Tavuk Kesimhanesi Atıksularından Sürekli Akışlı Elektrokoagülasyon Prosesi ile Fosfor Giderimi

Abstract

Bu çalışmada, elektrot materyali olarak paslanmaz çelik ve demirin kullanıldığı sürekli şartlarda işletilen Elektrokoagülasyon (EK) model reaktörü ile tavuk kesimhanesi atıksularından fosfor gideriminde pH (4-10), akım yoğunluğu (10-40 A/m2) ve elektroliz süresi (5-15 dk) gibi işletme parametrelerinin etkisi araştırılmıştır. Elektrot materyalleri; ilk olarak Anot ve katot elektrotun paslanmaz çelik (Anot-PÇ/Katot-PÇ) ve ikinci olarak anot demir, katot ise paslanmaz çelik materyalinden (Anot-Demir/Katot-PÇ) olacak şekilde iki farklı birleşim değerlendirilmiştir.  Deneysel çalışma sonuçlarının değerlendirilmesi ve optimum işletme şartlarının belirlenmesi amacı ile Box-Behnken istatistiksel analiz modeli kullanılmıştır. Optimize edilen koşullarda, PÇ/PÇ elektrotunun kullanıldığı EK model reaktöründe giderilen fosfor konsantrasyonu için R2 (Regresyon) değeri 0,99 olarak; Fe/PÇ elektrotunun kullanıldığı EK model reaktöründe giderilen fosfor konsantrasyonu için R2 değeri 0,98 olarak tespit edilmiştir. Fosfor konsantrasyonu gideriminin en yüksek olduğu optimum değerler; PÇ/PÇ elektrot türü için başlangıç pH 4, akım yoğunluğu: 23,3 A/m2, elektroliz süresi: 9,2 dk olarak tespit edilirken, Fe/PÇ elektrot türü için elektrot türü için başlangıç pH 4, akım yoğunluğu: 40 A/m2, elektroliz süresi: 15 dk olarak tespit edilmiştir. En yüksek giderimin sağlandığı şartlarda PÇ/PÇ elektrot türünde, Fe/PÇ elektrot türüne göre daha az akım yoğunluğu ve elektroliz süresine ihtiyaç duyulduğu belirlenmiştir.

Keywords

• Tavuk Kesimhanesi Atıksuları
• Fosfor Giderimi
• Box-Behnken İstatistiksel Dizayn

Phosphorus Removal from Poultry Slaughterhouse Wastewater by Continuous-Flow Electrocoagulation Process

Abstract

In this study, the effect of operating parameters such as pH (4-10), current density (10-40 A / m2) and electrolysis time on removal of phosphorus from Poultry Slaughterhouse Wastewater by an EC (Electrocoagulation) model reactor operating under continuous mode, where SS (Stainless Steel) and Fe (iron) electrodes were used, was investigated. Electrode materials; two different combinations of anode and cathode electrodes were first considered as stainless steel (Anode-SS / Cathode-SS) and secondly anode iron and cathode as stainless steel material (Anode-Fe / Cathode-SS). The Box-Behnken statistical design was utilized for optimization studies. Under the optimum conditions, the coefficient of determination (R2) value for removal of phosphorus in the EC model reactor, where SS/SS and Fe/PÇ electrodes were used, was found to be 0.99 and 0.98, respectively. According to the results obtained, in the EC model reactor where SS/SS electrodes were used, it was found out that the optimum initial pH was 4, the optimum current density was 23.3 A/m2 , and electrolysis time was 9.2 min. In the case of Fe/SS electrode usage, the optimum values for the highest removal efficiency for phosphorus were obtained as 4 for the pH, 40 A/m2 for the current density, and 15 min.for the electrolysis time. It has been determined that, under the conditions of maximum removal, less current density and electrolysis time are needed compared to Fe/SS electrode type in the type of SS/SS electrode.

Keywords

• Poultry Slaughterhouse Wastewaters
• Phosphorus removal
• Box-Behnken Statistical Design

References

1. [1] TÜİK, (24.03.2017), [Online]. Erşim:https://biruni.tuik.gov.tr/medas/?kn=80&locale=tr .
2. [2] S. Otles, Gıda Endüstrisinde Atıkların Değerlendirilmesi (Et ve Et Endüstrisi Atıksuları). http://eng.ege.edu.tr/~otles/foodwaste-meat.tripod.com/id3.html, 2011.
3. [3] A. Günay, E. Debik, E. “Evsel Atıksulardan biyolojik nütrient giderimi”, I. Atıksu Sempozyumu, Kayseri, Türkiye, 1998.
4. [4] E. Oğuz, A. Gürses, N. Canpolat Cement and Concrete Res. 33, 1109-1112, 2003.
5. [5] B. Kıvanç, “Adsorpsiyon ve İyon Değişimi Yöntemi ile Sulu Çözeltilerden Fosfat Gideriminin İncelenmesi”, Yüksek Lisans Tezi, Osmangazi Üniversitesi, Eskişehir, Türkiye, 2011.
6. [6] D. Dolar, K. Kosutic, B. Vucic, RO/NF "Treatment of Wastewater from Fertilizer Factory: Removal of Fluoride and Phosphate”, Desalination, vol. 265, pp. 237-241, 2011.
7. [7] T. Tunçal, “Management of Phosphorus Removal in Municipal Wastewater Treatment Plants”. Doktora Tezi, Dokuz Eylül Üniversitesi, İzmir, Türkiye, 2008.
8. [8] S. Tanada, M. Kabayama, N. Kawasaki, T. Sakiyama, T. Nakamura, M. Araki, T. Tamura, “Removal of Phosphate by Aluminum Oxide Hydroxide” Journal of Colloid and Interface Sci., vol. 257, no. 1, pp. 135-140, 2003.

9. [9] Ş. İrdemez, N. Demircioğlu, Y.Ş. Yıldız, “The Effects of pH on Phosphate Removal from Wastewater by Electrocoagulation with Iron Plate Electrodes” Journal of Hazardous Materials, vol. 137, no. 2, pp.1231-1235, 2006.
10. [10] American Public Health Association (APHA), 2005. Standard Methods for the Examination of Waste and Wastewater (19th ed.), Washington.
11. [11] N. Duman, Frükto-Oligosakkaritlerin Zeolitler tarafından Adsorpsiyonunun İncelenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi, Isparta-Türkiye, 2011.
12. [12] Ş. İrdemez, N. Demircioğlu, Y.Ş. Yıldız, V. Tosunoğlu, “Optimization of Phosphate Removal from Wastewater by Electrocoagulation with Aluminum Plate Electrodes” Separation and Purification Tech., vol. 52, pp. 394-401, 2006.
13. [13] M. Kobya, E. Demirbaş, A. Dedeli, M.T. Şensoy, “Treatment of Rinse Water form Zinc Phosphate Coating by Batch and Continuous Electrocoagulation Procesess” Journal of Hazardous Materials, vol. 173, pp. 326-334, 2010.
14. [14] M.B. Miranzadeh, D. Rabbani, S. Dehqa, “Electrocoagulation Process for Removal of Adenosine-5'-Monophosphate and Sodium Hexamethaphosphate from the Synthetic Wastewater” International Journal of Physical Sciences, vol. 7, no. 10, pp. 1571-1577, 2012.