Kongresi, Mersin, s. 164-178.
2. Alhakimi G., Studnicki L.H., Al-Ghazali M. (2003): “Photocatalytic Destruction of Potassium Hydrogen Phthalate Using TiO2 and Sunlight: Application for the Treatment of Industrial Wastewater”, Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, N.154, s. 219– 228.
3. APHA (2005): “Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater”, 21st Edition American Public Health Association, American Water Works Association, Water Environment Federation Washington, USA.
4. Baycan-Parilti N., Akten, D. (2010): “Application of Box–Wilson Experimental Design Method for the Solar Photocatalytic Degradation of Textile Dyestuff with Fe(III)/H2O2/Solar UV Process”, Desalination, N.260, s. 193–198.
5. Baycan-Parilti N. (2010): “Treatment of a Petrochemical Industry Wastewater by a Solar Oxidation Process Using the Box-Wilson Experimental Design Method”, Ekoloji, N.19 (77), s. 9-15.
6. Bekbolet M., Özkösemen G. (1996): “A Preliminary Investigation on the Photocatalytic Degradation of a Model Humic Acid”, Water Science Research, N.33, s. 189-194.
7. Castillo L., El Khorassani H., Trebuchon P., Thomas O. (1999): “UV Treatability Test for Chemical and Petrochemical Wastewater”, Water Science and Technology, N.39, s. 17-23.
8. Coelho A., Castro A.V., Dezotti M., Sant’Anna Jr.GL. (2006): “Treatment of Petroleum Refinery Sourwater by Advanced Oxidation Processes”, Journal of Hazardous Materials B, N.137, s. 178–184.

9. Gök O., Sponza D., Türkman A. (2007): “Petrokimya Endüsrisi Atıksularının Aerobik Arıtılabilirliği”, Çevre Mühendisleri Odası, 7. Ulusal Çevre Mühendisliği Kongresi:Yaşam Çevre Teknoloji, İzmir, s. 374-382.
10. Juang L.C., Tseng D.H., Yang S.C. (1997): “Treatment of Petrochemical Wastewater by UV/H2O2 Photodecomposed System”, Water Science and Technology, N.36, s. 357-365.
11. Oppenländer T. (2003): “Photochemical Purification of Water and Air, Advanced Oxidation Processes (AOPs): Principles, Reaction Mechanisms, Reactor Concepts”, Wiley-VCH, Weinheim, Germany.
12. Palmer P.L., Eggins B.R., Coleman H.M. (2002): “The Effect of Operational Parameters on the Photocatalytic Degradation of Humic Acid”, Journal of Photochemistry and Photobiology A, N.148, s. 137-143.
13. Saien J., Nejati H. (2007): “Enhanced photocatalytic degradation of pollutants in petroleum refinery wastewater under mild conditions”, Journal of Hazardous Materials B, N.148, s. 491–495.
14. Shaphard G.S., Stockenstrom S., deVilliers D., Engelbrecht W.J., Wessels G.F. (2002): “Degradation of Microcystin Toxins in a Falling Film Photocatalytic Reactor with Immobilized Titanium Dioxide Catalyst”, Water Research, N.36 (1), s. 140-146.
15. Sponza D.T. (2003): “Investigation of Extracellular Polymer Substances (EPS) and Physicochemical Properties of Different Activated Sludge Flocs Under Steady-State Conditions”, Enzyme Microbiology Technology, N.32, s. 375-385.
16. Stepnowskia P., Siedlecka E.M., Behrend P., Jastorff B. (2002): “Enhanced Photo- Degradation of Contaminants in Petroleum Refinery Wastewater”, Water Research, N.36, s. 2167–2172.
17. T.C. Çevre ve Orman Bakanlığı, Çed ve Planlama Genel Müdürlüğü, Çevre Envanteri Dairesi Başkanlığı www.cedgm.gov.tr/CED/Files/cevreatlası/atlas_metni.pdf. (2004): “Türkiye Çevre Atlası”,
18. Wise H.E., Fahrenthold P.D. (1981): ‘Predicting Priority Pollutants from Petrochemical Processes’, Environmental Science and Technology, N.15, s. 1292-1304.
19. Yiğit Z., İnan H., Selçuk H. (2007): “Su Arıtımında Nanopor Titanyum Dioksitin Fotokatalitik/Fotoelektrokatalitik Proseslerinde Kullanılması”, Çevre Mühendisleri Odası, 7. Ulusal Çevre Mühendisliği Kongresi:Yaşam Çevre Teknoloji, İzmir, s. 467-472.