Karasuyun koagülasyon, elektrokoagülasyon ve Fenton prosesleri ile kimyasal arıtılabilirliği

Yıl 2012, Cilt: 22 Sayı: 1, 11 - 21, 31.12.2012

B. Hande Gürsoy-haksevenler İdil Arslan-alaton

Öz

Zeytinyağı üretimi sonucunda oluşan ve karasu olarak adlandırılan atıksular, karmaşık yapıları ve içeriklerinde bulunan yüksek miktarda organik kirletici, inorganik tuz ve yağ-gres nedeniyle konvansiyonel yöntemlerle arıtılamamaktadır. Günümüzde biyolojik aktif çamur sistemleri ile arıtmaya uygun olmayan karasuar için alternatif fizikokimyasal yöntemler araştırılmaktadır. Bu deneysel çalışmada gerçek karasu numunesinden (KOİ=140000 mg/L; TOK=35000 mg/L; toplam fenol=3500 mg/L) organik madde giderimi için koagülasyon, elektrokoagülasyon ve Fenton prosesleri araştırılmıştır. Çalışmanın ilk aşamasında kimyasal arıtma proseslerine reaksiyon pH’sı,
koagülan, oksidan ve katalizör konsantrasyonu ile akım yoğunluğu gibi bu prosesler için önemli olan işletim parametrelerinin etkileri incelenmiştir. Arıtma proseslerinin performansı, KOİ, TOK ve toplam fenol kolektif parametreleri üzerinden değerlendirilmiştir. Çalışmada ayrıca “Vibrio fischeri” fotobakterileri ile akut toksisite (inhibisyon) ve biyolojik ayrışbilirlik oranları ölçülmüştür. Uygulanan kimyasal arıtma prosesleri arasında en yüksek giderim verimleri demir klorür ile koagülasyon prosesi için elde edilmiştir. Karasuyun koagülasyon prosesi ile arıtımı sonunda %88 KOİ, %78 TOK ve %87 toplam fenol giderimi elde edilmiştir. Koagülasyon prosesinden sonra en iyi arıtma verimi paslanmaz çelik elektrodlar kullanılarak gerçekleştirilen elektrokoagülasyon deneyleri sonucunda 67 KOİ, %55 TOK ve %60 toplam fenol olarak bulunmuştur. Fenton oksidasyon prosesi ile, çalışılan en yüksek demir (50 mM) ve hidrojen peroksit (100 mM) konsantrasyonlarında bile oldukça yetersiz (% 15 mertebelerinde) giderim verimi elde edilmiştir. Ancak Fenton prosesinde pH ayarı için sönmüş kireç kullanıldığında organik madde giderim verimlerinin %70’e kadar yükseldiği gözlenmiştir. Kimyasal arıtma proseslerinin karasuya uygulanması ile atıksuyun akut toksisitesinde ve biyoayrışabilirliğinde önemli bir değişiklik tespit edilememiştir.

Anahtar Kelimeler

Karasu, kimyasal arıtma, koagülasyon, elektrokoagülasyon, Fenton prosesi, akut toksisite, biyoayrışabilirlik

Destekleyen Kurum

İTÜ Rektörlüğü Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi

Proje Numarası

36035

Kaynakça

• Adhoum, N., Monser, L., (2004). Decolourization and removal of phenolic compounds from OMWW by electrocoagulation, Chemical Engineering and Processing, 43, 1281-1287.
• Box, J.D., (1983). Investigation of the folin-ciocalteu phenol reagent for the determination of polyphenolic substances in natural waters, Water Research, 17, 511-525.
• Chamarro, E., Marco, A., Esplugas, S., (2001). Use of Fenton reagent to improve organic chemical biodegradability, Water Research, 35, 1047-1051.
• Doğruel, S., Ölmez-Hancı, T., Kartal, Z., Arslan-Alaton, İ., Orhon, D., (2009). Effect of Fenton’s oxidation on the particle size distrubiton of organic carbon in OMWW, Water Research, 43, 3874-3983.
• El-Gohary, F.A., Badawy, M.I., El-Khateeb, M.A., El-Kalliny, A.S., (2009). integrated treatment of omw by the combination of Fenton’s reaction and anaerobic treatment, Journal of Hazardous Materials, 162, 1536-1541.
• Hanafi, F., Assobhei, O., Mountadar, M., (2010). Detoxification and discoloration of Moroccan OMWW by electrocoagulation, Journal of Hazardous Materials, 174, 807-812.
• ISO 11348-3, (1998). Water quality-determination of the inhibitory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri (luminescent bacteria test)-Part 3: Method using freeze-Dried bacteria, ISO, Geneva.
• İnan, H., Dimoglo, A., Şimşek, H., Karpuzcu, M., (2004). OMWW treatment by means of electrocoagulation, Separation and Purification Technology, 36, 23-31.
• Kestioğlu, K., Yonar, T., Azbar, N., (2005). Feasibility of physico-chemical treatment and advanced oxidation processes (AOPs) as a means of pretreatment of OME, Process Biochemistry, 40, 2409-2416.
• Khoufi, S., Feki, F., Sayadi, S., (2007). Detoxification of OMWW by electrocoagulation and sedimentation processes, Journal of Hazardous Materials, 142, 58-67.
• Kiril Mert, B., Yonar, T., Kilic, M., Kestioğlu, K., (2010). Pre-treatment studies on OME using physicochemical, Fenton and Fenton-Like oxidations processes, Journal of Hazardous Materials., 174,122-128.
• Mulinnacci, N., Romani, A., Galardi, C., Pinelli, P., Giaccherini, C., Vincieri, F.F., (2001). Polyphenolic content in OMWW and related olive samples, Journal of Agricultural and Food Chemistry, 49, 3509-3514.
• Ölmez, T., Dülekgürgen, E., Arslan-Alaton, İ., Orhon, D., (2008). Zeytinyağı karasularında organik karbon giderimi ve danecik boyut dağılımı bazlı organik madde profili üzerine kimyasal arıtmanın etkisi, İ.T.Ü. 11. Endüstriyel Kirlenme Kontrolü Sempozyumu, 11-13 Haziran 2008.
• Sarria, V., Deront, M., Péringer, P., Pulgarin, C., (2003). Degradation of biorecalcitrant dye precursor present in industrial wastewater by a new integrated iron(III) photoassisted-biological treatment, Applied Catalysis B:Environmental, 40, 231-246.
• Sarika, R., Kalogerakis, N., Mantzavinos, D., (2005). Treatment of OME: Part II. Complete removal of solids by direct flocculation with polyelectrolytes, Recent Advances in Bioremediation, 31, 297-304.
• Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği, (2004). 24.05.2011 tarih ve 25687 sayılı Resmi Gazete, Orman ve Su İşleri Bakanlığı, Ankara.
• Yahiaoui, O., Lounici, H., Abdi, N., Drouiche, N., Ghaffour, N., Pauss, A., Mameri, N., (2011). Treatment of OMWW by the combination of ultrafiltration and bipolar electrochemical reactors, Chemical Engineering and Processing, 50, 37-41.
• Whan-Kang,Y., Hwang,K., (2000). Effects of reaction conditions on the oxidation efficiency in the Fenton process, Water Research, 34, 2786-2790.