Solar photacatalytic treatment of some recalcitrant pollutants
Bazı kalıcı kirleticilerin solar fotokatalitik arıtımı
- Tez No: 213139
- Danışmanlar: PROF.DR. AYŞE FİLİBELİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Solar arıtma, Box-Wilson deneysel tasarım yöntemi, İleri oksidasyon teknikleri, Solar treatment, Box-Wilson experimental design method, Advanced oxidation techniques
- Yıl: 2007
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tezin en önemli amaçları, bazı endüstriyel atıksuların arıtılmasında solar arıtımın alternatif bir yöntem olarak incelenmesi ve Box-Wilson Deneysel Tasarım Yöntemine göre reaksiyon kosullarının optimizasyonunun saglanmasıdır. Bir diger amaç ise, Fe(III)/H2O2/Solar-UV ve Fe(III)/TiO2/Solar-UV proseslerinin sentetik atıksu ve yüksek kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ), biyokimyasal oksijen ihtiyacı (BOİ), toplam organik karbon (TOK) ve renk içeren seçilmis endüstriyel atıksuların arıtımındaki verimlerinin arastırılmasıdır. İleri arıtma tekniklerinden bir tanesi Fe(III)/H2O2/Solar-UV yöntemidir. Fe(III)/H2O2/Solar-UV yöntemi, genellikle solar radyasyon ve katalizör eklenmesi ile gelistirilerek, hidrojen peroksidin (H2O2) organik karbonu güçlü bir sekilde indirgemesini saglar. Fe(III)/TiO2/Solar-UV yönteminde hidrojen peroksit yerine titanyum dioksit kullanılarak iki yöntemin verimleri karsılastırılmıstır. Deneysel çalısmaların yürütülmesi için bir kesikli solar reaktör tasarlanmıstır. Bu solar reaktör günes ısıgı kolektörleri, su hazırlama tankı, sirkülasyon pompası ve bir kontrol panelinden olusmaktadır. Deneysel çalısmaların ilk kısmında, 50 mg/L konsantrasyonunda Remazol Brilliant Blue R-A azo boyası ile hazırlanan sentetik atıksu arıtımı çalısılmıstır. Deneysel çalısmalara baslamadan önce kimyasal dozlarının belirlenmesi için laboratuarda bazı ön çalısmalar yapılmıstır. Fe(III)/H2O2/Solar-UV ve Fe(III)/TİO2/Solar-UV yöntemleri ile yapılan tüm deneylerde H2O2 803.1 ve 2677mg/L konsantrasyonları arasında çalısılmıstır, TiO2 50 ve 250mg/L konsantrasyonları arasında çalısılmıstır, Fe(III) 0 ve 1.0mM konsantrasyonları arasında çalısılmıstır ve atıksu debisi 10 ve 50L/h arasında degismistir. Deneysel noktalar ve kosullar Box-Wilson Deneysel Tasarım Yöntemi'ne göre belirlenmistir. viii Deneysel çalısmaların ikinci kısmında, solar reaktör ile Box-Wilson Deneysel Tasarım Yöntemi'ne göre belirlenen aynı deneysel noktalar ve kosullarda tekstil ve kâgıt endüstrisi atıksularının arıtılması çalısmaları yapılmıstır. TOC ve renk giderim verimleri karsılastırılmıstır. Solar reaktör ile yapılan deneylerden önce ve sekiz saat kesikli arıtım boyunca saat bası örnek alınarak KOİ, BOİ, TOK ve renk analizleri yapılmıstır. Kâgıt endüstrisi atıksuyu ile yapılan çalısmalarda adsorplanabilir organik halojenür (AOX) analizleri de yapılmıstır. Sentetik atıksu, tekstil endüstrisi atıksuyu ve kâgıt endüstrisi atıksuyunun her birinde renk okumalarının yapılacagı dalga boyunun saptanması için dalga boyu taraması yapılmıstır. Sentetik atıksuyun Fe(III)/H2O2/Solar-UV yöntemi ile sekiz saat kesikli arıtımı sonucunda %100 renk ve maksimum %84 TOK giderimi saglanmıstır. Fe(III)/TiO2/Solar-UV yönteminde ise bu degerler sırası ile %98 ve %59'dur. Tekstil endüstrisi atıksuyun sekiz saat kesikli arıtımı sonucunda Fe(III)/H2O2/Solar-UV ve Fe(III)/TiO2/Solar-UV yöntemleri ile elde edilen maksimum renk ve TOK giderimleri sırası ile %64 ve %72 ile %97 ve %100'dür. Kâgıt endüstrisi atıksuyun sekiz saat kesikli arıtımı sonucunda Fe(III)/H2O2/Solar-UV ve Fe(III)/TiO2/Solar-UV yöntemleri ile elde edilen maksimum renk ve TOK giderimleri sırası ile %89 ve %89 ile %83 ve %64'dir. Özetle, tasarlanan solar reaktör endüstriyel atıksuların arıtımı için uygun bir sistemdir. Bir baska sonuç ise, Fe(III)/H2O2/Solar-UV ve Fe(III)/TiO2/Solar-UV yöntemleri endüstriyel atıksuların arıtımı için etkili alternatif yöntemlerdir.
Özet (Çeviri)
The major objectives of this thesis were to investigate solar treatment as a treatment alternative of certain industrial wastewaters and to optimise reaction conditions according to Box-Wilson Experimental Design Method. Another objective was to investigate the effectiveness of Fe(III)/H2O2/Solar-UV and Fe(III)/TiO2/Solar-UV processes for the treatment of synthetic wastewater and selected industrial wastewaters which are containing high chemical oxygen demand (COD), biochemical oxygen demand (BOD), total organic carbon (TOC) and color. One of the Advanced Oxidation Process (AOP) techniques is the Fe(III)/H2O2/Solar-UV process. Fe(III)/H2O2/Solar-UV process employed strong oxidants of hydrogen peroxide (H2O2) to degrade organic carbon, especially under the promotion of solar irradiation and catalyst addition (Fe(III)). Titanium dioxide (TiO2) was used in palce of H2O2 as an oxidant in the Fe(III)/TiO2/Solar-UV process to compare efficiencies of two processes. A batch solar reactor was designed to carry out experimental studies. The solar reactor consists of sun light collectors, water preparation tank, circulation pump and a control panel. In the first part of the experimental studies, synthetic wastewater treatment was studied with the azo dye Remazol Brilliant Blue R-A at a concentration of 50mg/L. Before starting experimentation with solar reactor some preliminary works were done in the laboratory to determine ranges of chemical dosages. So, H2O2 concentrations were studied from 803.1 to 2677mg/L, TiO2 concentrations were studied from 50 to 250mg/L, Fe(III) concentrations were studied from 0 to 1.0mM and the flowrate of wastewater varied from 10 to 50L/h in all Fe(III)/H2O2/Solar-UV and Fe(III)/H2O2/Solar-UV processes. Experimental points and conditions were determined according to the Box-Wilson Experimental Design Method. In the second part of the experimental studies, textile and paper industry wastewater treatment was studied with the solar reactor according to the Box-Wilson Experimental Design Method at the same experimantal points and conditions and TOC and color removal efficiencies were compared. Samples were taken at the beginning of the experiments with solar reactor and after every hour during eight hours batch treatment and analysed for COD, BOD, TOC and color. Adsorbable organic halogens (AOX) also analysed during the paper industry wastewater experiments. Wavelenght scan was conducted for each of synthetic wastewater, textile industry watewater and paper industry wastewater to find out the wavelenght that color measurements would be done. After eight hours batch treatment of synthetic wastewater with Fe(III)/H2O2/Solar-UV process maximum color removal efficiency was 100% and maximum TOC removal efficiency was 85%. Maximum color and TOC removal efficiencies were 98% and 59%, respectively, with Fe(III)/TiO2/Solar-UV process. Maximum color and TOC removal efficiencies were 64% and 72%, respectively, with Fe(III)/H2O2/Solar-UV process and 97% and 100% with Fe(III)/TiO2/Solar-UV process after eight hours batch treatment of textile industry wastewater. Maximum color and TOC removal efficiencies were 89% and 89%, respectively, with Fe(III)/H2O2/Solar-UV process and 83% and 64% with Fe(III)/TiO2/Solar-UV process after eight hours batch treatment of paper industry wastewater. In summary, the desinged solar reactor is an effective tool for the treatment of industrial wastewaters. Another finding is Fe(III)/H2O2/Solar-UV and Fe(III)/TiO2/Solar-UV processes are effective alternative treatment processes for industrial wastewaters.
Benzer Tezler
- Zeytin karasuyundaki fenolik antioksidanların fotokatalitik olarak bozundurulması
Photocatalytic degradation of phenolic antioxidant in olive oil waste water
HAKAN GÜNDOĞDU
- Heterogeneous photocatalytic elimination of metal ions
Metal iyonların heterojen fotokatalitik yöntem ile arındırılması
DURATA ERTEK(HACİU)
- Titanium dioxide nanostructures for photocatalytic and photovoltaic applications
Titanyum dioksit tabanlı nanoyapıların fotokatalitik ve fotovoltaik uygulamaları
DENİZ ÇAKIR
Doktora
İngilizce
2008
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OĞUZ GÜLSEREN
- Investigations on photophysical and photochemical properties of solar dehydrogenation reaction and low-affinity Ca2+ indicators
Güneş ışınımlı dehidrojenleme reaksiyonu ve düşük affiniteye sahip Ca2+ indikatörlerin fotofiziksel ve fotokimyasal özellikleri üzerine incelemeler
NESİBE AVCIBAŞI
