Elektrokimyasal oksidasyon yönteminin tekstil atıksularının arıtılabilirliğine etkilerinin tamölçekli araştırılması

Abstract

Tekstil sektöründe su kullanımının minimize edilmesi sürdürülebilir çevre yönetimi açısından önemlidir. Bu çalışmada seçilmiş olan işletme faktörlerinin Elektro Kimyasal Oksidasyon (EKO) süreci üzerindeki tekil ve birleşik etkileri tam ve laboratuvar ölçekli çalışmalarla araştırılmıştır. Akım yoğunluğu, atıksu pH’ı ve iletkenliğinin renk giderimi üzerine etkileri The Box- Behnken tasarım metodu kullanılarak araştırılmıştır. Renk giderim çalışmalarına ilave olarak, EKO arıtımının öncesi ve sonrası atıksu organik madde kompozisyonundaki değişikler de bilimsel olarak araştırılmıştır. Kimyasal Oksijen İhtiyacı (KOİ), Toplam Organik Karbon (TOK), Azot gibi konvansiyonel parametrelerin yanı sıra, insan ve çevre sağlığını tehdit eden 22 farklı poliaromatik hidrokarbonlar (PAH) türünün konsantrasyonları EKO öncesinde ve sonrasında çeşitli işletme koşullarında izlenmiştir. EKO çıkış sularının konvansiyonel aktif çamur süreci ile arıtılabilirliği tam ölçekli ve laboratuvar ölçekli kesikli nitrifikasyon testleri ile irdelenmiştir. Ham, ozonlanmış ve EKO ile arıtılmış atıksuların nitrifikasyon bakterileri üzerindeki toksik etkileri belirlenerek birbirleri ile karşılaştırılmıştır. EKO çıkış suyundan su ve tuz geri kazanım alternatifleri nanofiltrasyon ve ters ozmozdan oluşan membran süreçlerinden oluşan bir pilot tesis üzerinden araştırılmıştır. EKO’nun bir ön arıtım olarak membran tabanlı veya biyolojik yöntemlerden önce kullanılabilirliği bilimsel olarak irdelenmiştir. Elde edilen sonuçlar neticesinde membran süreçlerinde akı ve geçirgenlik değerlerinde önemli değişikler olduğu görülmüştür. Çalışma sonuçlarında elde edilen diğer önemli bir buldu ise naphthalene, acenaptylene, antracene, benzo(a) antracene, benzo (g, h, i) perylene gibi bazı PAH türlerinin işletme sonuçlarına ek olarak EKO süreçlerinde oluşabildiği görülmüştür. Yapılan çalışmada EKO kullanılarak yapılan atıksu artımında KOİ, TOK, renk parametrelerinin verimleri sırası ile %40±4 , %50±7 , %98±1olarak tespit edilmiştir.

Decreasing water demand in textile sector is one of the important environmental concerns. In this study, individual and combined effects of selected operational parameters on a fullelectrochemical oxidation (ECO) process treating dyehouse effluent were investigated experimentally. Combinations of variables including current density, wastewater pH and conductivity resulting in maximum color removal efficiency were determined using The BoxBehnken design method. In addition to color removal, variations in wastewater organic composition before and after ECO were also examined critically. Removal and/or generation of 22 PAH(s) before and after ECO were investigated under variable operational conditions. Treatability of ECO effluent using conventional activated sludge process was investigated by both full-scale monitoring studies and batch scale nitrification tests. Toxicity impact of raw, ozonized and electrochemically treated wastewaters on nitrifiers were also determined and compared with each other. Water reuse and salt recovery alternatives were assessed by full-scale tests in a pilot plant with ECO and membrane processes, composing of nano filtration (NF) and reverse osmosis (RO). Advantages and disadvantages of applying ECO process as a pretreatment prior to membrane–based or biological methods successfully determined. Another important observation was formation of some PAHs including naphthalene, acenaptylene, antracene, benzo(a) antracene, benzo (g, h, i) perylene as a function of operational conditions maintained in ECO process.