Jet loop reaktörlerde fenol ve di kloro fenolün ozonlanarak giderilmesi

Abstract

Jet loop (JLR) ve kabarcıklı kolon reaktörlerde (KKR) ozonlama ile fenol ve klorlanmış fenollerin uzaklaştırılması test edilmiştir. Kesikli ve sürekli beslemeli şekilde işletilen JLR ve KKR'lerde kesikli çalışmalarda; pH, sıcaklık, ozon gaz konsantrasyonu, gaz debisi, sirkülasyon hızı ve başlangıç fenol konsantrasyonları çalışılırken, sürekli beslemeli deneylerde besleme fenol konsantrasyonu, hidrolik kalış süresi (th) ve ozon gazı konsantrasyonlarının fenolik madde giderim üzerine olan etkileri incelenmiştir.JLR ve KKR'lerde 100 mg/L başlangıç fenol konsantrasyonu için yapılan kesikli deneylerde her iki reaktörde de 0,5 saat içinde fenolü tamamen parçalanırken,1000 mg/L fenol konsantrasyonu söz konusu olduğunda bu süre kabarcıklı kolon reaktörde 6,6 saat, jet loop reaktörde ise 4,5 saat olmaktadır. JLR'de fenollü bileşiklerin ve oluşan ara ürünlerin KKR'lere göre daha hızlı bir biçimde parçalandığı reaksiyon hız sabitleri ile ortaya konulmuştur. Artan ozon gaz konsantrasyonları ile reaksiyon hız sabitlerinin (k) arttığı, artan fenol konsantrasyonları ile de azaldığı gösterilmiştir. 2-klorofenolün fenole göre 1,7 kat daha hızlı parçalandığı belirlenmiştir.Sürekli beslemeli deneylerinde ise th =1 saat için 100 mg/L fenol içeren suların %100 oranında rahatlıkla arıtılabildiği görülmüştür. 500 mg/L gibi daha yüksek fenol besleme konsantrasyonlarında ise th=2, 4 ve 8 saatlik sonunda fenol için sırasıyla %80, 97 ve 100 arıtma verimleri elde edilmiştir. Aynı th artışı ile KOİ'de %36'dan %77'ye, TOK bakımından da %14'den %46'ya arıtma verimleri yükselmiş ve sonuç olarak JLR'lerin ozonlama proseslerinde KKR'lere göre daha etkin maliyetli bir reaktör olarak kullanılabileceği kanaatine varılmıştır.

The removal of phenol and chlorinated phenol were tested in Jet loop reactor (JLR) and bubble column reactor (BCR) and results were evaluated in a comparative manner. While the pH, temperature, ozone gas concentration, gas flow rate, circulation flow rate, initial phenol concentration were among the parameters for batch studies performed in JLR and BCR, hydraulic retention time, feed phenol concentration and ozone gas concentration were parameters tested for the continuous-regime studies.Initial phenol concentration for 100 mg/L was removed completely in both JCR and BCR at 0,5 h. but 1000 mg/L of initial phenol concentration was removed in BCR at 6.6 h and in JCR at 4.5 h. Reaction rate constants indicated that phenolics and intermediates were degraded rapidly in JLR than BCRs. It was also found that increasing ozone gas concentrations increase the reaction rate constants and increasing phenol concentrations lowered the rate constants. 2-chlorophenol was degraded 1.7 times greater than phenol.For th =1 hour and 100 mg/L of phenol concentration, complete removal was attained under the continuous operation. For greater phenol concentrations such as 500 mg/L, 80%, 97% and 100% removal rates were obtained under the hydraulic retention times of 2, 4 and 8 hrs, respectively. Applying the same hydraulic retention time, COD removal rates increased from 36% to 77% and TOC removal rates increased from 14% to 46%.