Boyar madde içeren atıksuların arıtımında elektrooksidasyon uygulaması ve yüzey yanıt yöntemi ile optimizasyonu

Abstract

Yapılan bu çalışmada, sentetik olarak hazırlanan atıksudan elektrooksidasyon yöntemiyle, grafit anot kullanılarak boyar maddelerin giderilmesi incelenmiştir. Çalışma için ele alınan sentetik atıksu, katyonik Metilen Mavisi, Malahit Yeşili, Astrazon Kırmızısı boyar maddeleri ile hazırlanmıştır. Elektrooksidasyon prosesi 4 adet grafit anot ve 4 adet paslanmaz çelik katot kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Deneysel şartların bir model üzerinde belirlenmesi için Design Expert programı kullanılarak her bir boya için otuz adet deney planlanmıştır. Planlanan modeldeki şartlar ile deneyler gerçekleştirilmiş ve elde edilen sonuçlar yardımıyla Design Expert programına eklenerek 2 boyutlu kontur ve 3 boyutlu yüzey yanıt grafikleri oluşturulmuştur. Yapılan analizlerde birbirinden bağımsız başlangıç boya konsantrasyonu (C0), akım (A), destek elektrolit konsantrasyonu (DEK) ve pH değişkenlerinin boyar madde giderim verimine ve enerji tüketimine olan etkileri incelenmiştir. İletkenliğin sağlanabilmesi için destek elektrolit türü olarak 10 mM, 15 mM ve 20 mM NaCl kullanılmıştır. Deney süresi 15 dakika olarak belirlenmiştir. Alınan numunelerin analizleri yardımıyla, giderim verimi ve enerji tüketim değerleri hesaplanmıştır. Çalışmalardan elde edilen sonuçlara göre; artan akım ve DEK yanında, düşük başlangıç boya konsantrasyonu ve asidik pH değerlerinde giderim verimi artmıştır. Bunun yanında yüksek akım, bazik pH değerleri, başlangıç boya konsantrasyonunun artışı ve düşük DEK’nda ise enerji tüketiminin arttığı gözlemlenmiştir.

In this study, the removal of colorants from synthetically treated wastewater by electrooxidation processes using a graphite anode was investigated. The synthetic wastewater treated for the study is combined with cationic dyes such as methylene blue, malachite green and astrazon red. The electro-oxidation process was carried out using 4 graphite anodes and 4 stainless steel cathodes. Thirty experiments were designed for each color using the Design Expert program to determine the experimental conditions on a model. Experiments were carried out with the conditions in the designed model and with the help of the obtained results two-dimensional contour and three-dimensional surface response graphs were created by inserting them into the Design Expert program. In the analyzes performed, the effects of independent initial dye concentration (C0), current (A), supporting electrolyte concentration (SEC), and pH variables on dye removal efficiency and energy consumption were examined. To ensure conductivity, 10 mM, 15 mM and 20 mM NaCl were used as the supporting electrolyte type. The test time was determined to be 15 minutes. With the help of the analysis of the samples taken, the separation efficiency and the energy consumption values were calculated. According to the results of the studies, in addition to increasing current and SEC, removal efficiency increased at low initial dye concentrations and acidic pH values. In addition, it was observed that the energy consumption increased with high current, basic pH values, an increase in the initial dye concentration, and a low SEC.