Kesme sıvılarının karakterizasyonu ve elektrokoagülasyon ile atıksulardan arıtımı

Abstract

Bu çalışmada Petrol Ofisi boryağı (BRY) ve dört farklı LPS metal kesme sıvısı (EAL, EMG, FAL ve FAM) kullanılarak hazırlanan emülsiyonların karakterizasyon çalışmaları yapılmış daha sonra ise elektrokoagülasyon ile arıtımlarında çeşitli çalışma şartlarının verimi nasıl etkilediği araştırılmıştır. Çalışmalar sırasında, elektrotlara uygulanan voltaj farkı artırıldıkça ulaşılan arıtım veriminin arttığı gözlenmiştir. 10, 20, 30 ve 40 V farkları uygulamalarında ulaşılan bulanıklık giderim verimleri sırasıyla % 87.12, % 97.07, % 98.59 ve % 99.26'dır. Elektrot malzemesinin arıtım verimine etkisi incelendiğinde ise elde edilen verimler çelik elektrot ile % 99.26, alüminyum elektrot ile % 97.38 ve demir elektrot ile % 96.54'tür. İki elektrot arası mesafe 1, 2, 3 ve 4cm olacak şekilde ayarlanarak elektrokoagülasyon deneyleri yapılmıştır. Elektrotlar arası mesafe 1cm'den büyük olduğunda bulanıklıktaki giderim yavaşlamakta ve azalmaktadır. Başlangıç pH değerinin etkisi değerlendirildiğinde ise, % 95 verime en kısa sürede BRY ve EAL için pH 6', FAL için ise pH 4'te demir elektrotlar ile ulaşıldığı görülmektedir. Elektrot sayısı arttıkça bulanıklık daha hızlı azalma göstermektedir. En yüksek verimler; 4 adet elektrot kullanılan deneyde % 94.2 (108. dakika), 8 adet elektrot kullanılan deneyde % 98 (116. dakika) ve 12 elektrot kullanılan deneyde ise % 99.6 (116.dakika) olarak elde edilmektedir. Ayrıca atıksu debisi arttıkça yağ giderim verimi azalmaktadır. Gerçek atıksu numuneleri kullanılarak yapılan elektrokoagülasyon deneylerinde demir elektrot kullanımının atıksu rengini siyaha dönüştürmesi nedeniyle alüminyum elektrotların kullanılması öngörülmüştür.

In this study, the characterization of emulsions, which were prepared by using Petrol Ofisi boron oil (BRY) and four different LPS metal cutting fluids (EAL, EMG, FAL and FAM) were performed. Then these emulsions were treated by electrocoagulation and the effects of various operating conditions on removal efficiency have been investigated. It was observed in the study that as the voltage difference applied to the electrodes increased the removal efficiency increased. The achieved turbidity removal efficiencies were 87.12 %, 97.07 %, 98.59 % and 99.26 % by the implementation of 10, 20, 30 and 40 V voltage difference to the electrodes, respectively. When the effect of electrode materials on the removal efficiency was examined and the evaluated removal efficiencies were 96.26 % for steel electrodes, 97.38 % for aluminium electrodes and 96.5 % by iron electrodes. The electrocoagulation experiments were performed by changing the distance between the two electrodes 1, 2, 3 and 4 cm. As the distance between electrodes becomes higher than 1 cm the change in turbidity removal efficiency slows down and shows decreases. When the effect of initial pH was analyzed, 95 % removal efficiency was obtained for BRY and EAL by using iron electrodes in the lowest time at an initial pH of 6. In the case of FAL, this removal efficiency was obtained at the initial pH of 4. As the number of electrodes increases the reductions in removal efficiency increases. The highest removal efficiencies were 94.20 % (108 minutes) for four electrodes and 98 % (116 minutes) for eight electrodes. In addition, the oil removal efficiency decreases as the volumetric flowrate of wastewater increases. When the iron electrodes were used in the treatment of real wastewater samples by electrocoagulation, the color were turned out to be black and, therefore, the use aluminum electrodes were suggested.