Ön ozonlamanın Mn(II) oksidasyonunun verimi üzerindeki etkinliğinin araştırılması

Abstract

ÖN OZONLAMANIN Mn(II) OKSİDASYONUNUN VERİMİ ÜZERİNDEKİ ETKİNLİĞİNİN ARAŞTIRILMASI ÖZET Mangan yüzeysel ve yeraltı sularında çok rastlanan bir kirletici olması sebebiyle içme suyu olarak kullanılacak sularda giderilmesi gereken önemli parametrelerden biridir. İnsan sağlığı açısından aşırı dozlarda alınmadığında zararı olmayan mangan, 0,15 mg/l'nin üzerinde suda estetik açıdan problem yaratabilir ve suya metalik, acı bir tat verir. Son yıllarda İstanbul'a içme suyu sağlayan su kaynaklarındaki mangan konsantrasyonları özellikle yaz aylarında büyük artış göstermektedir. Bu çalışma; İstanbul'daki içme suyu arıtma tesislerinde mangan giderimi için ön ozonlama prosesini kullanmanın getireceği yararın belirlenmesinde yol gösterici olacaktır. Yapılan çalışmanın birinci bölümünde, çalışmanın anlamı, önemi, amacı ve kapsamı açıklanmıştır. Çalışmanın ikinci bölümünde mangan giderim yöntemleri detaylı bir şekilde anlatılmıştır. Üçüncü bölümde yapılan deneysel çalışmanın planı, kullanılan yöntem ve malzemeler geniş bir şekilde anlatılmıştır. Yapılan çalışmada havayla beslenen ozon jeneratöründe üretilen ozon, difuzör yardımıyla reaktördeki mangan içeren suya verilmiştir. Böylelikle Mn(II)'nin Mn(IV)'e oksitlenmesi sağlanmıştır. Dördüncü bölümde deneysel çalışma sonucunda elde edilen veriler sunulmuştur. Deneyler ilk olarak distile su üzerinde farklı Mn(II) konsantrasyonlarında ve farklı deneysel koşullar altında yürütülmüş ardından Ömerli Barajı Arıtma Tesisi girişinden alınan numuneler üzerinde deneyler yapılmıştır. Beşinci bölümde ise elde edilen sonuçlar değerlendirilmiştir. Numunelerin pH'sındaki artış kullanılan ozon miktarlarının azalmasını sağlamıştır. Alkalinite arttıkça kullanılan ozon dozunda ve reaksiyon süresinde azalma olmuştur. Mn02(k) oluşumu kullanılan ozon miktarını azaltırken bir yandan da reaksiyon süresini kısaltmıştır. Suda demir varlığı arıtma verimini % 91'den % 69'lara kadar düşürmüştür. Ham suyun organik madde içeriği değiştirilmeden yapılan çalışmada yani TOK içeriği 4,8 mg/1 olan suda % 96 arıtım sağlanırken, TOK içeriği 6 mg/l'ye çıkarıldığında arıtma verimi % 78 olmuştur. TOK içeriği 7,1 mg/1' de % 54 olan arıtma verimi, TOK içeriği 8,5 mg/l'de % 13'e düşmüştür. Ön ozonlama prosesi düşük TOK içeriği olan su kaynaklarında etkin bir ön arıtma sağlayacaktır. TOK içeriği yüksek olduğunda ise pH, alkalinite ve ozon dozu parametrelerinden biri veya birkaçı arttırılarak arıtma veriminin yükseltilmesi sağlanabilecektir.

INVESTIGATION OF THE EFFECTS OF PRE-OZONATTON IN MN(II) OXIDATION SUMMARY Manganese is a common contaminant found in surface water and groundwater. It is an important parameter to remove from sources which will be use for drinking water supply. There is no risk for people health unless taking it excessive dosage. Above 0,15 mg/1 concentration manganese causes an aesthetic problem and applies a metallic, bitter taste to water. Manganese concentrations in Istanbul drinking water sources increase especially summer months in recent years. This project is a guide about the benefits of pre- ozonation process in manganese removal for Istanbul drinking water treatment systems. This report contains five chapters as following: In the first chapter of the report, the importance and the general objectives of the study are defined in details. In the second chapter of the report, manganese removal techniques explained in details. In the third chapter, material and method which was used in study and experimental study plan are explained. Ozone that is produced in air feed ozone generator was send to reactor that contains water with manganese. Mn(II) oxidized to Mn(IV) by this way. In the fourth chapter, results of study are given. At the first step experiments were conducted on distilled water with different Mn(II) concentrations and different experimental conditions. Then the same experiments will be done on samples, which are taken from the inlet of Ömerli Treatment Plant. In the fifth chapter, the results of the study are discussed. Increase in pH of sample decreased the ozone exposure. Increase in alkalinity caused to reduce ozone exposure and reaction time. MnÜ2(k) formation which was formed during the oxidation reaction of manganese was reduced the ozone exposure and reaction time. Presence of iron in the water decreased the treatment yield 91 % to 69 %. While the TOC content of the raw water was 4,8, 6, 7,1 and 8,5 mg/1, treatment yield was 96 %, 78 %, 54 % and 13 % respectively. This results show that TOC content of water is increased, treatment yield decrease clearly. Pre-ozonation process supply an effective treatment for the raw water which has a low TOC content. When the TOC content of water is high, pH, alkalinity or ozone dose must change to increase treatment yield. xi