Atık Aktif Çamurun Nano-Fenton Prosesi ile Parçalanması

Yıl 2021, Cilt: 10 Sayı: 1, 30 - 43, 01.06.2021

Serkan Sahinkaya , Damla Kesek

Öz

Bu çalışmada, modifiye Fenton prosesi ile atık aktif çamurun parçalanması incelenmiştir. Fenton prosesinde demir kaynağı olarak nano boyuttaki demir (II, III) oksit kullanılmıştır. Çalışma kapsamında, pH, katalist demir ve H2O2 konsantrasyonlarının optimizasyonları gerçekleştirilmiştir. Bu değişkenlerin çamurun çözünmüş fazındaki kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ) ve protein konsantrasyonları etkisi üzerinde durulmuştur. Ayrıca, Fenton prosesinin temel işletme parametrelerinin çamurun bulanıklığına ve su verme özelliğine etkisi de incelenmiştir. Atık aktif çamurun parçalanması için optimum pH 3 olarak belirlenirken, optimum demir ve H2O2 dozları ise sırasıyla 8 ve 80 g/kg TS olarak bulunmuştur. Öte yandan, optimum şartlarda yapılan kinetik çalışmada ise, çamurun parçalanması neticesinde gerçekleşen çözünmüş KOİ artışının sıfırıncı derece kinetik modeline ve protein konsantrasyonundaki artışın ise birinci derece kinetik modeline uyduğu tespit edilmiştir. Sonuç olarak, atık aktif çamurun parçalanması için Fenton prosesinde alternatif bir katalizör olarak demir (2, 3) oksidin kullanılabilir olduğu görülmüştür.

Anahtar Kelimeler

Atık aktif çamur,, çamur parçalama, demir (II, III) oksit, Fenton prosesi

Destekleyen Kurum

Nevşehir Hacı Bektaş Veli Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinatörlüğü

Proje Numarası

ABAP20F32

Teşekkür

Bu çalışma, Nevşehir Hacı Bektaş Veli Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinatörlüğü tarafından desteklenmiştir. Yazarlar, proje desteklerinden ötürü [Proje No: ABAP20F32] Nevşehir Hacı Bektaş Veli Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinatörlüğüne teşekkürlerini sunmaktadırlar.

Kaynakça

• Wilson, C.A., Novak, J.T. Hydrolysis Of Macromolecular Components Of Primary And Secondary Wastewater Sludge By Thermal Hydrolytic Pretreatment, Water Research, 4489–4498, 2009.
• Sari Erkan, H., Onkal Engin, G. A Comparative Study Of Waste Activated Sludge Disintegration By Electrochemical Pretreatment Process Combined With Hydroxyl And Sulfate Radical Based Oxidants, Journal of Environmental Chemical Engineering, 4-8, 2020
• Bagal, M.V., Gogate, P.R.. Wastewater Treatment Using Hybrid Treatment Schemes Based On Cavitation And Fenton Chemistry: A Review. Ultrasonics Sonochemistry,. 1-14, 2014.
• Şahinkaya, S., Kalıpcı, E., Aras, S. Disintegration Of Waste Activated Sludge By Different Applications Of Fenton Process, Process Safety and Environmental Protection, Cilt: 9 3, s. 274–281, DOI: 10.1016/j.psep.2014.05.010.
• Yildiz, S., Cömert, A. Fenton Process Effect On Sludge Disintegration, International Journal of Environmental Health Research, 30(1), 89-104, 2020.
• Erden, G., Filibeli, A. Improving Anaerobic Biodegradabilityof Biological Sludges By Fenton Pre-Treatment: Effects Onsingle Stage And Two-Stage Anaerobic Digestion. Desalination, 25, 58–63, 2010.
• Şahinkaya, S., Yakut, S.M. A Comparative Study On Applicability Of Nano-Sized Iron(II, III)Oxide In Ultrasonicated Fenton Process, Environmental Engineering Research, 25(1), 36-42, 2020.
• Neyens, E., Baeyens, J. A Review Of Classic Fenton’s Peroxidation As An Advanced Oxidation Technique, Journal of Hazardous Materials, 98, 33-50, 2003.
• APHA/AWWA/WEF. In: Clesceri, L.S., Greenberg, A.E., Eaton, A.D., 1998. Standard Methods For The Examination Of Water And Wastewater, 20th ed., Washington D.C.: American Public Health Association, American Water Works Association, and Water Environment Federation.
• Zhang, P., Zhang, G., Wang, W.. Ultrasonic Treatment Ofbiological Sludge: Floc Disintegration, Cell Lysis Andinactivation, Bioresource Technology, 98, 207–210, 2007.
• Pilli, S., Bhunia, P., Yan, S., Leblanc, R.J., Tyagi, R.D., Surampalli,R.Y. Ultrasonic Pretreatment Of Sludge: A Review, Ultrasonics Sonochemistry, 18, 1–18, 2011.
• Tahmasebian, S., Borghei, S.M., Torkaman, M., Goudarzi, H.H.. Influence Of Ultrasonic Cell Disintegration On Excess Sludge Reduction İn A Moving Bed Biofilm Reactor (MBBR), Journal of Environmental Chemical Engineering, 7 (2) , 2019.
• Babuponnusami, A., Muthukumar, K., 2014. A Review On Fenton And Improvements To The Fenton Process For Wastewater Treatment, Journal of Environmental Chemical Engineering, Cilt: 2, s: 557-572, DOI: 10.1016/j.jece.2013.10.011.
• Şahinkaya, S. Disintegration Of Municipal Waste Activated Sludge By Simultaneous Combination Of Acid And Ultrasonic Pretreatment, Process Safety and Environmental Protection, 93, 201-205, 2015.
• Wang, F., Ji, M., Lu, S. Influence Of Ultrasonic Disintegration On The Dewaterability Of Waste Activated Sludge. Environmental Progress, 25, 257–260, 2006. .
• Banu, J.R., M.Gayathri devi, Kumar, S.A., Kumar, G., DucNguyen, D., Saratale, G.D. Cost Effective Sludge Reduction Using Synergetic Effect Of Dark Fenton And Disperser Treatment, Journal of Cleaner Production, 207, 261-270, 2019.
• Wang, N., Zheng, T., Zhang, G., Wang, P. A Review On Fenton-Like Processes For Organic Wastewater Treatment. Journal of Environmental Chemical Engineering, 4, 762-787, 2016.
• Liang, J., Huang, J., Zhang, L., Sun, F., Ye, M., Liao, X., Huang, S., Suna, S. High-Level Waste Activated Sludge Dewaterability Using Fenton-Like Process Based On Pretreated Zero Valent Scrap İron As An İn-Situ Cycle Iron Donator, Journal of Hazardous Materials, 391, 2020.
• Jessieleena, A.A., Priyanka, M., Saravanakumar, M.P., Comparative Study Of Fenton, Fe2+/NaOCl And Fe2+/(NH4)2S2O8 On Tannery Sludge Dewaterability, Degradability Of Organics And Leachability Of Chromium, Journal of Hazardous Materials, 402 2020..
• Wang, B.B., Shi, X., Liu, X.T., Zou, J.T., Li, H.J., Peng, D.C., Hea, F.. Insight Into The Fenton-Induced Degradation Process Of Extracellular Polymeric Substances (EPS) Extracted From Activated Sludge, Chemosphere, 234, 318-327, 2019.