Elektrokimyasal metod ile insan idrarından nutrient giderimi

Abstract

Hızla artan dünya nüfusu sonucu üretim sektöründeki artış ve gerekli önlemlerin alınmayışı ile ortaya çıkan çevre sorunları tüm canlılar için büyük bir tehlike oluşturmaktadır. Uygun arıtma işlemleri uygulanmayan endüstriyel ve evsel atıklar temel çevre sorunlarına yol açmaktadır. Evsel atıksuların arıtımı gelişmiş ülkelerde uygulanmakta olup atıksuyun arıtımı ve geri dönüşümü ile ekonomik olarak kazanç elde edilmektedir. Evsel atıksuların önemli bir kısmını oluşturan insan idrarı azot ve fosfat içeriğinin yüksek olması sebebi ile alternatif bir nutrient kaynağıdır. Nutrient kaynaklarının tükenmekte olması ve ayrıca su kaynaklarına verilen kirlilik yükünün azaltılması gibi gereksinimlerden dolayı insan idrarından nutrient geri kazanımının küresel olarak önem taşıdığı bilinmektedir.Bu çalışmada insan idrarından nutrient geri kazanımında elektrokimyasal metodun etkisi incelenmiş ve başarılı sonuçlar ortaya konulmuştur. Laboratuvar ortamında insan idrarında bulunan başlıca elementlerin miktarları baz alınarak kimyasal olarak sentetik idrar üretilmiştir. Elektrokimyasal metot ile demir elektrotlar kullanılarak demir çözeltisi üretilmiş ve sentetik idrar ile işleme tabii tutulmuştur. Gerekli pH ayarlamaları sonucunda ise sentetik idrarda bulunan azot ve fosforun, elektrokimyasal olarak üretilen demir ile oluşturduğu tepkimeler sonucu çökerek çamurda biriktirilmesi sağlanmıştır. Çalışmanın klasik elektrokimyasal proseslerden farkı ise numunenin elektrokimyasal bir işleme tabii tutulmaması olup elektrokimyasal olarak üretilen demir çözeltisi ile tepkimeye sokulmuş olmasıdır. Çalışmada farklı Fe / nutrient oranları ve farklı pH değerleri çalışılarak elde edilen fosfor ve azot giderim verimleri karşılaştırılmıştır.Increase in the manufacturing sector as a result of the rapidly growing world population and the occurrence of environmental problems cause danger for all living creatures. The industrial and municipal waste that proper treatment processes cannot be applied leads to basic environmental problems. Domestic wastewater treatment process is being implemented in developed countries and these countrıes gain an economic advantage with wastewater treatment and recycling. Human urine constitutes an important part of domestic wastewaters and an alternative nutrient source due to high content of nitrogen and phosphorus. Nutrient recycling from human urine has a global importance because of nutrient resources running out and pollution of the water resources needs to reducing.Effect of electrochemical method for nutrient removal from human urine investigated and successful results are presented in this study. First of all synthetic urine prepared chemically with major elements in human urine on a bench scale. Iron solution generated by using electrochemical method with iron electrode and processed with synthetic urine. As a result of the pH adjustments, the nitrogen and phosphorus that in synthetic urine reacts with electrochemically generated iron solution and provided of accumulation in the sludge by precipitating. The difference of this study form other classical electrochemical methods that instead of human urine processed in electrochemical reactor, human urine reacted directly with iron solution that generated in electrochemical reactor. In the other steps of the study phosphorus and nitrogen removal efficiencies were compared by using of different Fe / nutrient ratios and different pH values.