BibTex RIS Kaynak Göster

İçme suyundan elektrokoagülasyon prosesi ile doğal organik madde giderimi

Yıl 2011, Cilt: 27 Sayı: 4, 309 - 316, 01.08.2011

Öz

Bu çalışmada içme sularından doğal organik maddelerin (DOM) Elektrokoagülasyon (EC) prosesiyle arıtılabilirliliği incelenmiştir. Bu amaçla Sivas 4 Eylül Barajının sularının arıtıldığı, Sivas içme suyu arıtma tesisi girişinden ham su numuneleri alınmıştır. Arıtma verimliliğinin ölçülmesinde çözünmüş organik karbon (ÇOK) ve UV254 absorbans parametreleri dikkate alınmıştır. Demir ve alüminyum elektrotların monopolar paralel bağlı kullanıldığı EC reaktöründe ÇOK ve UV254 absorbans giderimi üzerine; başlangıç pH, akım yoğunluğu ve elektroliz süresi gibi işletme parametrelerinin etkisi incelenmiştir. Alüminyum elektrotlarının kullanıldığı EC prosesinde başlangıç pH, akım yoğunluğu ve elektroliz süresinin optimum değerleri sırasıyla; 5, 20 A/m2 ve 20 dakika olarak bulunmuştur. Bu koşullar altında, ÇOK ve UV254 giderme verimleri sırasıyla; %78 ve %94,5 olarak elde edilmiştir. Demir elektrotları kullanılması durumunda, optimum işletme koşulları başlangıç pH 6, akım yoğunluğu 20 A/m2 ve elektroliz süresi 20 dakika olarak bulunmuştur, bu koşullarda ÇOK ve UV254 giderme verimleri sırasıyla; %65,4 ve % 80,3’tür. Ayrıca enerji ve elektrot (alüminyum ve demir) harcanımları açısından işletme maliyeti hesaplanarak EC prosesinin ekonomik değerlendirilmesi yapılmıştır. Sonuç olarak EC prosesinin içme sularından DOM gideriminde etkili bir proses olduğu ortaya konulmuştur.

Kaynakça

  • Aiken, G. R., McKnight D. M., Wershaw R. L., and MacCarthy P., An introduction to humic substances in soil, sediment, and water, In: Humic Substances in Soil, Sediment, and Water: Geochemistry, Isolation, and Characterization, eds., G. R. Aiken, D. M. McKnight, R. L. Wershaw, ve P. MacCarthy, pp. 1-9, John Wiley & Sons, New York, NY. 1985.
  • McKnight, D. M. and Aiken, G. R., Sources and Age of Aquatic Humus, In: Aquatic Humic Substances: Ecology and Biogeochemistry, eds., D. O. Hessen and L. J. Tranvik, Ecological Studies, 133, pp. 9-39, SpringerVerlag, Berlin, 1998.
  • Singer, P.C., Humic substances as precursors for potentially harmful disinfection by-products, Water Sci. Technol. 9 (40), 25–30, 1999.
  • El-Rehaili, M. A. Jr. and Weber, J.W., Correlation of humic substance THM formation potential and adsorption behavior to molecular weight distribution in raw and chemically treated waters, Water Res. 5 (21), 573–582, 1987.
  • Aoaki, T., and Kawakami, K., Continuous flow method for determination of total THMS in drinking water with membrane separation, Water Res. 6 (23), 739–742, 1989.
  • Eikebrokk, B., Coagulation-direct filtration of soft, low alkalinity humic waters, Water Sci. Technol. 9 (40), 55– 62, 1999.
  • Ratnaweera, E., Gjessing, O.E., Influence of physical– chemical characteristics of natural organic matter (NOM) on coagulation properties: an analysis of eight Norwegian water sources, Water Sci. Technol. 9 (40), 89–96, 1999.
  • Teerman, I.P., and Jekel, M.R., Adsorption of humic substances onto β-FeOOH and its chemical regeneration, Water Sci. Technol. 9 (40),199–206, 1999.
  • Bukhari, A.A., Investigation of the electrocoagulation treatment process for the removal of total suspended solids and turbidity from municipal wastewater, Bioresource Technol., Vol 99, 914-921, 2008.
  • Chen, X., Chen, G. and Yue P.L., Separation of pollutans from restaurant wastewater by electrocoagulation, Sep. Purif. Technol., 19, 65-76, 2000.
  • Solak, M., Kılıç, M. and Yazıcı, H., Removal of suspended solids and turbidity from marble processing wastewaters by electrocoagulation: comparison of electrode materials and electrode connection systems, J. Hazard. Mater., 172, 345-352, 2009.
  • Shafari, A., Rezayee, M., Arami, M., and Nikazar, M., Removal of Mn+2 ions from synthetic wastewater by electrocoagulation process, Desalination, 260, 23-28. 2010.
  • Makalootian, M., Mansoorian, H.J., and Moosazadeh, M., Performance evaluation of electrocoagulation process using iron-for electrodes for removing hardess from drinking water, Desalination, 255, 67-71, 2010.
  • Ghosh, D., Medhi., C.R., and Purkait, M.K., Treatment of fluoride containing drinking water by electrocoagulation using monopolar and bipolar electrode connections, Chemosphere, 73, 1393-1400, 2008.
  • Zhao, H-Z., Yang, W., Zhu, J., and Ni, J-R., Defluoridation of drinking water by combined electrocoagulation: Effects of the molar ration of alkalinity and fluoride to Al(III), Chemosphere, 74, 13911395, 2009.
  • Lakshmanan, D., Clifford, D.A., and Samanta, G., Comparative study of arsenic removal by iron using electrocoagulation and chemical coagulation, Water Res., 44(19, 5641-5652, 2010.
  • Kumar, N.S. and Goel, S., Factors influencing arsenic and nitrate removal from drinking water in a continuous flow electrocoagulation (EC) process, J. Hazard. Mater., 173, 528-533, 2010.
  • Yildız, Y.Ş, Hümik Maddeler İçeren Atıksuların Elektrokoagülasyon Metoduyla Arıtımı, Doktora Tezi, Atatürk Üniversitesi, Erzurum, 2003.
  • Qin, J.J., Ooa, M.H., Kekrea, K.A., Knopsb F., and Millerb, Peter., Impact of coagulation pH on enhanced removal of natural organic matter in treatment of reservoir water , Sep. Purif. Technol, 49 (3), 295-298, 2006.
  • Özer, S., İçme suyunda zenginleştirilmiş koagülasyonla organik madde giderimi, Yüksek Lisans Tezi, Cumhuriyet Üniversitesi, Sivas, 2008.
  • Singer, P.C., Control of Disinfection By-Product in Drinking water, Journal of Environmental Engineering, 120(4), 727-741, 1994.
  • Mollah, M.Y.A., Schennach, R., Parga, J.R. and Cocke, D.L., Electrocoagulation (EC)-science and applications, J. Hazard. Mater., 84, 29-41, 2001.
  • Canizares, P., Carmona, M., Lobato, J., Martinez, F. and Rodrigo, M.A., Electrodissolution of aluminum electrodes in electrocoagulation processes, Ind. Eng. Chem. Res., 44, 4178-4185, 2005.
  • Holt, P.K., Barton, G.W., Wark, M. and Mitchell, C.A., A quantitative comparison between chemical dosing and electrocoagulation, Colloid Surface A, 211, 233-248, 2002.
  • Pouet, M.F. and Grasmick, A., Urban wastewater treatment by electrocoagulation and flotation, Water Sci. Technol., 31, 275-283, 1995.
  • Arslan, T., Kabdaşlı, I., Arslan-Alaton, İ., Ölmez, T., ve Tünay, O., Kompleks olarak bağlı metal içeren atıksuların elektrokoagülasyon prosesi ile arıtımı, İ.T.Ü. Su Kirlenmesi Kontrolü Dergisi. Cilt 18, Sayı 11, 42-52, 2008.
  • İnsani Tüketim Amaçlı Sular Yönetmeliği, T.C. Sağlık Bakanlığı, Resmi Gazete, No: 25730, Ankara, 2005.
  • Do, J.S. and Chen, M.L., Decolourization of dyecontaining solutions by electrocoagulation, J. App. Electroche., 24, 785-790, 1994.
  • APHA, Standart Methods for examination of water and wastewater. 17th Ed.; American Public Health Association, American Water Works Associations, Water Environment Fedaration, Washington DC, U.S.A., 1992.
  • Gurses, A., Yalcin, M. and Dogar, C., Electrocoagulation of some reactive dyes: a statistical investigation of some electrochemical variables, Waste Manage., 22, 491–499, 2002.
  • Bayramoglu, M., Can, O.T., Kobya, M., and Sozbir, M., Operating cost analysis of electrocoagulation of textile dye wastewater, Sep. Purif. Technol., 37, 117-125, 2004.
  • Daneshvar, N., Oladegaragoze, A., and Djafarzadeh, N., Decolorization of basic dye solutions by electrocoagulation: an investigation of the effect of operational parameters, J. Hazard. Mater., 129, 116-122, 2006.
  • Chen, G., Electrochemical technologies in wastewater treatment, Sep. Purif. Technol., 38, 11-41, 2004.
  • Murugananthan, M., Raju, G.B. and Prabhakar, S., Separation of pollutants from tannery effluents by electro flotation, Sep. Purif. Technol., 40, 69-75, 2004.
  • Kobya, M., Hiz, H., Senturk, E., Aydiner, C. And Demirbas, E., Treatment of Potato Chips Manufacturing Wastewater By Electrocoagulation, Desalination, 190, 201-211, 2006.
  • Kobya, M., Demirbas, E., and Akyol, A., Electrochemical treatment and operating cost analysis of textile wastewater using sacrificial iron electrodes, Water Sci.Technol., 60, 2261-2270, 2009.
  • Kobya, M., Demirbas, E., Dedeli, A. and Sensoy, M.T., Treatment of rinse water from zincphosphate coating by batch and continuous electrocoagulation processes, J. Hazard. Mater., 17, 3326-334, 2010.

Removal of natural organic matter from drinking water by electrocoagulation process

Yıl 2011, Cilt: 27 Sayı: 4, 309 - 316, 01.08.2011

Öz

In this study, the treatability of natural organic matter (NOM) from drinking water by EC process was investigated. For this purpose, raw water samples were taken from the influent of Sivas Water Treatment Plant which is treating the water of Sivas 4 Eylül Dam. Dissolved organic carbon (DOC) and UV254 parameters were considered for the evaluation of treatment performance. The effects of various operating parameters such as initial pH, current density and electrolysis time on DOC and UV254 reduction were examined in an EC reactor using monopolar parallel connected aluminum and iron electrodes. The optimum values of initial pH, current density and electrolysis time for the EC process using aluminum electrode were found to be 5, 20 A/m2 and 20 min, respectively. Under these conditions, removal efficiencies for DOC and UV254 were obtained as 78% and 94.5%, respectively. In the case of iron electrode, removal efficiencies of DOC and UV254 were 65.4% and 80.3%, respectively under the optimum operating conditions which were found to be pH: 6, current density: 20 A/m2 and electrolysis time: 20 min. Besides, economical evaluation of the EC process was also made through calculating operating costs in terms of energy and electrode (aluminum and iron) consumptions. As a result, EC process was proved to be an effective treatment method for the removal of NOM from drinking water.

Kaynakça

  • Aiken, G. R., McKnight D. M., Wershaw R. L., and MacCarthy P., An introduction to humic substances in soil, sediment, and water, In: Humic Substances in Soil, Sediment, and Water: Geochemistry, Isolation, and Characterization, eds., G. R. Aiken, D. M. McKnight, R. L. Wershaw, ve P. MacCarthy, pp. 1-9, John Wiley & Sons, New York, NY. 1985.
  • McKnight, D. M. and Aiken, G. R., Sources and Age of Aquatic Humus, In: Aquatic Humic Substances: Ecology and Biogeochemistry, eds., D. O. Hessen and L. J. Tranvik, Ecological Studies, 133, pp. 9-39, SpringerVerlag, Berlin, 1998.
  • Singer, P.C., Humic substances as precursors for potentially harmful disinfection by-products, Water Sci. Technol. 9 (40), 25–30, 1999.
  • El-Rehaili, M. A. Jr. and Weber, J.W., Correlation of humic substance THM formation potential and adsorption behavior to molecular weight distribution in raw and chemically treated waters, Water Res. 5 (21), 573–582, 1987.
  • Aoaki, T., and Kawakami, K., Continuous flow method for determination of total THMS in drinking water with membrane separation, Water Res. 6 (23), 739–742, 1989.
  • Eikebrokk, B., Coagulation-direct filtration of soft, low alkalinity humic waters, Water Sci. Technol. 9 (40), 55– 62, 1999.
  • Ratnaweera, E., Gjessing, O.E., Influence of physical– chemical characteristics of natural organic matter (NOM) on coagulation properties: an analysis of eight Norwegian water sources, Water Sci. Technol. 9 (40), 89–96, 1999.
  • Teerman, I.P., and Jekel, M.R., Adsorption of humic substances onto β-FeOOH and its chemical regeneration, Water Sci. Technol. 9 (40),199–206, 1999.
  • Bukhari, A.A., Investigation of the electrocoagulation treatment process for the removal of total suspended solids and turbidity from municipal wastewater, Bioresource Technol., Vol 99, 914-921, 2008.
  • Chen, X., Chen, G. and Yue P.L., Separation of pollutans from restaurant wastewater by electrocoagulation, Sep. Purif. Technol., 19, 65-76, 2000.
  • Solak, M., Kılıç, M. and Yazıcı, H., Removal of suspended solids and turbidity from marble processing wastewaters by electrocoagulation: comparison of electrode materials and electrode connection systems, J. Hazard. Mater., 172, 345-352, 2009.
  • Shafari, A., Rezayee, M., Arami, M., and Nikazar, M., Removal of Mn+2 ions from synthetic wastewater by electrocoagulation process, Desalination, 260, 23-28. 2010.
  • Makalootian, M., Mansoorian, H.J., and Moosazadeh, M., Performance evaluation of electrocoagulation process using iron-for electrodes for removing hardess from drinking water, Desalination, 255, 67-71, 2010.
  • Ghosh, D., Medhi., C.R., and Purkait, M.K., Treatment of fluoride containing drinking water by electrocoagulation using monopolar and bipolar electrode connections, Chemosphere, 73, 1393-1400, 2008.
  • Zhao, H-Z., Yang, W., Zhu, J., and Ni, J-R., Defluoridation of drinking water by combined electrocoagulation: Effects of the molar ration of alkalinity and fluoride to Al(III), Chemosphere, 74, 13911395, 2009.
  • Lakshmanan, D., Clifford, D.A., and Samanta, G., Comparative study of arsenic removal by iron using electrocoagulation and chemical coagulation, Water Res., 44(19, 5641-5652, 2010.
  • Kumar, N.S. and Goel, S., Factors influencing arsenic and nitrate removal from drinking water in a continuous flow electrocoagulation (EC) process, J. Hazard. Mater., 173, 528-533, 2010.
  • Yildız, Y.Ş, Hümik Maddeler İçeren Atıksuların Elektrokoagülasyon Metoduyla Arıtımı, Doktora Tezi, Atatürk Üniversitesi, Erzurum, 2003.
  • Qin, J.J., Ooa, M.H., Kekrea, K.A., Knopsb F., and Millerb, Peter., Impact of coagulation pH on enhanced removal of natural organic matter in treatment of reservoir water , Sep. Purif. Technol, 49 (3), 295-298, 2006.
  • Özer, S., İçme suyunda zenginleştirilmiş koagülasyonla organik madde giderimi, Yüksek Lisans Tezi, Cumhuriyet Üniversitesi, Sivas, 2008.
  • Singer, P.C., Control of Disinfection By-Product in Drinking water, Journal of Environmental Engineering, 120(4), 727-741, 1994.
  • Mollah, M.Y.A., Schennach, R., Parga, J.R. and Cocke, D.L., Electrocoagulation (EC)-science and applications, J. Hazard. Mater., 84, 29-41, 2001.
  • Canizares, P., Carmona, M., Lobato, J., Martinez, F. and Rodrigo, M.A., Electrodissolution of aluminum electrodes in electrocoagulation processes, Ind. Eng. Chem. Res., 44, 4178-4185, 2005.
  • Holt, P.K., Barton, G.W., Wark, M. and Mitchell, C.A., A quantitative comparison between chemical dosing and electrocoagulation, Colloid Surface A, 211, 233-248, 2002.
  • Pouet, M.F. and Grasmick, A., Urban wastewater treatment by electrocoagulation and flotation, Water Sci. Technol., 31, 275-283, 1995.
  • Arslan, T., Kabdaşlı, I., Arslan-Alaton, İ., Ölmez, T., ve Tünay, O., Kompleks olarak bağlı metal içeren atıksuların elektrokoagülasyon prosesi ile arıtımı, İ.T.Ü. Su Kirlenmesi Kontrolü Dergisi. Cilt 18, Sayı 11, 42-52, 2008.
  • İnsani Tüketim Amaçlı Sular Yönetmeliği, T.C. Sağlık Bakanlığı, Resmi Gazete, No: 25730, Ankara, 2005.
  • Do, J.S. and Chen, M.L., Decolourization of dyecontaining solutions by electrocoagulation, J. App. Electroche., 24, 785-790, 1994.
  • APHA, Standart Methods for examination of water and wastewater. 17th Ed.; American Public Health Association, American Water Works Associations, Water Environment Fedaration, Washington DC, U.S.A., 1992.
  • Gurses, A., Yalcin, M. and Dogar, C., Electrocoagulation of some reactive dyes: a statistical investigation of some electrochemical variables, Waste Manage., 22, 491–499, 2002.
  • Bayramoglu, M., Can, O.T., Kobya, M., and Sozbir, M., Operating cost analysis of electrocoagulation of textile dye wastewater, Sep. Purif. Technol., 37, 117-125, 2004.
  • Daneshvar, N., Oladegaragoze, A., and Djafarzadeh, N., Decolorization of basic dye solutions by electrocoagulation: an investigation of the effect of operational parameters, J. Hazard. Mater., 129, 116-122, 2006.
  • Chen, G., Electrochemical technologies in wastewater treatment, Sep. Purif. Technol., 38, 11-41, 2004.
  • Murugananthan, M., Raju, G.B. and Prabhakar, S., Separation of pollutants from tannery effluents by electro flotation, Sep. Purif. Technol., 40, 69-75, 2004.
  • Kobya, M., Hiz, H., Senturk, E., Aydiner, C. And Demirbas, E., Treatment of Potato Chips Manufacturing Wastewater By Electrocoagulation, Desalination, 190, 201-211, 2006.
  • Kobya, M., Demirbas, E., and Akyol, A., Electrochemical treatment and operating cost analysis of textile wastewater using sacrificial iron electrodes, Water Sci.Technol., 60, 2261-2270, 2009.
  • Kobya, M., Demirbas, E., Dedeli, A. and Sensoy, M.T., Treatment of rinse water from zincphosphate coating by batch and continuous electrocoagulation processes, J. Hazard. Mater., 17, 3326-334, 2010.
Toplam 37 adet kaynakça vardır.

Ayrıntılar

Diğer ID JA82AC92AG
Bölüm Makale
Yazarlar

Fuat Özyonar Bu kişi benim

Bünyamin Karagözoğlu Bu kişi benim

Eyüp Atmaca Bu kişi benim

Yayımlanma Tarihi 1 Ağustos 2011
Yayımlandığı Sayı Yıl 2011 Cilt: 27 Sayı: 4

Kaynak Göster

APA Özyonar, F., Karagözoğlu, B., & Atmaca, E. (2011). İçme suyundan elektrokoagülasyon prosesi ile doğal organik madde giderimi. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi, 27(4), 309-316.
AMA Özyonar F, Karagözoğlu B, Atmaca E. İçme suyundan elektrokoagülasyon prosesi ile doğal organik madde giderimi. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi. Ağustos 2011;27(4):309-316.
Chicago Özyonar, Fuat, Bünyamin Karagözoğlu, ve Eyüp Atmaca. “İçme Suyundan elektrokoagülasyon Prosesi Ile doğal Organik Madde Giderimi”. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi 27, sy. 4 (Ağustos 2011): 309-16.
EndNote Özyonar F, Karagözoğlu B, Atmaca E (01 Ağustos 2011) İçme suyundan elektrokoagülasyon prosesi ile doğal organik madde giderimi. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi 27 4 309–316.
IEEE F. Özyonar, B. Karagözoğlu, ve E. Atmaca, “İçme suyundan elektrokoagülasyon prosesi ile doğal organik madde giderimi”, Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi, c. 27, sy. 4, ss. 309–316, 2011.
ISNAD Özyonar, Fuat vd. “İçme Suyundan elektrokoagülasyon Prosesi Ile doğal Organik Madde Giderimi”. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi 27/4 (Ağustos 2011), 309-316.
JAMA Özyonar F, Karagözoğlu B, Atmaca E. İçme suyundan elektrokoagülasyon prosesi ile doğal organik madde giderimi. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi. 2011;27:309–316.
MLA Özyonar, Fuat vd. “İçme Suyundan elektrokoagülasyon Prosesi Ile doğal Organik Madde Giderimi”. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi, c. 27, sy. 4, 2011, ss. 309-16.
Vancouver Özyonar F, Karagözoğlu B, Atmaca E. İçme suyundan elektrokoagülasyon prosesi ile doğal organik madde giderimi. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi. 2011;27(4):309-16.

✯ Etik kurul izni gerektiren, tüm bilim dallarında yapılan araştırmalar için etik kurul onayı alınmış olmalı, bu onay makalede belirtilmeli ve belgelendirilmelidir.
✯ Etik kurul izni gerektiren araştırmalarda, izinle ilgili bilgilere (kurul adı, tarih ve sayı no) yöntem bölümünde, ayrıca makalenin ilk/son sayfalarından birinde; olgu sunumlarında, bilgilendirilmiş gönüllü olur/onam formunun imzalatıldığına dair bilgiye makalede yer verilmelidir.
✯ Dergi web sayfasında, makalelerde Araştırma ve Yayın Etiğine uyulduğuna dair ifadeye yer verilmelidir.
✯ Dergi web sayfasında, hakem, yazar ve editör için ayrı başlıklar altında etik kurallarla ilgili bilgi verilmelidir.
✯ Dergide ve/veya web sayfasında, ulusal ve uluslararası standartlara atıf yaparak, dergide ve/veya web sayfasında etik ilkeler ayrı başlık altında belirtilmelidir. Örneğin; dergilere gönderilen bilimsel yazılarda, ICMJE (International Committee of Medical Journal Editors) tavsiyeleri ile COPE (Committee on Publication Ethics)’un Editör ve Yazarlar için Uluslararası Standartları dikkate alınmalıdır.
✯ Kullanılan fikir ve sanat eserleri için telif hakları düzenlemelerine riayet edilmesi gerekmektedir.