Sentetik atık suların ileri arıtımı için yeni bir damlama yataklı elektrokimyasal reaktörün tasarımı ve kullanımı

Mevcut tez çalışmasında, sentetik atıksuların ileri arıtımı için yenilikçi ve sıra dışı bir damlama yataklı elektrokimyasal reaktörün tasarımı ve kullanımı hedeflenmiştir. Bu reaktörde, önce karbon ve politetrafloroetilenden (C-PTFE) oluşan bir katodun yüzeyinde çözünmüş oksijenin indirgenmesi, sonrasında ise elektrokimyasal olarak hidrojen peroksit (H2O2) üretimi gerçekleştirilmiştir. Devamında, katalitik ayrışma-temelli hidroksil radikallerinin üretimi gerçekleştirilmiştir. Bu hidroksil radikalleri metil turuncu organik kirleticisini oksitlemek için kullanılmıştır. TBER'deki katot tasarımı, paslanmaz çelik bir ağa sıkı bir şekilde tutturulmuş C-PTFE karışımından oluşan çift katmanlı bir yataktan elde edilmiştir. Böylelikle hem etkinliği yüksek bir elektrot elde etme hem de sürekli çalışan bir arıtma süreci hedeflenmiştir. Giderim verimini artırmak için voltaj, başlangıç MO konsantrasyonu, oksijen akış hızı, elektrolit akış hızı, KOH derişimi ve sıcaklık gibi farklı işletme parametrelerinin etkinlikleri incelenmiştir. Optimum çalışma koşulları 1 V, 20 ppm, 7 L/dk oksijen akış hızı, 200 mL/dk elektrolit akış hızı, 0.2 M KOH derişimi ve 30 oC olarak belirlenmiştir. Bu şartlarda maksimum MO giderimi olan %98 sonucuna ulaşılmıştır. Kinetik çalışmalar, MO bozunma sürecinin sözde birinci derece kinetiğe uydun olduğunu göstermiştir. Reaksiyon hız sabiti 30°C'de 0,0179 1/dk, 5°C'de ise 0,0111 1/dk olarak hesaplanmıştır. Bu hesaplamalara istinaden TBER-temelli MO giderim sürecinin aktivasyon enerjisi 14,062 kJ/mol olarak elde edilmiştir. Termodinamik çalışmalar TBER'in endotermik ve kendiliğinden olduğunu göstermiştir. Sonuç olarak, elde edilen deneysel bulguların ilgili literatür ile büyük bir uyum içerisinde olduğu görülmüş ve TBER'in gelecek vaad eden bir süreç olduğu değerlendirilmiştir. ANAHTAR KELİMELER: Metil turuncu, Damlama yataklı reaktör, Atık su arıtımı, Kinetik, Termodinamik.