Çevre Mühendisliğinde Su Arıtımında Ultrases Uygulamaları

Öz

Son yıllarda artan endüstrileşme sonucunda, üretim faaliyetlerinin artması beraberinde çevre açısından sorunlar getirmektedir. Bu sorunların temeli olarak su kirliliği görülmektedir. Su kirliliğinin çevre açısından sorun olarak görülmesinden beri birçok arıtım yöntemi üzerinde çalışmalar yapılmaktadır. Bu yöntemlerden biri de son yıllarda üzerinde farklı modifikasyonlarla çalışmalar yapılmaya başlanılmış olan ultrases ışınımlı proseslerdir. Ultrases ışınımında kavitasyon adı verilen olay gerçekleşir. Kavitasyon olayı sonucunda oluşan yüksek basınç ve sıcaklık sonucunda ortamda hidroksil radikalleri oluşur ve bu radikaller suyun içerisindeki kirleticilerin giderilmesini sağlar. Ultrases etkili ve uygulanabilir yapısı nedeniyle iyi bir teknolojidir. Ultrases ışınımı tek başına çok etkili olmamasından dolayı genellikle başka proseslerle kombine edilerek  (adsorbsiyon, fenton, enzim gibi) çalışılmaktadır. Ultrases ışınımının verimi yükselttiği çalışmalar literatürde oldukça çoktur. Ultrases ışınımının çevre mühendisliği uygulamaları çoğunlukla boyar madde giderimi üzerine olsa da başka alanlarda da (alg giderimi, zararlı organik bileşiklerin bozundurulması gibi) uygulamaları mevcuttur. 

Anahtar Kelimeler

• atıksu arıtımı,atıksu,ultrases

Ultrasound Applications About Water Treatment in Environmental Engineering

Öz

As a result of increased industrialization in recent years, the increase of production activities brings environment problems. Water pollution is seen as the main cause of these problems. Since water pollution is regarded as a problem in terms of environment, many methods of treatment have been carried out. One of these methods is ultrasound radiation processes, which have started to work on different modifications over the last few years. In ultrasound radiation, the cavitation occurs. The high pressure and temperature generated as a result of cavitation together with the formation of hydroxyl radicals in the environment, these radicals can remove pollutants in the water. Ultrasound is a good technology because of its efficient and applicable structure. Because ultrasound radiation is not very effective on its own, it is usually studied in combination with other processes (such as adsorption, fenton, enzyme). Also, the studies in which ultrasound radiation increases the efficiency are very much in the literature. Environmental engineering applications of ultrasound radiation are mostly based on the removal of the dye, but there are also applications in other areas (such as degradation of algae, degradation of harmful organic compounds).

Anahtar Kelimeler

• Ultrasound,Wastewater,Water treatment.

Kaynakça

1. Ildırar, D., “ Maya Endüstrisi Atıksuyunun Ultrases İle Koyu Renginin Giderilmesi” Hitit Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 16s, Çorum, 2014
2. Esmer H. E., Kaymak G., Tartar Ş., Kayhan F. E., “ Su Arıtımında Ultrases Uygulaması: Arıtma Yöntemlerine Farklı Bir Yaklaşım “ Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 2 (1), 84-110, 2016
3. Edecan, M. E., “ Kombine Ultrases/Aktif Karbon Kullanarak Tekstil Boyar Maddesinin Renk Gideriminin Modellenmesi Ve Optimizasyonu “ Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 14s, Erzurum, 2006
4. Vajnhandl S., Le Marechal A. M., “ Ultrasound in textile dyeing and the decolouration/mineralization of textile dyes” Dyes and Pigments, 65(2), 89-101, 2005
5. Şahinkaya, S., “ Decolorization of reactive orange 16 via ferrate(VI) oxidation assisted by sonication” Turkish Journal of Chemistry, 41(4), 577-586, 2017
6. Ergün, G., “ Bazı Tekstil Boyar Maddelerin Sulu Çözeltilerden Elektrokoagülasyon Ve Ultrases Yöntemlerini Kullanarak Giderimi”, Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü Mühendislik Ve Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 58-59s, Gebze, 2013
7. Bire, M., “ İleri Oksidasyon Yöntemleriyle (Uv, Ultrases, Katalizör) Atık Sulardan Boyar Madde Giderimi”, Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 20s, Erzurum, 2011
8. Gümüşdere, H. K., “ Zararlı Organik Bileşiklerin Bozundurulmasına Ses Ötesi Dalgaların (Ultrasound) Etkisi”, Ankara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, is, Ankara, 2007

9. Mason, T. J., Joyce, E., Phull, S. S., Lorimer, J. P. “Potential uses of ultrasound in the biological decontamination of water”, Ultrasonics sonochemistry, 10(6), 319-323, 2003
10. Estévez-Calvar, N., Gambardella, C., Miraglia, F., Pavanello, G., Greco, G., Faimali, M., Garaventa, F., “Potential use of an ultrasound antifouling technology as a ballast water treatment system”, Journal of Sea Research, 133, 115-123, 2018
11. Gogate, P. R., Pandit, A. B., "A review of imperative technologies for wastewater treatment II: hybrid methods." Advances in Environmental Research, 8 (3-4), 553-597, 2004
12. Jing, L., Chen, B., Wen, D., Zheng, J., Zhang, B., “Pilot-scale treatment of atrazine production wastewater by UV/O3/ultrasound: Factor effects and system optimization”, Journal of environmental management, 203, 182-190, 2017
13. Jawale, R. H., Tandale, A., Gogate, P. R. “ Novel approaches based on ultrasound for treatment of wastewater containing potassium ferrocyanide” Ultrasonics Sonochemistry, 38, 402-409, 2017
14. Guo, W. Q., Yin, R. L., Zhou, X. J., Du, J. S., Cao, H. O., Yang, S. S., Ren, N. Q., “Sulfamethoxazole degradation by ultrasound/ozone oxidation process in water: kinetics, mechanisms, and pathways”, Ultrasonics sonochemistry, 22, 182-187, 2015
15. Barik, A. J., Gogate, P. R., “Degradation of 2, 4-dichlorophenol using combined approach based on ultrasound, ozone and catalyst” Ultrasonics sonochemistry, 36, 517-526, 2017
16. Nakajima, A., Tanaka, M., Kameshima, Y., & Okada, K., “Sonophotocatalytic destruction of 1, 4-dioxane in aqueous systems by HF-treated TiO2 powder”, Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, 167(2-3), 75-79, 2004
17. Reddy, D. R., Dinesh, G. K., Anandan, S., Sivasankar, T.,” Sonophotocatalytic treatment of Naphthol Blue Black dye and real textile wastewater using synthesized Fe doped TiO2”, Chemical Engineering and Processing: Process Intensification, 99, 10-18, 2016
18. Verma, A., Kaur, H., Dixit, D.,” Photocatalytic, sonolytic and sonophotocatalytic degradation of 4-chloro-2-nitro phenol”, Archives of Environmental Protection, 39(2), 17-28, 2013
19. Şahinkaya, S., “COD and color removal from synthetic textile wastewater by ultrasound assisted electro-Fenton oxidation process’’, Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 19, 601–605, 2013
20. Hassani, A., Karaca, C., Karaca, S., Khataee, A., Açışlı, Ö., Yılmaz, B.,” Enhanced removal of basic violet 10 by heterogeneous sono-Fenton process using magnetite nanoparticles”, Ultrasonics Sonochemistry, 42, 390-402, 2018
21. Giray, S. N., “ Kumaş Boyaması Yapan Kahramanmaraş Tekstil Fabrikaları Atıksularını Ultrases Fenton Ve Fenton Oksidasyonuyla Arıtımının Araştırılması”, Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 75s, Kahramanmaraş, 2014
22. Zhang, H., Fu, H., Zhang, D., “Degradation of CI Acid Orange 7 by ultrasound enhanced heterogeneous Fenton-like process”, Journal of Hazardous Materials, 172(2-3), 654-660, 2009
23. Adityosulindro, S., Barthe, L., González-Labrada, K., Haza, U. J. J., Delmas, H., Julcour, C.,”Sonolysis and sono-Fenton oxidation for removal of ibuprofen in (waste) water”, Ultrasonics sonochemistry, 39, 889-896, 2017
24. Şahinkaya, S., Kalıpcı, E., Öztürk M., “ As (III)’ün As (V)’e Ultrasonik Oksidasyonu”, Nevşehir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 2 (1), 103-108, 2013
25. Neppolian, B., Doronila, A., Ashokkumar, M., “Sonochemical oxidation of arsenic (III) to arsenic (V) using potassium peroxydisulfate as an oxidizing agent”, Water research, 44(12), 3687-3695, 2010
26. Barzegar, G., Jorfi, S., Zarezade, V., Khatebasreh, M., Mehdipour, F., Ghanbari, F., “4-Chlorophenol degradation using ultrasound/peroxymonosulfate/nanoscale zero valent iron: Reusability, identification of degradation intermediates and potential application for real wastewater”, Chemosphere, 201, 370-379, 2018
27. Gonze, E., Fourel, L., Gonthier, Y., Boldo, P., Bernis, A.,” Wastewater pretreatment with ultrasonic irradiation to reduce toxicity”, Chemical Engineering Journal, 73(2), 93-100, 1999
28. Khaire, R. A., Gogate, P. R.,” Intensified Recovery of Lactose from Whey using Thermal, Ultrasonic and Thermosonication Pretreatments”, Journal of Food Engineering, 2018
29. Kalıpcı, E., Şahinkaya, S., Aras, S., Öztürk, M., “ Ultrasonik Aktifleştirilmiş Aktif Karbon ile Krom (VI) Adsorpsiyonu”, Nevşehir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 2 (1), 20-25, 2013
30. Şayan, E., “Optimization and modeling of decolorization and COD reduction of reactive dye solutions by ultrasound-assisted adsorption”, Chemical Engineering Journal, 119(2-3), 175-181, 2006
31. Liu, H., Li, G., Qu, J., Liu, H., “Degradation of azo dye Acid Orange 7 in water by Fe0/granular activated carbon system in the presence of ultrasound”, Journal of Hazardous Materials, 144 (1-2), 180-186, 2007
32. Stucchi, M., Elfiad, A., Rigamonti, M., Khan, H., Boffito, D. C.” Water treatment: Mn-TiO2 synthesized by ultrasound with increased aromatics adsorption”, Ultrasonics sonochemistry, 44, 272-279, 2018
33. Low, S. K., Tan, M. C.,”Dye adsorption characteristic of ultrasound pre-treated pomelo peel”, Journal of Environmental Chemical Engineering, 6(2), 3502-3509, 2018
34. Zhao, C., Zheng, H., Gao, B., Liu, Y., Zhai, J., Zhang, S., Xu, B. “Ultrasound-initiated synthesis of cationic polyacrylamide for oily wastewater treatment: Enhanced interaction between the flocculant and contaminants” Ultrasonics Sonochemistry, 42, 31-41, 2018