Oxidative treatment of algogenic organic matter

Abstract

Günümüzde dogal sularda bulunan organik maddelerin giderimi olusturdukları kanserojenmaddeler (DBP, THM, vs.) yüzünden gün geçtikçe önem kazanmıstır. leri arıtma tekniklerindenbiri olan titanyum diyoksit ile fotokatalitik parçalanma, yan ürün olusturmamasından dolayıalternatif yöntem olarak uygulanmaktadır.Bu çalısmanın amacı, su kaynaklarında bulunan dogal organik maddeleri (NOM) temsiletmek için model olarak kullanılan ve alglerin bozunması sonucu olusan alg organik maddesinin(AOM) spektroskopik ve florometrik olarak karakterizasyonunu yapmaktır.AOM solüsyonun fotokatalitik oksidasyonu TiO2 Degussa P?25 fotokatalizör kullanılarakyapılmıstır. Bozunma kinetigi olarak birinci dereceden reaksiyon kinetik modelleri üzerindendegerlendirilmistir. Kullanılan solüsyonların verileri Renk436, Renk400, UV365, UV280 veUV254 gibi UV-vis parametreleri üzerinden karsılastırmalı olarak verilmistir. Ayrıca, AOMsolüsyonunun fotokatalitik oksidasyonu ile degisen moleküler ve yapısal özelliklerispektroskopik yöntemlerle izlenmistir. AOM makro molekülünün karmasık yapısı düsünülerek,ultrafiltrasyonla 1?100 kDa aralıgında membranlar kullanılarak tanımlanmıs, molekülbüyüklüklerindeki komponentlere ayrılmıstır. Fotokatalitik oksidasyonun, alg organikmaddelerinin molekül fraksiyonlarına olan etkisi UV-vis ve flüoresan spektroskopisiyledegerlendirilmistir.Çalısılan tüm solüsyonlarda UV254 cinsinden giderimde Renk436 degerlerine kıyasladaha yüksek giderim hızına ulasılmıstır. Elde edilen verilere göre, AOM solüsyonu TiO2miktarına ve seyreltme oranına baglı olarak fotokatalitik olarak verimli bir sekilde oksideedilmistir. Ancak bozunma zamanı giderimde ciddi bir degisiklige sebep olmamıstır.

Nowadays, removal of organic substances from natural waters is getting greater concerngradually because they form carcinogenic substances (DBP, THM, etc.). Advanced treatmentmethods like titanium dioxide and photocatalytic oxidation are used as alternative methodsthrough their non by-product formation characteristics.The aim of this study is to characterize the spectroscopic properties of algal organicmatter (AOM). AOM comes from the algae degradation as representative model compounds ofnatural organic matter (NOM) in aquatic systems.The photocatalytic oxidation of AOM aqueous solution was carried out using TiO2Degussa P-25 as the photocatalyst. The degradation kinetics was assessed based on pseudo firstorder kinetic models. The related data for all working solutions were comparatively presented interms of UV-vis parameters such as Color436, Color400, UV365, UV280 and UV254.Furthermore, the molecular and structural characteristics of the AOM solution were monitored byspectroscopic techniques during photocatalytic oxidation. Considering the complexity of the algalderived organic macromolecules; they were fractionated into well defined subcomponents ofknown molecular sizes using ultrafiltration through membranes in the range of 1-100 kDa. Theeffect of photocatalytic oxidation on the molecular size fractions of algal organic matter was alsoevaluated on a comparative basis by UV-vis and fluorescence spectroscopy.For all of the working solutions, higher removal rates were achieved in terms of UV254values compared to that of Color436. The results of this study showed that aqueous solution ofAOM was efficiently oxidized by photocatalytic due to TiO2 amount and dilution rates. Howeverdegradation time did not significantly affect removal efficiencies.