Farklı demir ve alüminyum elektrot bağlantıları ile tekstil atıksularının elektrokoagülasyonu

Abstract

Bu çalışmada elektrokoagülasyon prosesi ile, elektrot bağlantı ve elektrot materyali çeşitliliğine dayanan değişik proses konfigürasyonlan uygulanarak tekstil atıksuyu üzerindeki KOÎ ve türbidite giderim verimleri araştırılmıştır. Bu amaçla monopolar ve bipolar demir ve alüminyum elektrotların paralel veya seri olarak bağlandığı bir elektrokimyasal reaktör tasarlanmıştır. KOÎ ve türbidite giderimi üzerine pH, akım yoğunluğu ve zaman gibi parametrelerin etkisi araştırılmıştır. Deney sonunda oluşan çamur miktarı da hesaplanarak, enerji tüketimi ile birlikte arıtma maliyetine etkisi de hesaplanmıştır. Giderme verimleri metreküp atıksu başına verildiği gibi çözünmüş elektrotun giderme kapasitesine göre de ayrıca hesaplanmıştır. Demir elektrotların kullanıldığı elektrokoagülasyon proseslerinde flok oluşumunda ve organik madde ile türbiditeyi adsorbe eden etkili tür Fe(OH)3 olup, pH 6-7 aralığında iyi giderme verimlerinin elde edildiği bilinmektedir. Çalışmada özellikle pH 7'de yüksek KOÎ ve türbidite giderimi görülmüştür. Ayrıca çözünen elektrotun giderme kapasitesinin de arttığı gözlenmiştir. Alüminyum elektrotların kullanıldığı deneylerde kirleticilerin gideriminde pH 4.0-6.5 aralığında monomerik ve polimerik alüninyum hidroksit türlerinin çökelme mekanizması ve pH>6.5 aralığında Al(OH)3 ve polimerik alüminyum hidroksit türlerinin adsorpsiyon mekanizması etkili olmaktadır. Elektrokoagülasyon deneylerinden sonra bu proses için optimum elektrot materyali ve proses konfîgürasy onunun belirlenmesinin yanı sıra, EC'nin prensip olarak örnek alındığı kimyasal koagülasyon deneyleri de aynı tekstil atıksuyuna uygulanarak EC'nin teknik ve ekonomik verimliliği incelenmiştir.The purpose of this study is to research the removal of COD and turbidity from the textile wastewater by electrocoagulation process in terms with different process configurations such as various electrode materials and electrode connections. To remove these from the textile wastewater, an electrochemical reactor including monopolar or bipolar (aluminium/iron) electrodes in parallel or serial connections was designed. The effect of parameters such as pH, current density and operating time on COD and turbidity removal were investigated. In addition, amount of sludge occurred after electrocoagulation was calculated and considered with energy consumption in calculation of the treatment cost. Removal efficiencies were given per kg dissolved electrode material in addition to given per m3 of wastewater. In iron case, Fe(OH)3 is effective species and is known that good efficiency can be achieved on flock formation and adsorption of organics and turbidity at pH 6- 7. At this pH range, especially at pH 7, high removal of COD and turbidity was observed in our study. Also removal capacity increase at soluble electrode was obtained. In aluminium case, precipitation mechanism of monomelic and polymeric aluminium hydroxide species at pH 4.0-6.5 and adsorption mechanism of Al(OH)3 and polymeric aluminium hydroxide species at pH>6.5 are effective on the removal of pollutants. In addition to determining the optimal process conditions, such as, electrode material type and process configuration (electrode connections etc.), chemical coagulation experiment which is a model for EC in principle has been performed and compared with EC to investigate technical and economical efficiency of EC process.