Tekstil boyar maddelerinin ileri oksidasyon yöntemleri (UV, UV/H2O2, UV/ozon,UV/H2H2-ozon) ile muamele edilmesi

Tekstil endüstrisine ait atık suların en belirgin özellikleri, yüksek organik kirliliğe sahip olması ve yoğun renk içermesidir. Tekstil boyar maddelerinin % 70'i azo kromoforlu reaktif boyalar ile karakterize edilip; kompleks kimyasal yapıları ve yüksek molekül ağırlıkları ile bu boyar maddelerin giderimi zordur. Ayrıca, boya içeren tekstil atık suları toksik, kanserojen ve mutajenik olabilirler. İleri oksidasyon proseslerinde ortamda olabilecek hem yükseltgen (hidroksil) hemde indirgen (hidrate elektron) bulunması atık sudaki kirleticilerin yapısının bozunmasında etkili olur. Tekstil endüstrisinde sıkça kullanılan Reaktif Black 5 (RB5)'in sulu çözeltilerinde yapısını bozmak amacıyla farklı koşullarda çalışılmıştır. RB5'in bozunması UV ışınları ile hidrojen peroksit varlığında (UV/H2O2) ve ozon varlığındaki (UV/O3) prosesler ile gerçekleştirilmiştir. 6 mgL-1 ve 50 mgL-1 olmak üzere iki farklı RB5 derişiminde çalışılmıştır. 6 mgL-1 ve 50 mgL-1 derişimlerindeki RB5 çözeltileri UV lambası (254 nm dalga boyunda maksimum emisyon yapan 16 W gücünde) ile (0,3-2,4) mM derişimlerinde hidrojen peroksit varlığında ve yokluğunda (30, 60, 120, 180 dakika) değişik ışınlama sürelerinde ışınlanmıştır. UV-ışınlamasına maruz kalan RB5 sulu çözeltisinde RB5 ve oluşan ara ürünlerin tamamen bozunması için UV-ışınlamasına ilave olarak yükseltgeyici hidroksil radikal oluşma olasılığını artırmak için H2O2 ve O3 kullanılmıştır. Ozonlama süresi ve UV-ışınlama sürelerinin RB5'in bozunmasındaki etkisini incelemek amacıyla farklı Ozonlama süresi (10-180 saniye) ve farklı UV ışınlama sürelerinde (0-180 dakika) çalışılmıştır. RB5'in bozunması için olabilecek minimum koşullar 50 mgL-1 RB5 için, 60 saniye ozonlama ve 120 dakika ışınlama süresidir. RB5'in bozunması ışınlama veya ozonlama süresinin fonksiyonu olarak takip edilmiş ve Ultraviyole Görünür Bölge Spektrofotometresi kullanılarak % bozunma değerlerinin sayesinde bozunmadan geriye kalan RB5 miktarları belirlenmeye çalışılmıştır. RB5 çözeltilerinde formaldehit oluşumu, H2O2 varlığında ışınlama süresinin fonksiyonu olarak incelenmiştir. Çözünmüş oksijen (DO) ve pH değerleri H2O2 ve O3 varlığında ve yokluğunda kaydedilmiştir. RB5'in bozunması sonucu oluşan ara ürünlerin analizi için Thermo trace 1300 markalı Gaz Kromatografi-Kütle Spektrometresi (GC-MS) ve Agilent Technologies 6224 LC-TOF-MS markalı Spektrometresi kullanılmıştır. Oluşan alifatik asitlerin ve anyonik türlerin tespiti amaçlı DX-3000 model Dionex marka İyon Kromatografisi (IC) kullanılmıştır. 180 dakika UV ışınlamasına maruz bırakılan 50 mgL-1 derişimindeki sulu RB5 çözeltisinde RB5 için gözlenen maksimum bozunma %27,92 olarak belirlenmiştir. Hidrojen peroksit varlığında RB5'in bozunması için gerekli ışınlama süresi azalmıştır. 0,3 mM H2O2 varlığında ve 180 dakika UV ışınlamasıyla 50 mgL-1 RB5'in % 95,07'sinin bozunduğu gözlenmiştir. RB5'in sadece H2O2 varlığında %5,34'ünün bozunduğunu göz önüne alırsak, H2O2 derişiminin RB5'in bozunmasında tek başına etkili olmadığı anlaşılmıştır. UV/H2O2 prosesinde ortamda oluşan .OH radikalleri güçlü yükseltgeme etkisi ile RB5 için daha fazla bozunmaya neden olmuştur. Yani yüzde bozunma değerleri UV ışınlama sürelerine ve hidrojen peroksit derişimlerine bağlı olduğu tespit edilmiştir. 6 mgL-1'lik RB5 çözeltisi için belirlenen minimum koşullar UV/H2O2 prosesinde 0,3 mM H2O2 ve 60 dakika UV ışınlaması olarak tespit edilmiş olup bozunma yüzdesi % 100 olarak tespit edilmiştir. Sadece hidrojen peroksit varlığında ise % 0,50 bozunma elde edilmiştir. 0-180 saniye zaman aralıklarında ozonlama ile farklı UV ışınlama sürelerinin, iki farklı derişimin (6 mgL-1 ve 50 mgL-1) etkileri denenmiştir. UV/O3 prosesi, UV/H2O2 prosesine göre daha fazla ∙OH radikali ürettiğinden UV/O3 prosesinin daha etkili olduğu gözlenmiştir. UV ışınlarına maruz bırakılmadan 50 mgL-1 RB5 çözeltisi 60 saniye O3'e tabi kaldığında % 85,74 bozunma göstermiştir. 120 dakika UV ışınlaması ile birlikte ise % 100 bozunmaya uğramıştır. 6 mgL-1 RB5 sulu çözeltisi UV ışınlamasına maruz kalmadan sadece 10 saniye ozonlama süresi ile % 65,67 bozunması mevcut iken % 100 bozunması 60 saniye ozonlama süresi ile 120 dakika UV ışınlaması sonrası gerçekleşmiştir. Tüm bu prosesler karşılaştırıldığında sadece ozonlama ve UV/O3 proseslerinin daha etkili olduğu sonucuna varılmıştır.