Atık Biyokütlenin Pirolizinden Hazırlanan Termal Modifiye Biyoçar Elektrotlar ile Elektro-Fenton Sisteminde Astrazon Blue Giderimi

Abstract

Bu çalışmada öncelikle karışık mobilya atığı olan biyokütleden piroliz ile elde edilen biyoçar ürünlerin modifikasyonsuz (ham) ve termal modifikasyondan sonra elektrotlara dönüştürülmesiyle bir Elektro-Fenton (EF) sistemi kuruldu. Biyoçar ürünlerin modifikasyon değişkenleri, gaz türü (N2, CO2), sıcaklık (500-900°C) ve süre (1-4 sa) olarak belirlendi. Kurulan EF sisteminde katot olarak kullanılan modifiye biyoçar elektrotların, peroksit üretimi-akım verimliliği (CE) ve boya giderim verimi üzerine etkileri incelenerek en etkin biyoçar elektrot ve modifikasyon şartları belirlendi. Çalışmada, pH:3, EF süresi: 0,5 saat, katodik potansiyel:2 V, katalizör (FeSO4) konsantrasyonu: 0,2 mM ve elektrolit (Na2SO4) konsantrasyonu: 50 mM deneysel EF şartları olarak, 50 mg/L konsantrasyonundaki Astrazon blue sulu çözeltisi ise model kirletici olarak seçildi. Bu deneysel şartlar altında incelenen biyoçar elektrotlar arasından boya giderimi, peroksit üretimi ve akım verimliği (CE) açısından en etkin elektrot, CO2 gazında 700°C’de 1saat süreyle termal modifikasyonu yapılan elektrot (CO2-700-1) olduğu belirlendi. Ayrıca, çalışmanın enerji verimliliği ve ekonomik sonuçları da analiz edildi. Elektrotlar, EF sisteminde, %100 boya giderimi için arıtma maliyeti açısından değerlendirildiğinde seçilen elektrot (CO2-700-1) ile elde edilen arıtım maliyetinin, ham (N2-350-4) elektrota göre %68,2 daha düşük olarak bulundu. Buna ek olarak, 10 çevrim sonunda rejenere elektrotta boya giderme veriminin değişmediği görüldü.