Sulu çözeltilerden fenol ve metilen mavisinin gideriminin fotokatalitik degradasyon yöntemi ile incelenmesi

Dünyada ve ülkemizde endüstriyel faaliyetler önemli bir yer tutmaktadır. Endüstriyel faaliyetler; şehirleşme, teknolojide meydana gelen ilerlemeler ve artan nüfus gibi birçok etmen nedeniyle gün geçtikçe artmakta ve doğal kaynaklar ise tükenmektedir. Bunun yanında endüstriyel prosesler sonucu oluşan atık sular içeriklerinde bulunan çeşitli kimyasallar, ağır metaller gibi maddeler ile çevre kirliliği oluşturarak insanların sağlığını ve doğadaki diğer canlıların hayatını tehdit etmektedir. Endüstriyel atık sularda bulunan en önemli kirleticiler arasında aromatik bileşikler sınıfına dahil olan fenol ve boyar maddeler yer almaktadır. Endüstriyel kaynaklı aromatik bileşik içeren atık suların arıtımı zordur ve ileri arıtma tekniği gerektirir. Etkin bir atık su arıtımı için son yıllarda alternatif bir metod olarak ileri oksidasyon prosesleri geliştirilmektedir. Fotokatalitik oksidasyon, organik kirleticileri CO2 ve H2O gibi son ürünlere parçalayan ileri oksidasyon proseslerinden bir tanesidir. Bu çalışmada, endüstriyel atık sularda yüksek oranda bulunabilen fenol ve metilen mavisinin ZnO fotokatalizörü kullanılarak kesikli sistemde giderimi için tasarımı ve imalatı gerçekleştirilecek olan fotokatalitik reaktörde degradasyonu incelenmiştir. Bu kapsamda fotokatalitik degredasyon verimi üzerine, fotokatalizör yükü, başlangıç fenol konsantrasyonu, hava giriş hızı, başlangıç çözelti pH'ı, fotokatalitik reaktör işletim sıcaklığı gibi parametrelerin etkileri incelenerek fenol ve metilen mavisi giderimi ile birlikte toplam organik karbon (TOC) giderim düzeyleri de zamana bağlı olarak araştırılmıştır. Önemli ileri oksidasyon parametreleri olan pH, sıcaklık, başlangıç boyar madde derişimi ve ZnO derişiminin % renk ve TOC giderim etkilerini incelemek üzere Yanıt Yüzey Yöntemi (YYY) kullanılmıştır. Yanıtlar ve proses değişkenleri arasındaki etkileşimi elde etmek ve verileri incelemek üzere ANOVA analizi kullanılmıştır. Giderim yüzdelerinin tahmin edilmesi için ikinci dereceden regresyon modelleri, Design Expert 10 yazılım programı kullanılarak geliştirilmiştir. Klasik yöntemle elde edilen optimum ileri oksidasyon parametreleri YYY ile bulunan optimum parametreler ile karşılaştırılmıştır. Anahtar Kelimeler: Metilen mavisi, fenol, boyar madde, fotokatalitik degradasyon, TOC, yanıt yüzey yöntemi.