Azo boyar madde üretimi atıksuların Foto-Fenton-benzeri ileri oksidasyon prosesi ile arıtımı

Yıl 2008, Cilt: 18 Sayı: 2-3, 13 - 22, 31.12.2008

Gökçe Türeli İdil Arslan Alaton Tuğba Ölmez Hancı

Öz

Boya üretimi atıksuları içerdikleri ham maddeler, ara ürünler, yardımcı kimyasallar ve kalıntı boyalar nedeniyle yoğun renk ve yüksek kimyasal oksijen ihtiyacına sahip biyolojik olarak zor ayrışabilir nitelikte atıksulardır. Bu atıksuların çevresel özellikleri dikkate alındığında, demir bazlı
fotokatalitik ileri oksidasyon prosesleri ile arıtımın iyi bir alternatif oluşturduğu görülmektedir. Bu çalışmada azo boyar madde sentez atıksularının Foto-Fenton-benzeri ileri oksidasyon prosesiyle (Fe3+/H2O2/UV-A) arıtılabilirliği incelenmiştir. Seçilen proses parametrelerinin (başlangıç Fe3+, H2O2 konsantrasyonları, KOİ içeriği ve reaksiyon süresi) renk, KOİ ve TOK giderimleri üzerindeki etkilerinin belirlenmesi, modellenmesi ve proses optimizasyonu amacıyla cevap yüzey metodu kullanılmıştır. 200 mg/L KOİ’ye sahip Asit Mavi 193 içeren sentetik asit boyar madde sentez atıksuyu için optimum işletme parametreleri; 1.5 mM Fe3+, 35 mM H2O2 ve 45 dakika reaksiyon süresi olarak bulunmuştur. Bu koşullar altında deneysel olarak elde edilen toplam renk, KOİ ve TOK giderimleri sırasıyla % 98, % 78 ve % 59’dur. Elde edilen deneysel sonuçların cevap yüzey yönteminin oluşturduğu polinomal regresyon modelinin tahminleri ile uyumlu olduğu görülmüştür. Aynı model, sentetik Reaktif Siyah 39 üretimi atıksuyunun foto-Fenton benzeri oksidasyonla arıtımını da başarılı bir şekilde tanımlamıştır. Reaktif Siyah 39 ters osmoz çıkış atıksuyunun arıtımında elde edilen giderim verimleri ise model tahminlerinin oldukça altında kalmıştır. Arıtma performansındaki bu düşüşün nedeni gerçek atıksuyun yüksek Cl- içeriğine bağlanmıştır. Cl- iyonlarının ●OH radikali ile reaksiyonu sonucu ortamdaki aktif oksidan miktarı azalmakta, bu da organik madde gideriminin gerek hızını gerekse verimini düşürmektedir.

Anahtar Kelimeler

İleri oksidasyon prosesleri (İOP), azo boyar madde sentez atıksuları, Foto- Fenton-benzeri proses, cevap yüzey metodu, proses modelleme ve optimizasyon, OH radikal tutucu

Kaynakça

• Alima, M.A., Leeb, J.H., Akohb, C.C., Choic, M.S., Jeona, M.S., Shina, J.A., Lee, K.T., (2008). Enzymatic transesterification of fractionated rice bran oil with conjugated linoleic acid: Optimization by response surface methodology, LWT-Food Science and Technology, 41, 764- 770.
• Anonymous, (2008). http://www.answers.com/topic/diazotization. Sci-Tech Encyclopedia, Diazotization.
• Arslan-Alaton, İ., Teksoy, S., (2007). Acid dyebath effluent pretreatment using Fenton's reagent: Process optimization, reaction kinetics and effects on acute toxicity, Dyes and Pigments, 73, 31-39.
• Balcıoğlu, I.A., Arslan, İ., (2001). Partial oxidation of reactive dyestuffs and synthetic textile dyebath by the O3 and O3/H2O2 processes, Water Science and Technology, 43, 221-228.
• Carneiro, P.A., Nogueira, R.F.P., Zanoni, M.V.B., (2007). Homogeneous photodegradation of C.I. Reactive Blue 4 using a photo-Fenton process under artificial and solar irradiation, Dyes and Pigments, 74, 127-132.
• Chung, K.T., Cerniglia, C.E., (1992). Mutagenicity of azo dyes: structure–activity relationship, Mutaion Research, 77, 201-220.
• Deutsche Normen, (1980). Summarische Wirkungs-und Stoffkenngröβen (Gruppe H), Bestimmung des chemischen Sauerstoffbedarfs (CSB) im Bereich über 15 mg/L (H41), DIN 38 409 H41-2, Almanya.
• Evgenidoua, E., Konstantinoub, I., Fytianosa, K.,Pouliosc, I., (2007). Oxidation of two organophosphorous insecticides by the photo-assisted Fenton reaction, Water Research, 41, 2015-2027.
• ISO 6060 (1986). Determination of the Chemical Oxygen Demand (COD). International Standards Organization, Geneva, İsviçre.
• Kiwi, J., Lopez, A., Nadtochenko, V., (2000). Mechanism and kinetics of the OH- radical intervention during Fenton oxidation in the presence of a significant amount of radical scavenger (Cl-), Environmental Science and Technology, 34, 2162-2168.
• Kornaros, M., Lyberatos, G., (2006). Biological treatment of wastewaters from a dye manufacturing company using a trickling fitler, Journal of Hazardous Materials, 136, 95-102.
• Myers, R.H., Montgomery, D.C., (2002). Response Surface Methodology: Process and Product Optimization using Designed Experiments. 2nd ed., John Wiley & Sons, USA.
• Sarasa, J., Roche, M.P., Ormad, M.P., Gimeno, E., Puig, A, Ovelleiro, J.L., (1998). Treatment of a wastewater resulting from dyes manufacturing with ozone and chemical coagulation, Water Research, 32, 2721-2727.