Elektrooksidasyon yöntemi ile nonilfenoletoksilat-10 (np10e) arıtımı ve yüzey yanıt metodu ile optimizasyonu

Abstract

Çevreye ve insan sağlığına olan zararlı etkilerin önlenmesi amacı ile atıksular deşarj edilmeden önce alıcı ortam kriterlerine uygun bir şekilde arıtılmalıdır. Kullanılan geleneksel arıtma yöntemleri günümüzde spesifik kirleticilerin giderimi için yetersiz kalmaktadır. Özellikle tekstil endüstrisinden kaynaklanan atıksularda çevre ve insan sağılığına zararlı birçok kimyasal mevcuttur. Örneğin Nonilfenoletoksilat (NPE) gibi kirleticiler endokrin bozucu, toksik ve kanserojen özellik göstermektedir. Bu bileşiklerin yüksek kalıcılıklarından dolayı kimyasal ya da biyolojik olarak arıtımlarında başarılı sonuçlar elde edilememektedir. NPE’lerin kullanımı günümüzde bazı yasal sınırlamalarla kısıtlandırılmıştır. Atıksulardaki konsantrasyonlarına önemli kısıtlamalar getirilmiştir. NPE’ler pek çok ileri arıtma yöntemleri ile arıtılabilmektedir. Bu çalışmada, elektrooksidayon yöntemi ile sentetik atıksudaki NP10E bileşiğinin arıtılabilirliği araştırılmış elde edilen sonuçlar yüzey yanıt metodu (YYM) kullanılarak optimize edilmiştir. Çalışmada NaCl ve Na2SO4 olmak üzere farklı elektrolitlerin KOİ, TOK ve NP10E giderim verimlerine olan etkileri karşılaştırılmıştır. Akım, pH ve elektroliz süresi bağımsız değişkenler olarak seçilmiştir. Bu değişkenlerin KOİ, TOK ve NP10E giderimi üzerine olan etkileri Design Expert yazılımı ile oluşturulan istatistiksel modelle açıklanmıştır. NaCl ve Na2SO4 için optimum koşullarda (NaCl’de pH: 8, akım: 4 A, elektroliz süresi: 45 dk, Na2SO4’te pH: 5, akım: 2 A, elektroliz süresi: 180 dk) sırası ile % 92,5-76,0 KOİ, % 94,2- 72,8 TOK ve % 85,3-76,3 NP10E giderim verimi elde edilmiştir. Optimum şartlarda gerçek atıksuda NaCl için % 93,0 KOİ, % 95,0 TOK, % 90,8 NP10E giderim verimi elde edilirken, Na2SO4 için % 88,4 KOİ, % 83,8 TOK, %88,2 NP10E giderim verimi belirlenmiştir. Elektrik maliyetleri NaCl ve Na2SO4 için sırasıyla 0,95 $/m3 ve 1,30 $/m3 olarak belirlenmiştir. EO prosesinde NaCl’nin Na2SO4 elektrolitine göre daha etkili olduğu görülmüştür.

To prevent harmful effects to the environment and human health, wastewater should be treated in accordance with the receiving environment criteria before discharge. The conventional treatment methods used today are insufficient for the removal of specific pollutants. Harmful chemicals are observed especially in wastewater disposed by the textile industry. These harmful pollutants such as NPE have endocrine disrupting, toxic and carcinogenic properties. Due to the high persistence of these compounds, successful results cannot be obtained by means of chemical or biological treatment. The use of NPE is restricted by some legal limitations today. Significant restrictions have been enacted on their concentration in wastewater. NPEs can be treated with many advanced treatment methods. In this study, the refinability of NP10E compound in synthetic wastewater by using electrooxidayon method was investigated and the results were optimized using Response Surface Methodology (RSM). The effects of different electrolytes such as NaCl and Na2SO4 on the efficiency of COD, TOC and NP10E reduction are compared in the study. Current, pH and electrolysis time were selected as independent variables. The effects of these variables on COD, TOC and NP10E removal are explained by the statistical model created with Design Expert software. For NaCl and Na2SO4 under optimum conditions (NaCl: pH: 8, current: 4 A, electrolysis time: 45 min, Na2SO4: pH: 5, current: 2 A, electrolysis time: 180 min), 92.5-76.0 % COD, 94.2 – 72.8 % TOC and 85.3-76.3 % NP10E removal efficiency was achieved respectively. Under optimum conditions, the actual waste water yield of 93.0 % COD, 95.0 % TOC, and 90.8 % NP10E was obtained for NaCl, while the yield of 88.4 % COD, 83.8 % TOC, and 88.2 % NP10E was obtained for Na2SO4. Electricity costs were determined as 0.95 $/m3 and $ 1.30 $/m3 respectively for NaCl and Na2SO4. In the EO process, it was found that NaCl was more effective than Na2SO4 electrolyte.