Kompleks olarak bağlı metal içeren atıksuların elektrokoagülasyon prosesi ile arıtımı

Yıl 2008, Cilt: 18 Sayı: 1, 42 - 52, 31.12.2008

Tülin Arslan Işık Kabdaşlı İdil Arslan-alaton Tuğba Ölmez Olcay Tünay

Öz

Günümüzde ağır metal içeren atıksuların arıtılması gerek bu tip akımların çok çeşitli kaynaklarının olması gerekse kirlenmede taşıdıkları önem nedeniyle dikkatle değerlendirilmesi gereken bir nokta olarak gündeme gelmektedir. Kompleks olarak bağlı metal içeren atıksular, bünyelerinde organik kompleks yapıcıların (organik ligandların) bulunduğu atıksulardır. Henüz bu atıksularının arıtımı için uygun bir arıtma teknolojisi tanımlanmamıştır. Bu çalışmada elektrokoagülasyon prosesinin, metal son işlemleri endüstrisi kompleks olarak bağlı metal içeren atıksularına uygulanabilirliği, bir asidik nikel çinko kaplama banyosundan kaynak bazında alınan atıksu numunesi ile bu işlemi takip eden yıkamaları karakterize etmek üzere hazırlanan kompozit numune (TOK=173-207 mg/L; Ni=275-291 mg/L, Zn=226-236 mg/L) kullanılarak araştırılmıştır. Elektrolit konsantrasyonunun, başlangıç pH sının ve akım yoğunluğunun çinko ve nikel ile birlikte organik madde (TOK) giderimi üzerine etkileri incelenmiş ve değerlendirilmiştir. Deneysel çalışmadan elde edilen sonuçlar; paslanmaz çelik elektrodların kullanıldığı elektrokoagülasyon uygulaması ile söz konusu atıksulardan nikel ve çinkonun % 100 verimle tamamen giderilebildiğini göstermiştir. Başlangıç pH sının ve elektrolit konsantrasyonunun TOK giderimi üzerine önemli bir etkisinin olmadığı ve atıksuyun kendi bünyesindeki klorür konsantrasyonunun elektrokoagülasyon prosesinin işletimi için yeterli olduğu sonucuna varılmıştır. Akım yoğunluğunun etkisinin belirlendiği deneysel çalışmalarda ise 2.25-9.0 mA/cm 2 akım yoğunlukları arasında artan akım yoğunluğu ile TOK giderme veriminin arttığı, daha yüksek akım yoğunluklarında (22.5-56.25 mA/cm 2 aralığı) ise aynı TOK giderim verimlerine daha kısa sürelerde ulaşıldığı belirlenmiştir. Bu proses ile optimum işletme koşullarında (akım yoğunluğu= 22.5 mA/cm 2 ; başlangıç pH= 6); numunenin kendi bünyesindeki çözünmüş madde konsantrasyonundan elektrolit olarak faydalanılarak çinko ve nikel tamamen, TOK ise %50 oranında giderilmiştir.

Anahtar Kelimeler

Çelik elektrodlar, elektrokoagülasyon, kompleks olarak bağlı metal içeren atıksular, metal son işlemleri endüstrisi, nikel ve çinko giderimi, organik madde giderimi

Kaynakça

• Adhoum, N., Monser, L., Bellakhal, N., ve Belgaied, J. E. (2004). Treatment of electroplating wastewater containing Cu 2+ , Zn 2+ and Cr 6+ by electrocoagulation, J. Haz. Mat., B112, 207-213.
• APHA (2005). Standard methods for the examination of water and wastewater, 21 th ed., American Public Health Association/American Water Works Association/Water Environment Federation, Washington DC, USA.
• Arslan, T. (2008). Kompleks olarak bağlı metal içeren atıksuların elektrokoagülasyon ile arıtımı, Yüksek Lisans Tezi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul Teknik Üniversitesi, İstanbul, Ocak 2008.
• Gao, P., Chen, X., Shen, F. ve Chen, G. (2005). Removal of chromium(VI) from wastewater by combined electrocoagulation–electroflotation without a filter, Sep. Pur. Tech., 43, 117–123.
• ISO (1986). Water quality determination of the chemical oxygen demand, Ref. No. ISO 6060-1986.
• Juang R.-S. ve Wang S.-W. (2000). Electrolytic recovery of binary metals and EDTA from strong complexed solutions, PII: S0043-1354, 00061-0.
• Juang, R.-S. ve Lin, L.-C. (2000). Efficiencies of electrolytic treatment of complexed metal solutions in a stirred cell having a membrane separator, J. Membrane Sci., 171, 19–29.
• Kabdaşlı, N. I. (1990). Kompleks olarak bağlı metallerin hidroksit çöktürmesi ile arıtımı, Yüksek Lisans Tezi. Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul Teknik Üniversitesi, İstanbul, Ocak 1990.
• Lai, C. L. ve Lin, S. H. (2003). Electrocoagulation of Chemical Mechanical Polishing (CMP) wastewater from semiconductor fabrication, Chem. Eng. Journal, 95, 205-211.
• Lai, C. L. ve Lin, S. H. (2004). Treatment of Chemical Mechanical Polishing wastewater by electrocoagulation: System performances and sludge settling characteristics, Chemosphere, 54, 235-242.
• Mollah, M. Y. A., Schennach, R., Parga, J. R. Ve Cocke, D. L. (2001). Electrocoagulation (EC)-science and applications, J. Haz. Mat., B84, 29-41.
• Subbaiah, T., Mallick, S. C., Mishra, K. G., Sanjay, K. ve Das, R. P. (2002). Electrochemical precipitation of nickel hydroxide, J. Power Sources, 112, 562–569.
• Tünay, O. ve Kabdaşlı, N. I. (1994). Hydroxide precipitation of complexed metals, Wat. Res., 28, 2117-2124.
• Tünay, O., Kabdaşlı, N. I. ve Taşlı, R. (1994). Pretreatment of complexed metal wastewaters, Wat. Sci. & Tech., 29 (9), 265-275.
• Tünay, O., Kabdaşlı, N. I., ve Hung, Y. (2004). Metal finishing industry in handbook of industrial hazardous waste treatment, Marcel Dekker Inc., 2 nd ed., Revised and Expanded, Editors: Wang, L. K., Hung, Y., Lo, H. H., ve Yapijakis, C. (ISBN 0-8247-4114-5).
• USEPA (1982). Development document for effluent limitations guidelines and standards for the metal finishing, point source category, EPA/440/1-82/091-b.
• USEPA, (1990) Guides to pollution prevention, the fabricated metal products industry, EPA/625/7- 90/006.