TiO2 katkılı nafıon membran sentezi ve atıksu dezenfeksiyonunda sürekli sistem elektroliz/elektrodiyaliz hücresinde kullanılması

Abstract

Atıksuların dezenfeksiyonu insan sağlığı için hayati önem taşımaktadır. Bu çalışma ile atıksularda bulunan Escherichia coli bakterisinin sentezlenen TiO2 katkılı katyonik Nafion membranlarla sürekli sistem elektroliz ve elektrokimyasal diyaliz sistemlerinde dezenfeksiyonu amaçlanmıştır. Çalışma kapsamında elektrokimyasal yöntemle hipoklorit iyonu üretilmiş ve E.coli dezenfeksiyonunda farklı hücre konfigürasyonlarında hipoklorit, iletkenlik, pH, hücre gerilimi, E.coli miktarı, enerji tüketimi değişimleri incelenmiştir. Çalışmada cevap yüzey yöntemi kullanılarak verilerin istatiksel analizi yapılmış ve yaklaşım fonksiyonları elde edilmiştir. Chick yasası uygulanarak dezenfeksiyon kinetiği belirlenmiş, elektroliz ve elektrodiyaliz hücrelerinde birinci dereceden gerçekleşen dezenfeksiyon reaksiyonu için dezenfeksiyon hız sabiti 0,465 dakika-1 olarak hesaplanmıştır.Çalışmada Escherichia coli bakterisinin membran sistemleri ile kısa sürede dezenfekte edildiği, membran konfigürasyonlarına göre dezenfeksiyon hızının değiştiği ve membran sistemleri ile dezenfeksiyonun basit dezenfeksiyon sistemlerine göre daha avantajlı olduğu belirlenmiştir.

Disinfection of wastewater has vital importance for human health. In this study, the disinfection of Escherichia coli microorganisms in wastewater was investigated by synthesized TiO2-doped Nafion membranes in a continuous electrolysis and electrodialysis cells. E.coli microorganisms were exterminated by the electrogenerated hypochlorite; and hypochlorite concentration, conductivity, pH, cell potential and amount of E.coli were measured, and process energy consumption was evaluated in different cell configurations. Response surface methodology (RSM) was used for the statistical analysis and approximation functions were obtained for the experimental data. Disinfection kinetics was determined using Chick's Law and rate constants were calculated as 0.465 min-1 for first order disinfection kinetics in electrolysis and electrodialysis cells.This study showed that disinfection with membrane systems has more advantageous than simple disinfection systems, and Escherichia coli microorganisms can be inactivated in a shorter time that disinfection time can vary by cell configurations.