Theses supervised by Dr. Öğr. Üyesi Sezen Küçükçongar
10 theses · Konya Technical University
Yer fıstığı kabuğu/fe3o4 kompozit materyali ile sucul ortamlardan nikel giderimi
Tarımsal ürünlerin hasat edilmesi ve işlenmesi esnasında farklı özelliklerde pek çok tarımsal atık açığa çıkabilmektedir. Bu atıkların bir kısmı farklı alanlarda değerlendirilebilmekte, bir kısmı için ise yakma, katı atık olarak uzaklaştırma gibi yöntemler uygulanmaktadır. Bu atıkların doğal ve ucuz maddeler olması, karbon ve selüloz içeriğinin yüksek olması, kolay temin edilebilmesi nedeniyle, ayrıca sürdürülebilirliğe katkı sağlamak ve kontrolsüz yakma ve katı atık olarak uzaklaştırma gibi yöntemlerde karşılaşılabilecek çevresel sorunların önüne geçebilmek için su arıtımında kullanımı mümkündür. Bu kullanım hem tarımsal atıkların uzaklaştırılması sorununa bir çözüm hem de atıkların faydalı bir amaç için düşük maliyetli bir adsorban olarak kullanılması için bir yeniden kullanım yöntemi sağlar. Son yıllarda yüzey özelliklerinden ve çözeltiden kolay ayrılmasından dolayı, manyetik özelliklere sahip adsorban malzemelerin kullanımı, farklı kirletici maddelerin su ve atıksulardan uzaklaştırılmasında artış göstermektedir. Bu çalışmada kimyasal çöktürme yöntemi ile yer fıstığı kabuğundan manyetik özellikte bir nanokompozit üretilmiş ve sulardan nikel giderimindeki etkinliği incelenmiştir. Manyetik yer fıstığı kabuğu/Fe3O4 nanokompozitini karakterize etmek için SEM-EDX, FT-IR, TGA, BET ve XRD analizleri yapılmıştır. Nikel giderim verimine temas süresi, kompozit madde dozu, pH ve başlangıç nikel konsantrasyonunun etkisi, 200 rpm karıştırma hızı ve 25℃ sabit ortam sıcaklığında incelenmiştir. Deneysel çalışma sonrasında kompozit malzemenin sudan ayrılmasında bir mıknatıs kullanılmıştır. Optimum şartlarda malzemenin maksimum kapasitesi 8.63 mg/g olarak belirlenmiştir. Kinetik çalışma sonuçlarına göre ikinci dereceden kinetik modeline uyumlu görülmüştür. Veriler Langmuir ve Freundlich denklemlerine uygulanmış ve Langmuir izoterm modeli daha uyumlu bulunmuştur. Sonuç olarak zirai bir atık olan yer fıstığı kabuğundan düşük maliyetli bir adsorban madde olarak manyetik nanoparçacık sentezlenmesi, sulardan nikel gideriminde kullanılmasının, malzemenin sudan ayrılması ve ağır metal giderim etkinliği göz önüne alındığında son derece umut verici bir yöntem olduğu düşünmektedir. Anahtar Kelimeler: Nanoparçacık, manyetik nanokompozit, yer fıstığı kabuğu, Fe3O4, nikel, sucul ortam.
Bitki özütü kullanılarak sentezlenmiş nanoparçacıkların sulardan ağır metal gideriminde kullanımı
Manyetik nanoparçacıklar yüzey yapılarından dolayı güçlü adsorpsiyon özelliğine sahip materyallerdir, bunun yanı sıra desorpsiyon işlemlerinde yüksek başarılar elde edilebilmektedir. Bu özellikleri nedeniyle mühendislik uygulamalarında adsorban maddenin sudan ayrılması ve yeniden kullanılabilirliği konusunda, yaygınlıkla kullanılan mevut diğer adsorban maddelerde karşılaşılabilen problemlerin azaltılmasına katkı sağlayabilmektedir. Nanoparçacıkların sentezinde birlikte çöktürme, termal parçalanma, mikroemülsiyon, hidrotermal yöntem, sonokimyasal sentez gibi farklı yöntemler kullanılmakta; malzemenin sentezi ve stabilizasyonunun sağlanabilmesi için bu yöntemlerde farklı kimyasal maddeler ve çözücülere ihtiyaç duyulmaktadır. Yeşil kimya, kimyasal ürünlerin ve proseslerdeki çevre ve insan sağlığına zararlı maddelerin kullanımının veya üretiminin ortadan kaldırılması ve oluşumunu engelleyici, önleyici yöntemlerin araştırılması, planlanması ve geliştirilmesi amaçlı bir yaklaşımdır. Bu çalışmada birlikte çökeltme yöntemiyle Fe3O4 nanoparçacığı sentezlenmiş, nanoparçacığın stabilizasyonunu sağlamak amacıyla yer fıstığı yağı ile kaplanmış ve bu manyetik malzemenin sulardan nikel giderimindeki etkinliği incelenmiştir. Yeşil sentezlenmiş malzemeyi karakterize etmek için SEM-EDX, FT-IR, TGA ve XRD analizleri yapılmıştır. Kesikli deney çalışmaları sonucunda elde edilen verilere göre optimum şartlarda (temas süresi: 50 dk, nanoparçacık dozu: 8 g/L, pH: 8 ve başlangıç nikel konsantrasyonu: 30 mg/L) malzemenin nikel giderim verimi %96.6 olarak elde edilmiştir. Freundlich ve Langmuir izoterm deneyleri yapılmış ve korelasyon katsayıları sırasıyla %62.3 ve %98.6 olarak belirlenmiştir. Bu çalışma ile hem üretim aşamasında hem de su arıtımında kullanımından sonra materyalin çevreye zararının en aza indirgenmesi hedeflenmiştir ve bu çalışmada elde edilen sonuçlar ile bu alandaki literatüre katkı sağlanacağı düşünülmektedir.
Manyetik nanoparçacıkların sulardan ağır metal gideriminde kullanımı
Manyetik nanoparçacıklar elektronik cihazlar, biyomedikal uygulamalar, mineral ayırma, ısı transfer uygulamaları vb. farklı alanlarda kullanılmaktadır. Son yıllarda manyetik nanoparçacıkların yüzey özellikleri ve çözeltiden kolay ayrılabilmesi nedeniyle, atıksulardan farklı kirleticilerin giderilmesinde adsorban madde olarak kullanımı artmaktadır. Bu çalışmada hidrotermal yöntemle üretilen Fe3O4 nanopartikülleri kullanılarak kesikli işletilen reaktörlerde farklı ortam şartlarında (temas süresi, adsorban dozu, pH, başlangıç ağır metal konsantrasyonu vb.) sucul ortamlardan nikel gideriminin incelenmesi hedeflenmiştir. Nanopartikül karakterizasyonu FT-IR, SEM analizleri ile aydınlatılmıştır. Deneysel çalışmalar sonucunda 25 mg/L başlangıç nikel konsantrasyonuna sahip bir sucul ortamdan en yüksek nikel gideriminin, 40 dk temas süresinde, 125 rpm karıştırma hızında, 2 g/L nanoparçacık dozunda ve pH 9 değerindeki reaktörde %95.8 oranında sağlanabildiği tespit edilmiştir. Freundlich ve Langmuir izoterm deneyleri yapılmış ve korelasyon katsayıları sırasıyla %90.8 ve %91.2 olarak belirlenmiştir.
Şeker pancarı küspesine emprenye edilmiş Fe3O4 ile sucul ortamlardan nikel giderimi
Ağır metal içeren atıksular en önemli çevre problemlerinden birisidir. Adsorpsiyon su atıksulardan ağır metal gideriminde uygulama ve tasarım kolaylıkları nedeniyle diğer konvansiyonel arıtım tekniklerine göre tercih edilebilmektedir. Ancak ekonomik olabilmesi için düşük-maliyetli adsorban maddelerin kullanımı gerekmektedir. Endüstriyel atıkların adsorpsiyon prosesinde kullanımı hem atıkların giderimi problemine bir çözüm hem de atıkların faydalı bir amaç için düşük maliyetli bir adsorban olarak kullanımı şeklinde bir yeniden kullanım metodu sağlamaktadır. Bu nedenle iki avantaj bulunmaktadır: Güvenilir ve zararsız bir adsorban üretimi için ağır metal gideriminin yanı sıra endüstri kaynaklı muhtemel tüm ucuz adsorban kaynaklarının araştırılmasına ihtiyaç vardır. Çay atıkları, deri endüstrisi atıkları, zeytinyağı üretim atıkları, atık gazete, pil endüstrisi atıkları gibi düşük maliyetli ve çevresel olarak uygun pek çok adsorban madde sucul ortamlardan ağır metal gideriminde kullanılabilmektedir. Son yıllarda manyetik özelliklere sahip adsorban maddelerin su ve atıksulardan farklı kirleticilerin gideriminde kullanımı, bu malzemelerin yüzey özellikleri ve çözeltiden kolay ayrılabilmesi nedeniyle artmaktadır. Bu çalışmada şeker pancarı küspesine emprenye edilmiş Fe3O4 manyetik kompoziti, kimyasal çökeltme tekniği kullanılark sentezlenmiştir. Manyetik nanoparçacığın nikel giderim verimliliği, temas süresi, adsorban dozu, pH, başlangıç ağır metal konsantrasyonu vb. değişken çevresel şartların etkisi altında incelenmiştir. Deneysel çalışmalar göstermiştir ki, 25 mg/L başlangıç nikel konsantrasyonunda, 40 dk temas süresinde, 200 rpm karıştıma hızı, 5 g/L nanoparçacık dozu ve pH 6.6 (orijinal pH) için malzemenin maksimum adsorplama kapasitesi 9.36 mg/g olarak belirlenmiştir. Freundlich ve Langmuir izoterm çalışmaları yapılmış ve korelasyon katsayıları sırasıyla %94.5 ve %99.4 olarak belirlenmiştir. Nanoparçacık karakterizasyonu XRD, SEM/EDX analizleri ile aydınlatılmıştır. Anahtar Kelimeler: Nikel giderimi, şeker pancar küspesi, endüstriyel atık, nanoparçacık
Endosülfanın konvansiyonel içme suyu arıtımı proseslerinde gideriminin incelenmesi
Yapılan tez çalışmasında endosülfanın konvansiyonel içme suyu arıtım yöntemleri ile giderimi ve metabolit oluşumu incelenmiştir. Çalışmada konvansiyonel arıtım yöntemlerinden koagülasyon-flokülasyon prosesi alüminyum sülfat kullanılarak ve dezenfeksiyon prosesi sodyum hipoklorit kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Ayrıca Minitab programı kullanılarak Taguchi deney tasarımı ve ANOVA analizlerinden faydalanılmıştır. Koagülasyon-flokülasyon deneylerinde 3 parametre, 4 seviye seçilip Taguchi metodu ile sadece 16 deneyle analizler gerçekleştirilerek hem az sayıda deney yapılmış hem de giderime etkili olan faktör ve seviyeler belirlenmiştir. Dezenfeksiyon deneylerinde ise 4 parametre, 4 seviye seçilerek 16 deney ile analiz sonuçlarına kısa zamanda ulaşılmıştır. Koagülasyon-flokülasyon çalışmasında %65 ile en iyi giderim verimi başlangıç endosülfan konsantrasyonu 6 mg/L, alüminyum sülfat dozu 30 mg/L ve pH 7 seviyelerinde gerçekleşmiştir. Diğer yandan Taguchi ile elde edilen analizlerde en etkili parametre seviyeleri endosülfan konsantrasyonu 6 mg/L, alüminyum sülfat dozu 40 mg/L ve pH 8 seviyelerinde bulunmuştur. ANOVA sonuçlarından ise pH %58,16; başlangıç endosülfan konsantrasyonu %32,50; alüminyum sülfat dozu ise %1,34 modele olan katkı yüzdeleriyle deneye en etkin parametreler belirlenmiştir. Modelin güvenilirliği ise %92 olup oldukça yüksektir. Dezenfeksiyon deneylerinde başlangıç endosülfan konsantrasyonu 6 mg/L, klor dozu 5 mg/L, pH 5, süre ise 45 dakika için %33 en iyi endosülfan giderimi gerçekleşmiştir. Taguchi metodu ile yapılan analizde ise başlangıç endosülfan konsantrasyonu 6 mg/L, klor dozu 5 mg/L, pH 5, süre ise 30 dakika en iyi parametre seviyeleri belirlenmiştir. ANOVA sonuçlarından başlangıç endosülfan konsantrasyonu, klor dozu, pH ve süre sırasıyla %55,84; %21,25; %5,74 ve %3,48 modele olan katkıları belirlenmiştir. Modele olan güvenilirliği ise %86,31 olup oldukça yüksektir. Endosülfan giderimi esnasında endosülfan eter, endosülfan sülfat ve endosülfan lakton oluşumları da ANOVA analizleri ile değerlendirilmiştir.
Endosülfanın gümüş katkılı manyetik fotokatalizör ile gideriminin incelenmesi ve Taguchi deney tasarım metoduyla optimizasyonu
Bu tez çalışmasında sentezlenen Ag/TiO2/Fe3O4 katalizörünün fotokataliz prosesi ile görünür LED, UV–C ve UV–A LED ışık kaynakları altında model kalıcı organik kirletici olarak seçilen endosülfanın giderimi ve metabolit oluşumundaki etkinliği, ortam şartlarının etkisi ve optimizasyonu, katalizörlerin yeniden kullanılabilirliği incelenmiştir. Hazırlanan katalizörün yapısal özelliklerinin incelenmesinde XRD, SEM-EDX, TEM-EDS analizleri yapılmıştır. Çalışmanın ilk aşamasında endosülfan izomer ve metabolitlerinin su ortamında birlikte analizinde, hızlı, kullanışlı, uygun maliyetli ve çevre dostu bir ekstraksiyon işlemi olarak tayininde VALLME prosedürü kullanılmıştır. HPLC analizleri sonrasında α‐endosülfan, β‐endosülfan, endosülfan sülfat, endosülfan eter ve endosülfan lakton için en iyi geri kazanım oranları sırasıyla; %99.06, 103.06, 91.1, 96.79 ve 115.31 olarak n-hekzan için 200 µL çözücü hacmi, 10 mL numune hacmi ve 3 dk vorteks süresi şartlarında elde edilmiştir. Çalışmanın ikinci aşamasında endosülfan giderimi ve metabolitlerine bozunumu için fotokataliz prosesinin Taguchi metodu ile deneysel tasarımı ve varyans analizi (ANOVA) ile optimizasyonu yapılmıştır. Deneysel tasarım başlangıç şartlarına göre hazırlanmış numuneler, önce karanlık ortamda, sonrasında UV–A LED, UV-C ve görünür LED ışık kaynakları altında fotokataliz deneyleri uygulanmıştır. Işık yoğunluğu, katalizör miktarı, başlangıç endosülfan konsantrasyonu, pH ve zaman parametrelerinin giderim verimine etkilerini belirlemek için, Minitab 19 programı kullanılarak Taguchi optimizasyonu ve varyans analizleri yapılmıştır. Görünür LED ışık ve UV–C ışık için en yüksek S/N oranının elde edildiği 27 W ışık gücü, pH 4, 0.5 g/L katalizör miktarı, 60 dk reaksiyon süresi ve 4 mg/L başlangıç endosülfan konsantrasyonunda en yüksek giderim veriminin elde edileceği sonucuna ulaşılmış ve sırasıyla doğrulama deneyleri sonuçları %94.2 ve %93.2 olarak elde edilmiştir. UV–A LED ışık için en yüksek S/N oranı 18 W ışık gücü, pH 4, 0.1 g/L katalizör miktarı, 60 dk reaksiyon süresi ve 4 mg/L başlangıç endosülfan konsantrasyonunda en yüksek giderim veriminin elde edileceği sonucuna ulaşılmış ve %91.9 olarak bulunmuştur. Ayrıca tüm ışık kaynaklarında giderim verimi üzerine parametre etkileri değerlendirildiğinde en etkili parametrelerin sırasıyla; başlangıç endosülfan konsantrasyonu ve pH olduğu bulunmuş, Fkritik değerleri ışık gücü, katalizör miktarı ve reaksiyon süresinin endosülfan giderimi üzerine etkisinin istatiksel olarak önemli olmadığını göstermiştir. Kontrol edilemeyen faktörlerin neden olduğu hata tüm ışık kaynaklarında %50 değerinin oldukça altında kalarak yapılan deneylere ait hataların önemli olmadığını göstermiştir. Varyans analizindeki %P değerleri incelendiğinde endosülfan giderimi için başlangıç endosülfan konsantrasyonu ve pH faktörüne ait seviyeler arasında anlamlı bir fark bulunduğu tüm ışık kaynaklarında görülmektedir. Ayrıca parametrelerin giderime olan katkıları % değer olarak verilmiş olup sırasıyla başlangıç endosülfan konsantrasyonu ve pH tüm ışık kaynaklarında katkısı en yüksek faktörler olmuştur. Endosülfan giderimi için doğrusal modelin normal olasılık grafiğinde artıkların düz çizgiye makul derecede yakın olduğu, hataların normal dağıldığı ve modelde belirtilen terimlerin önemli olduğu tüm ışık kaynaklarında görülmüştür. Tüm ışık kaynakları için endosülfan giderimine ait deneysel sonuçlara göre oluşturulan modellere ait R2 değerleri yüksek oranlarda uygunluk göstermiş, görünür LED ışık modelinden elde edilen R2 değeri UV–C ve UV–A LED modellerinden elde edilen değerlerden daha yüksek olduğundan fotokataliz prosesi ile endosülfan giderimine daha uygun olduğu tespit edilmiştir. Fotokataliz deneylerinde endosülfan gideriminde etkili olduğu düşünülen faktörlerin optimizasyonu yapılarak giderim verimleri bulunduktan sonra, endosülfan bozunumu sonucunda metabolit oluşumu da takip edilmiştir. Tüm ışık kaynaklarında endosülfan giderilirken yüksek konsantrasyonlarda endosülfan sülfat, endosülfan eter ve endosülfan lakton oluşumları gözlenmemiş aksine oluşumlar konsantrasyon bazında tüm deneylerde %2'nin altında kalarak endosülfan giderimini gerçekleştiğini desteklemiştir. Sentezlenen Ag/TiO2/Fe3O4 katalizörün tekrar kullanımı deneyleri için, ard arda optimum fotokataliz şartlarında saf su ile rejenere edilerek 5 tekrar sonrasında bile %77.23'lük toplam endosülfan giderimi elde edilmiştir. Çalışmanın üçüncü aşamasında ise gerçek su numuneleri olarak Konya içme suyu arıtma tesisi girişinden ham su ve tatlı su şebekesinden musluk suyu temin edilmiştir. Görünür LED ışık altında 27 W ışık gücü, 0.5 g/L katalizör miktarı, 60 dk reaksiyon süresi ve orijinal numune pH'larında fotokataliz deneyleri gerçekleştirilmiş, ham su ve kaynak suyu için elde edilen toplam endosülfan giderimi sırasıyla %86.7 ve %84.8 olarak bulunmuştur.
İçme suyu arıtma tesisi çamurunun atıksu arıtımında koagülan olarak kullanımı
İçme suyu ve atıksu arıtma tesislerinden kaynaklanan çamurlar arıtma proseslerine, arıtılacak suyun kompozisyonuna ve tesisin arıtım performansına bağlı olarak farklı içeriklere sahip olabilmektedir. Bu atıkların uygun olmayan bertaraf yöntemleri ile uzaklaştırılması çevresel ortamlarda yeni kirlilik problemleri ortaya çıkarabilmektedir. Arıtma çamurlarının farklı alanlarda yeniden kullanımının sağlanabilmesi ise çevresel ve ekonomik açıdan hem söz konusu atık probleminin giderilmesine hem de farklı alanlarda ham madde tüketiminin azaltılmasına katkı sağlayacaktır. Bu tez çalışmasında Konya içme suyu arıtma tesisinde oluşan çamurunun, metal kaplama atıksuyu, sentetik gri su ve hümik asit çözeltisinin koagülasyon-flokülasyon prosesi ile arıtımında etkinliği incelenmiş ve ticari alüminyum klorür hidroksit (ACH) ile kıyaslanmıştır. Çamur ve ACH kullanımı sonucu metal kaplama atıksuyundan pH 8 değerinde AKM giderimi sırasıyla %92.3-96.0, %92.8-96.1 ve çinko giderimi sırasıyla %79.7-95.9, %74.8-95.7 aralığında elde edilmiştir. Sentetik gri su arıtımında KOİ giderimi çamur kullanımında maksimum %50, ACH kullanımında maksimum %92.9 olarak belirlenmiştir. Hümik asit çözeltisi arıtımında orijinal pH değerinde (7.65) çamur kullanımında maksimum renk giderimi %26.5 ve UV272 giderimi %29.9 olarak belirlenmiş, ACH kullanımında ise bu değerler sırasıyla %96.6 ve %91.3 olarak tespit edilmiştir.
Gözenekli cam üzerine immobilize edilmiş nadir toprak iyonu katkılı TiO2 ile sulardan boyar madde giderimi
İleri oksidasyon prosesleri içerisinde heterojen fotokatalitik süreçler, zararlı ara ürünler üretmeden, ortam sıcaklığında ve basıncında farklı türlerdeki kirleticilerin etkin bir şekilde giderimini sağlayabilmektedir. TiO2, fotokataliz çalışmalarında en çok kullanılan yarı iletkendir. Diğer yarı iletken maddelere göre birçok avantaja sahip olan TiO2 fotokatalizörünün en büyük dezavantajı ise arıtım sonrasında toz dispersiyonlarının sudan ayrılmasının oldukça güç ve maliyetli olmasıdır. Çevreye salınımı ise, insan sağlığı ve ekolojinin bozulmasına yol açar. Bu nedenle TiO2 fotokatalizörünün bir destek tabakası üzerine sabitlenerek kullanılması ve gün ışığında da aktif hale getirebilmek için çeşitli yöntemlerle metalik/metalik olmayan elementler ile katkılandırılarak arıtımın sağlanması son yıllarda büyük ilgi gören konulardan birisidir. Bu çalışmada gözenekli cam destek malzemesinin üzerine Nd katkılı TiO2 kaplanarak sudan kolay ayrılabilen ve görünür ışık altında aktif olabilen bir fotokatalizör üretilmiştir. Üretilen bu materyal ile su ortamından farklı ortam şartlarında adsorpsiyon-fotokataliz yöntemi ile reaktif kırmızı-195 boyar maddesinin giderimi Taguchi deney tasarımı kullanılarak incelenmiş, sonuçlar ANOVA ile değerlendirilmiştir. En yüksek boyar madde giderimi başlangıç 3.5 pH değeri, 10 mg/L boyar madde konsantrasyonu, 0.2 g/L fotokatalizör miktarı için, 30 dk 9 W ve 18 W görünür ışık ışınımları altında %83 olarak elde edilmiştir. Ortam şartlarının boyarmadde giderimine etkisi başlangıç pH, reaksiyon süresi, fotokatalizör dozu, başlangıç boya konsantrasyonu ve ışık yoğunluğu için sırasıyla %53.76, %14.27, %11.80, %11.73 ve %1.18 olarak elde edilmiştir. ANOVA sonuçlarına göre P değerleri ışık yoğunluğu haricinde tüm diğer değişkenler için istatistikî olarak anlamlı bulunmuştur. Oluşturulan model için R2değeri %92.73, düzenlenmiş R2değeri %88.19 olarak elde edilmiştir.
Mezbaha atıksularının elektrokimyasal oksidasyon prosesi ile arıtımının incelenmesi
Bu tez çalışmasında mezbaha atıksularının elektrokimyasal oksidasyon prosesi ile arıtımı incelenmiştir. Elektrokimyasal oksidasyon prosesiyle atıksudan kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ) gideriminde elektrot türü (grafit, çelik ve bor katkılı elmas), kimyasal ön arıtım (alüminyum sülfat ve alüminyum klorür hidroksit ile koagülasyon-flokülasyon), başlangıç pH değeri (3-9 aralığında) ve elektrotlara uygulanan akımın (5-15 V aralığında) etkileri araştırılmıştır. Ayrıca bu değişkenlerin KOİ gideriminde sistemin özgül enerji tüketiminde oluşturduğu değişimler de incelenmiştir. En yüksek KOİ ve renk giderimi anot ve katot elektrotu olarak çelik kullanılması halinde sırasıyla %91 ve %97.8 olarak elde edilmiştir. Kimyasal ön arıtım anotta bor katkılı elmas (BDD) elektrotlarının kullanıldığı reaktörlerde KOİ ve renk giderim verimlerini iyileştirmiştir. Çelik (anot)–çelik (katot) elektrotlar için en yüksek KOİ giderimi atıksuyun orijinal pH değeri olan 7.16'da %91 olarak elde edilmiş, daha asidik ve bazik şartlarda KOİ giderim verimi düşmüştür. En düşük özgül enerji tüketimleri zamana bağlı olarak çelik (anot)–çelik (katot) elektrot çifti için 3.71-5.93 W.sa/g KOİ olarak tespit edilmiştir, elektrotlara uygulanan akımın 10 V'dan 5 V'a düşürülmesi özgül enerji tüketiminin 0.65-1.63 W.sa/ g KOİ aralığında elde edilmesini sağlamıştır. Anahtar Kelimeler: Mezbaha atıksuyu, elektrokimyasal oksidasyon, çelik elektrot, grafit elektrot, BDD elektrot, özgül enerji tüketimi
Nadir toprak iyonu katkılı TiO2 ile sulardan organik madde giderimi
Bu tez çalışmasında hidroflorik asit kullanılarak yüzeyleri poröz hale getirilen mikro boyutlu cam boncukların üzerine lantan (La) ve TiO2 kaplanarak bir fotokatalizör üretilmiş ve sulardan hümik asit gideriminde etkinliği incelenmiştir. Cam boncuklar TiO2'in arıtım sonrası çözeltiden ayrılmasını kolaylaştırmak ve fotokatalizörün adsorpsiyon kabiliyetini artırmak, La ise görünür ışınım altında fotokataliz etkinliği sağlamak amacıyla eklenmiştir. Üretilen fotokatalizörün taramalı elektron mikroskobu-enerji dağılım X-ışını (SEM-EDX), Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopi (FTIR) ve Xışını kırınım (XRD) analizleri ile yapısal özellikleri incelenmiştir. Fotokatalizörün görünür ışık altında sucul ortamlardan hümik asit giderimindeki etkinliği incelenmiştir. Bu amaçla Taguchi deneysel tasarımı uygulanmış, bağımsız değişken olarak fotokatalizör miktarı, çözelti başlangıç pH'sı, reaksiyon süresi, hümik asit başlangıç konsantrasyonu ve ışık yoğunluğu seçilmiştir. 5 faktör ve 3 seviyeli ortogonal dizi seti oluşturulmuş ve hümik asit giderimi için kesikli deneyler yapılmıştır. Sonuçlar varyans analizi (ANOVA) ile değerlendirilmiştir. En yüksek hümik asit giderimi 0.4 g/L fotokatalizör miktarı, başlangıç pH değeri 10, 30 dk reaksiyon süresi, 20 mg/L hümik asit konsantrasyonu ve 18 W ışık yoğunluğu şartlarında %54.07 olarak belirlenmiştir. Sinyal/gürültü (S/N) oranlarına göre bağımsız değişkenlerin hümik asit gideriminde etki sıralaması fotokatalizör miktarı, çözelti başlangıç pH değeri, ışık yoğunluğu, reaksiyon süresi ve hümik asit konsantrasyonu olarak tespit edilmiştir. ANOVA sonuçlarına göre P değerleri incelendiğinde fotokatalizör miktarının istatistiki olarak %95 anlamlılık seviyesinde olduğu, bunun dışında diğer parametrelerin anlamlı olmadığı belirlenmiştir.