Evaluation of an advanced oxidation system in the obsence and presence of granülar activated carbon

Abstract

Son yıllarda ileri oksidasyon teknolojileri alanındaki araştırma ve gelişmeler arıtılması zor olan organik ve/veya zehirli endüstri ve doğal atıkların kısa sürelerde kısmen veya tamamen yokedilmesi doğrultusunda büyük önem kazanmıştır. Organik atıkların aktif karbon adsorpsiyonu ile üçüncül arıtılması da atıkların katı faz üzerine geçerek tehlikeli bir çamur (atık karbon) oluşturmasına rağmen çok popüler olmuş ve önem kazanmıştır. Bu çalışmanın amacı homojen ileri oksidasyon sisteminin verimlilik ve uygulanabilirliğinin, oksidasyon ve adsorpsiyonun aynı anda gerçekleştiği granül aktif karbon (GAK) ortamındaki ileri oksidasyon sistemi ile karşılaştırılmasıdır. Bu tez: i) UV/H2O2 oksidasyon sistemi, ii) granül aktif karbon ile adsorpsiyon sistemi, ve iii) UV/H2O2 ve GAK ikili sisteminin karşılaştırmalı incelenmesini içermektedir. Ekonomik değerlendirmede atık karbonun rejenerasyonu ve rejenerasyon çözeltisinin UV/H2O2 yöntemi ile arıtılması da göz önüne alınmıştır.. Deneysel çalışmaların tümü, çoğunlukla aromatik yapılı olan zehirli organikleri temsil etmek üzere fenol ile yapılmıştır. GAK ilave edilmiş UV/H2O2 sistemi ile fenol ve toplam organik karbon (TOK) giderim hızı, UV/H202 sistemi ile giderim hızının yaklaşık iki katı bulunmuştur. Yıllık net işletim maliyeti bazında ise GAK ilaveli sistemin hem fenol, hem de TOK giderimi açısından tek başına ileri oksidasyon prosesi sisteminden daha etkili olduğu görülmüştür.

Research and development in advanced oxidation technologies for the treatment of refractory organics and/or toxic contaminants in industrial effluents and natural wastes has gained utmost significance during the last decade, owing to partial or complete mineralization of the parent compounds within short periods. Tertiary treatment of organic wastes by activated carbon adsorption has been quite popular and of significant success as well, although it results in the formation of a hazardous sludge (spent carbon), due to the transfer of the contaminant onto the solid phase. The purpose of this study was to investigate the effectiveness and applicability of a homogeneous advanced oxidation system in the presence of granular activated carbon (GAC), where oxidation and adsorption can proceed simultaneously. The dissertation encompasses a comparative evaluation of: i) a UV/H2O2 oxidation system, ii) a GAC adsorption system, and iii) a combined system employing both UVZH2O2 and GAC. Regeneration of the spent carbon and destruction of the desorbed contaminants in the regenerating solution by UV/H2O2 were also investigated for evaluation of the systems. Phenol was selected as a surrogate chemical for all experimental runs to represent toxic organics, most of which have aromatic structures. It was found that rate of phenol and total organic carbon (TOC) removal by GAC added UV/H2O2 system is nearly twice that by UV/H2O2 system alone. On the basis of net annual operating costs, GAC added system is more effective than the advanced oxidation process (AOP) system by itself, for both phenol and TOC removal.