Kağıt endüstrisi atık sularının adsorpsiyon ve elektrokimyasal metodlarla arıtılması

Abstract

ÖZET Doktora Tezi KAĞIT ENDÜSTRİSİ ATIK SULARININ ADSORPSİYON VE ELEKTROKİMYASAL METOTLARLA ARITILMASI Mehmet UĞURLU Atatürk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Orta Öğretim Fen ve Matematik Alanları Eğitimi Anabilim Dalı Kimya Eğitim Bilim Dalı Danışman : Prof. Dr. Ahmet GÜRSES Bu çalışmada, kağıt endüstrisi atık sularında renklilik kaynağı olan fosfat, nitrit, nitrat, amonyum, fenol ve lignin gibi bazı kirletici bileşenlerin adsorpsiyon ve elektrokimyasal metotlarla uzaklaştırılmaları incelendi. Adsorbent olarak uçucu kül ve sepiyolitin (Lüle taşı) kullanıldığı adsorpsiyon deneylerinde adsorpsiyon süresi, tane boyutu, sıcaklık ve pH gibi parametrelerin bu bileşenlerin adsorpsiyonu üzerine etkileri araştırıldı. Her iki adsorbentin adsorpsiyon izotermleri çizilerek adsorpsiyon mekanizmalarının aydınlatılmasına çalışılmıştır. Her iki adsorbentle yapılan laboratuar ölçekli deneylerde; yaklaşık bir saatlik temas süresinin adsorpsiyon dengesine erişmek için yeterli olduğu gözlendi. Son derece kısa olan bu denge süresi, adsorpsiyon prosesinde tüm bileşenler için fiziksel etkileşimlerin baskın olduğunu göstermektedir. Ayrıca, ham ve termal aktivasyona tabii tutulmuş sepiyolit ve uçucu kül kullanılarak yapılan adsorpsiyon deneylerinden düşük süspansiyon pH' larında, aktive edilmiş sepiyolitin ham sepiyolit ve uçucu küle göre daha etkin bir adsorbent olduğu belirlenmiştir. Sepiyolit ve uçucu külün tane boyutunun etkisinin incelendiği deneylerden; tane boyutu azalmasıyla adsorplama eğiliminin arttığı ve bu artışın uçucu külde daha belirgin olduğu bulundu. Elektrokimyasal yöntemle atık sudan renk gideriminin incelendiği deneylerde elektroliz süresi, akım şiddeti ve elektrot türü (Al ve Fe) parametre olarak seçilmiştir. Yüksek oranda renk gideriminde her iki elektrot için genel olarak 2 dakikalık süre yeterli olmuştur. Akım şiddetinin artmasıyla renk giderim oram artmıştır. Ayrıca, renk giderimi yanında kirletici bileşenlerin yapısal değişimlerinin belirlenmesi amacıyla, BOİ ve KOİ ölçümleri de yapılmıştır. Bu ölçümler, elektrokimyasal işlem sonunda atık suyun BOİ ve KOİ değerlerinin önemli ölçüde düşürdüğünü göstermiştir. 2002, 116 sayfa Anahtar kelimeler: Kağıt atık suyu, adsorpsiyon, elektrokimyasal arıtım, sepiyolit, uçucu kül

ABSTRACT Ph. D. Thesis THE TREATMENT OF PAPER INDUSTRY WASTEWATERS BY ADSORPTION AND ELECTROCHEMICAL METHODS Mehmet U?URLU Atatürk University Secondary Science and Mathematics Education Department of Chemistry Education Supervisor: Prof. Dr. Ahmet GÛRSES In this study, the removal of colour effluents such as phosphate, nitrite, nitrate, ammonium, phenol and lignin from paper industry wastewaters by adsorption and electrochemical methods was investigated. In the experiments in which fly ash and sepiolite were used as an adsorbent effect of adsorption time, particle size, temperature and pH parameters was investigated. The adsorption mechanisms of both adsorbents were explored by adsorption isotherm. In the laboratory experiments, for both adsorbents, the adsorption time was approximately an hour. This short adsorption time indicates that physical interactions are dominant in the adsorption process. In addition, it was found that the activated sepiolite is an effective adsorbent than untreated sepiolit and fly ash. The experiments are carried out at low suspension pH's by using untreated and activated sepiolite and fly ash. In the experiments in which effect of the particle size was investigated, it was found that adsorption tends to increase with decreasing particle size, and also this increase is apparent for fly ash. Electrolyses time, current and types of electrolyte (Al and Fe) were chosen as parameters in the removal of colour from wastewaters by electrochemical methods. Two minutes for both types of electrodes were found as adequate for effective colour removal. The removal of colour from wastewaters increased with increased current. In addition to the removal of colour, the changes in the structures of the contaminating components were identified by BOD and KOD measurements. These measurements shoved that the BOD and KOD values of wastewaters significantly decreased by electrochemical treatments. 2002, 116 pages Keywords: Kraft mill effluent, adsorption, electrochemical treatment, sepiolite, fly ash