Endokrin bozucu dimetil fitalatın elektrokoagülasyon ve elektrokoagülasyon/Fenton prosesleri ile arıtımı

Yıl 2011, Cilt: 21 Sayı: 2, 3 - 12, 31.12.2011

Burçin Coşkun Tuğba Ölmez Hancı Işık Kabdaşlı Olcay Tünay

Öz

Fitalik asit esterleri (fitalatlar) endüstriyel uygulamalarda yaygın olarak kullanılan ve Dünya genelinde yıllık üretim miktarları 2.7 milyon ton gibi yüksek değerlere ulaşan, toksik özellik gösteren, kanserojen, endokrin bozucu ve birikim potansiyeline sahip maddelerdir. Bu çalışmada konvansiyonel yöntemlerle istenilen düzeyde arıtılamayan fitalat benzeri kirleticilerin gideriminde elektrokoagülasyon (EK) ve elektrokoagülasyon/Fenton (EK/Fenton) proseslerinin kullanımı araştırılmış ve bu iki prosesin verimleri ana madde ve toplam organik madde (TOK) giderimleri dikkate alınarak karşılaştırılmıştır. Her iki proses için en uygun işletme koşullarının belirlenmesi amacıyla optimizasyon çalışmaları yürütülmüştür. Her iki proses için en uygun işletme koşullarının belirlenmesi amacıyla optimizasyon çalışmaları yürütülmüştür. EK prosesinin optimizasyonu “Cevap Yüzey Yöntemi” metodolojisi kullanılarak, EK/Fenton prosesinin optimizasyonu ise geleneksel optimizasyon çalışmaları ile gerçekleştirilmiştir. EK/Fenton prosesi ile yürütülen çalışmalarda, 100 mg/L DMF sulu çözeltisi için optimum koşullar 22.5 mA/cm2 akım yoğunluğu, 1500 mg/L NaCl elektrolit konsantrasyonu, başlangıç pH’sı 2 ve H2O2 dozajı 40 mM olarak belirlenmiştir. Bu koşullarda 60 dakikalık reaksiyon süresi sonunda %100 DMF ve %90 TOK giderimi elde edilmiştir. EK prosesi için ise farklı giriş DMF konsantrasyonları (20-100 mg/L) için optimum işletme koşulları cevap yüzey yöntemi ile belirlenmiştir. 100 mg/L DMF sulu çözeltisi için optimum koşullar 13.5 mA/cm2 akım yoğunluğu, 1250 mg/L NaCl elektrolit konsantrasyonu ve başlangıç pH’sı 6 olarak belirlenmiş ve bu koşullarda 120 dakika sonunda %95 DMF ve %7 TOK giderimleri elde edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

Dimetil fitalat, endokrin bozucu maddeler, elektrokoagülasyon prosesi, elektrokoagülasyon/Fenton prosesi, cevap yüzey yöntemi

Kaynakça

• Aleboyeh, A., Daneshvar, N., Kasiri, M.B., (2008). Optimization of C.I. Acid Red 14 azo dye removal by electrocoagulation batch process with response surface methodology, Chemical Engineering and Processing, 47, 827-832.
• Birgül, A. ve Akal Solmaz, S.K., (2007). Tekstil endüstrisi atiksulari üzerinde elektrokoagülasyon ile ileri aritma, Seperation and Purification Technology, 19, 65-76.
• Buxton, G.V., Greenstock, C.L., Helman W.P., Ross, A.B., (1988). Critical view of rate constants for reactions of hydrated electrons, hydrogen atoms, hydroxyl radicals in aqueous solution, Journal of Physical and Chemical Reference Data, 17, 513-886.
• Gomez-Henz, A., Aguilar-Caballos, M.P., (2003). Social and economic interest in the control of phthalic acid esters, Trends in Analytical Chemistry, 22, 847-857.
• Körbahti, B.K., (2007). Response surface optimization of electrochemical treatment of textile dye wastewater, Journal of Hazardous Materials, 145, 277-286.
• Liu, H.L., Chiou, Y.R., (2005). Optimal decolorization efficiency of Reactive Red 239 by UV/TiO2 photocatalytic process coupled with response surface methodology, Chemical Engineering Journal, 112, 173-179.
• Kabdaşlı, I., Coşkun, B., Ölmez-Hancı, T., Tünay, O., Arslan-Alaton, I., (2010). Treatment of aqueous dimethyl phthalate by the combined electrocoagulation/fenton process, Fresenius Environmental Bulletin, 19, 8b, 1677-1681.
• Kabdaşlı, I., Keleş, A., Ölmez-Hancı, T., Tünay, O., Arslan-Alaton, I. (2009). Treatment of phthalic acid esters by electrocoagulation with stainless steel electrodes using dimethyl phthalate as a model compound, Journal of Hazardous Materials, 171, 932-940.
• Matsumoto, M., Hirata-Koizui, M., Ema, M., (2007). Adsorptive removal of phthalate ester(Di-ethyl phthalate) from aqueus phase by activated carbon: A kinetic study, Journal of Hazardous Materials, 146, 278-282.
• Mollah, M.Y.A., Morkovsky, P., Gomes, J.A.G., Kesmez, M., Parga, J., Cocke, D.L., (2004). Fundamentals, present and future perspectives of electrocoagulation, Journal of Hazardous Materials, B114, 199-210.
• Myers, R.H., Montgomery, D.C., (2002). Response surface methodology: Process and product optimization using designed experiments, 2nd ed., John Wiley & Sons, USA.
• Venter, K.S., (2006). Analysis of phthalate esters in household dust and significance of particle size fraction, Master Thesis, Central Missouri State University, Warrensburg.