Soğuk plazma ile petrokimya endüstrisi atıksularının biyoparçalanabilirliğinin artırılması

Abstract

Dünyada çevreye en çok zararlı atıksu üreten beş endüstriden biri olarak gösterilen petrokimya endüstrisi atıksuları, kullanılan hammaddeye ve üretim prosesine bağlı olarak yüksek KOİ, düşük biyobozunma (BOİ5/KOİ), farklı organik bileşikler ve inorganik ve organik yapıda pek çok kirletici içermektedir. Petrokimyasal atıksuların arıtımı üzerine yapılan çalışmalar, fizikokimyasal, mekanik ve biyolojik yaklaşımları içeren ileri arıtma teknolojilerini kapsamaktadır. İleri arıtma teknolojilerinden biri olan ve son yıllarda çevresel uygulamalarda kullanımı giderek artan Dielektrik Bariyer Deşarj (DBD) Soğuk Plazma (SP) teknolojisinin temel mekanizması, serbest radikaller ve reaktif türler üreten elektronlarla moleküllerin yüksek enerjili çarpışmalarından oluşan güçlü bir elektrik alan ve termal olmayan bir plazma oluşumudur. Oluşan bu plazma kanallarındaki oksidasyon reaksiyonları ile kirleticilerin atıksudan uzaklaştırılması sağlanmaktadır. Bu çalışmada, kimyasal oksijen ihtiyacı yüksek olan petrokimya endüstrisi atıksuyunun biyo-parçalanabilirliğinin artırılması hedeflenmiştir. Atıksuyun BOİ5/KOİ oranını 0,3'ün üzerine çıkarmak için aşağı film akışlı DBD SP reaktör kullanılmıştır. DBD SP reaktör 30 kV ile işletildiğinde, atıksuyun BOİ5/KOİ değeri 0,325 olarak ölçülmüştür. Ayrıca, işletme süresinin artması ile BOİ5/KOİ oranın artmaya devam ettiği gözlemlenmiştir.Petrochemical industry wastewater, which is one of the five most environmentally harmful industries in the world, contains high COD, low biodegradation (BOD5/COD), different organic compounds and many inorganic and organic pollutants depending on the raw materials used and the production process. Studies on the treatment of petrochemical wastewater involve advanced treatment technologies including physicochemical, mechanical and biological approaches. The basic mechanism of Dielectric Barrier Discharge (DBD) Cold Plasma (CP) technology, which is one of the advanced treatment technologies and has been increasingly used in environmental applications in recent years, is the formation of a strong electric field and a non-thermal plasma formed by high-energy collisions of electrons and molecules producing free radicals and reactive species. Oxidation reactions in these plasma canals lead to the removal of pollutants from wastewater. In this study, it was aimed to increase the biodegradability of petrochemical industry wastewater with high chemical oxygen demand. In order to increase the BOD5/COD ratio of the wastewater above 0.3, a DBD SP reactor with downward film flow was used. When the DBD SP reactor was operated at 30 kV, the BOD5/COD of the wastewater was measured as 0.325. It was also observed that the BOD5/COD ratio continued to increase with increasing operating time.