Elektrodiyaliz bipolar membran prosesiyle arıtılmış sızıntı suyunun fenton oksidasyonu ile nihai arıtımının değerlendirilmesi

Abstract

Bu çalışmada, katı atık depolama sürelerine bağlı olarak genç, orta yaşlı ve yaşlı sızıntı sularının ultrafiltrasyon (UF), beş seri iyon değiştirici ve elektrodiyaliz bipolar membran prosesi (EDBM) ile kombine arıtımı sonrasında kalan sızıntı sularının Fenton oksidasyonu ile nihai arıtımı araştırılmıştır. Fenton prosesi için önem arz eden işletme parametreleri (H2O2:KOİ oranı, H2O2:Fe+2 oranı, pH ve reaksiyon süresi) belirlenmiş ve bu parametreler için 4 faktör-5 seviyeden oluşan Merkezi Kompozit Dizaynı yapılarak deneysel çalışma setleri oluşturulmuştur. Deneysel çalışmalarla bağımsız değişkenler (H2O2:KOİ oranı, H2O2:Fe+2 oranı, pH ve reaksiyon süresi) ve bağımlı değişkenler (KOİ, TOK, renk ve NH3-N giderimleri) arasındaki ilişkiler ve proses üzerindeki etkileri optimize edilmiştir. Optimizasyon için Cevap-Yüzey Yöntemi kullanılmıştır. En yüksek KOİ giderim verimlerinin elde edildiği çalışma setlerindeki işletme parametreleri orta yaşlı sızıntı suyu (H2O2:KOİ=1, H2O2:Fe+2=15, pH=3, süre=90 dk), genç sızıntı suyu (H2O2:KOİ=0,6, H2O2:Fe+2=5, pH=3, süre=90 dk) ve yaşlı sızıntı suyu için (H2O2:KOİ=0,6, H2O2:Fe+2=5, pH=3, süre=90 dk) ayrı ayrı belirlenmiştir. Orta yaşlı sızıntı suyunun Fenton oksidasyonu ile arıtımında KOİ, TOK, renk ve NH3-N giderimleri sırasıyla %59-87, %56-82, %74-97 ve %19-37 aralıklarında bulunmuştur. Genç sızıntı suyu ile yapılan Fenton çalışmalarında KOİ, TOK, renk ve NH3-N giderimleri sırasıyla %29-54, %8-38, %74-97 ve %40-55 bulunmuştur. Yaşlı sızıntı suyu ile yapılan Fenton çalışmalarında ise KOİ, TOK, renk ve NH3-N giderim verimleri sırasıyla, %2-79, %1-74, %14-98 ve %35-59 olarak elde edilmiştir. Optimizasyon sonucunda tüm sızıntı suyu türleri için en yüksek giderim verimlerine ulaşılabilecek optimum şartlar model tarafından öngörülmüştür. Fenton oksidasyonu ile nihai arıtım sonucunda orta yaşlı, genç ve yaşlı sızıntı suları için BOİ5/KOİ oranları sırasıyla 0,275'den 0,554'e, 0,47'den 0,679'a ve 0,066'dan 0,337 değerine kadar artmıştır. Elde edilen sonuçlar İSKİ Atıksuların Kanalizasyona Deşarj Yönetmeliği ile kıyaslanmıştır. Orta ve yaşlı sızıntı suları için kanalizasyon sistemi derin deniz deşarjı ile sonlanan kanal sistemlerinde öngörülen limit KOİ değerleri (<600 mg/L) sağlanmıştır. Genç sızıntı suyu için ise kanalizasyon sistemi tam arıtma ile sonlanan sistemlere deşarj için gerekli limit KOİ değeri (<4000 mg/L) sağlanabilmiştir.