istanbul üniversitesi fen bilimleri enstitüsü yüksek lisans tezi

Transkript

øSTANBUL ÜNøVERSøTESø
FEN BøLøMLERø ENSTøTÜSÜ
YÜKSEK LøSANS TEZø
øLAÇ ENDÜSTRøSø ATIKSULARINDA
FENTON PROSESø øLE RENK VE KOø GøDERøMø
Çevre Müh. N.Didem SERT
Çevre Mühendisli÷i Anabilim DalÕ
DanÕúman
Prof.Dr. Hulusi BARLAS
Eylül, 2006
øSTANBUL
ÖNSÖZ
østanbul Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Çevre Mühendisli÷i Anabilim DalÕ Çevre
Mühendisli÷i programÕnda hazÕrlanan yüksek lisans tez çalÕúmasÕnda, “ølaç Endüstrisi
AtÕksularÕnda Fenton Prosesi ile Renk ve KOø Giderimi” konusu ele alÕnmÕútÕr.
Tez çalÕúmamÕn tamamlanmasÕnda gösterdi÷i her türlü destek ve yardÕmdan dolayÕ çok
de÷erli hocam Prof. Dr. Hulusi BARLAS’a en içten dileklerimle teúekkür ederim.
ÇalÕúmamÕn baúÕndan beri her konuda yardÕm ve deste÷ini aldÕ÷Õm Araú. Gör. Beril
Gönder’e, denemelerim için atÕksu sa÷layan Fako ølaçlarÕ A.ù. Hammadde FabrikasÕ’na,
gösterdikleri ilgi ve destek için Çevre Mühendisli÷i bölümündeki de÷erli hocalarÕma
teúekkürü borç bilirim.
Eylül, 2006
N. Didem SERT
i
øÇøNDEKøLER
ÖNSÖZ .........................................................................................................i
øÇøNDEKøLER ......................................................................................... ii
ùEKøL LøSTESø ......................................................................................... v
TABLO LøSTESø ......................................................................................vi
SEMBOL LøSTESø ................................................................................. vii
ÖZET ....................................................................................................... viii
SUMMARY ............................................................................................... ix
1. GøRøù ......................................................................................................1
2. GENEL KISIMLAR ...............................................................................3
2.1. øLAÇ ENDÜSTRøSø GENEL ÖZELLøKLERø VE PROSESLERø ............ 3
2.1.1. Fermantasyon .............................................................................................. 3
2.1.2. Biyolojik ve Do÷al Ekstraksiyon ................................................................ 5
2.1.3. Kimyasal Sentez .......................................................................................... 6
2.1.4. Formülasyon ................................................................................................. 7
2.1.5. ølaç AraútÕrmalarÕ ........................................................................................ 8
2.2. RENKLø ATIKSULAR .................................................................................... 9
2.2.1. AtÕksularda Renk Oluúumunun Sebepleri ................................................ 9
2.2.2. Renkli AtÕksu Oluúturan Endüstriler ...................................................... 10
2.3. RENK ÖLÇÜM YÖNTEMLERø ................................................................... 11
2.3.1. Görsel KarúÕlaútÕrma Yöntemi ................................................................. 12
2.3.2. Spektrofotometrik Yöntem ...................................................................... 13
2.3.3. Tristumulus Filtre Yöntemi ..................................................................... 13
2.3.4. ADMI Tristumulus Filtre Yöntemi ......................................................... 13
2.3.5. Renklilik SayÕsÕ (RES) ............................................................................... 13
ii
2.4. ATIKSULARDAN RENK GøDERME YÖNTEMLERø ............................. 15
2.4.1. Fiziksel ArÕtma Yöntemleri ...................................................................... 15
2.4.1.1. Adsorpsiyon ...................................................................................... 15
2.4.1.2. øyon De÷iúimi .................................................................................... 15
2.4.1.3. Membran Prosesler.......................................................................... 16
2.4.2. Kimyasal ArÕtma Yöntemleri ................................................................... 16
2.4.2.1. Kimyasal Çöktürme ve YumaklaútÕrma ........................................ 16
2.4.2.2. Kimyasal Oksidasyon ...................................................................... 18
2.4.3. Biyolojik ArÕtma Yöntemleri ................................................................... 22
2.5. FENTON PROSESøNøN ATIKSU ARITIMINDA KULLANIMI .............. 22
2.5.1. Fenton Prosesinin TanÕmÕ ........................................................................ 22
2.5.2. Fenton Prosesinde Oluúan Reaksiyonlar ................................................. 24
2.5.2.1. Redoks ReaksiyonlarÕ ...................................................................... 24
2.5.2.2. Koagülasyon ..................................................................................... 25
2.5.3. Fenton Prosesine Etki Eden Faktörler..................................................... 26
2.5.3.1. pH Etkisi ........................................................................................... 26
2.5.3.2. Demir Konsantrasyonunun Etkisi .................................................. 26
2.5.3.3. FarklÕ Demir øyonlarÕnÕn Etkisi...................................................... 26
2.5.3.4. Hidrojen Peroksit Konsantrasyonunun Etkisi .............................. 27
2.5.3.5. SÕcaklÕk Etkisi................................................................................... 27
2.6. RENK VE KOø GøDERøLMESø øÇøN YAPILAN ÇALIùMALAR............ 27
2.7. øLAÇ ATIKSULARININ DEùARJ SINIR DEöERLERø ........................... 31
2.8. NUMUNE ALINAN TESøSøN ÜRETøMø VE ATIKSU KAYNAKLARI... 32
3. MALZEME VE YÖNTEM .................................................................39
3.1. ÇALIùMADA KULLANILAN ATIKSUYUN ÖZELLøKLERø.................. 39
3.2. ÇALIùMADA KULLANILAN CøHAZLAR ................................................. 39
3.3. ÇALIùMADA KULLANILAN KøMYASAL MADDELER......................... 40
3.4. ÇALIùMA DÜZENEöø.................................................................................... 40
3.5. DENEYSEL ÇALIùMA ................................................................................... 41
3.6. ÇALIùMADA KULLANILAN ANALøZ YÖNTEMLERø........................... 43
3.6.1. Renklilik SayÕsÕ (RES) Ölçümü................................................................. 43
3.6.1.1. Ölçümün Gerçekleútirilmesi............................................................ 43
iii
3.6.1.2. De÷erlendirme .................................................................................. 44
3.6.2. KOø Ölçümü ............................................................................................... 44
3.6.3. H2O2 Ölçümü .............................................................................................. 44
3.6.3.1. Hesaplama......................................................................................... 45
4. BULGULAR .........................................................................................46
4.1. FENTON PROSESø .......................................................................................... 46
4.1.1. Uygun pH Seçimi........................................................................................ 46
4.1.2. Uygun FeSO4 MiktarÕnÕn Belirlenmesi .................................................... 48
4.1.3. Uygun H2O2 MiktarÕnÕn Belirlenmesi ...................................................... 51
4.1.4. Uygun KarÕútÕrma Süresinin Belirlenmesi............................................... 53
4.1.5. Uygun Çökme Süresinin Belirlenmesi...................................................... 56
4.1.6. Uygun SÕcaklÕ÷Õn Belirlenmesi .................................................................. 58
5. TARTIùMA VE SONUÇ .....................................................................60
KAYNAKLAR ..........................................................................................65
ÖZGEÇMøù ..............................................................................................71
iv
ùEKøL LøSTESø
ùekil 2.1
ùekil 2.2
ùekil 2.3
ùekil 2.4
ùekil 2.5
ùekil 3.1
ùekil 3.2
ùekil 3.3
ùekil 4.1
ùekil 4.2
ùekil 4.3
ùekil 4.4
ùekil 4.5
ùekil 4.6
ùekil 4.7
ùekil 4.8
ùekil 4.9
ùekil 4.10
ùekil 4.11
ùekil 4.12
: ølaç hammadde üretim genel akÕm úemasÕ ........................................... 31
: Sultamisilin tosilat üretim akÕm úemasÕ................................................ 33
: Sefuroksim asetil (amorphous) üretim akÕm úemasÕ ............................ 34
: Sefuroksim asetil (coated) üretim akÕm úemasÕ.................................... 35
: AtÕksu arÕtma tesisi akÕm úemasÕ .......................................................... 37
: Fenton prosesi deney düzene÷inin úematik gösterimi.......................... 39
: AtÕksuyun fenton prosesi uygulanmadan önceki görüntüsü................. 41
: AtÕksuyun fenton prosesi uygulandÕktan sonraki görüntüsü ................ 41
: Renk gideriminin pH de÷erine ba÷lÕ olarak de÷iúimi .......................... 46
: KOø gideriminin pH de÷erine ba÷lÕ olarak de÷iúimi............................ 47
: Renk gideriminin FeSO4 konsantrasyonuna ba÷lÕ olarak de÷iúimi...... 48
: KOø gideriminin FeSO4 konsantrasyonuna ba÷lÕ olarak de÷iúimi ....... 49
: Renk gideriminin H2O2 konsantrasyonuna ba÷lÕ olarak de÷iúimi........ 51
: KOø gideriminin H2O2 konsantrasyonuna ba÷lÕ olarak de÷iúimi ......... 51
: Renk gideriminin karÕútÕrma süresine ba÷lÕ olarak de÷iúimi................ 54
: KOø gideriminin karÕútÕrma süresine ba÷lÕ olarak de÷iúimi ................. 54
: Renk gideriminin çökme süresine ba÷lÕ olarak de÷iúimi ..................... 56
: KOø gideriminin çökme süresine ba÷lÕ olarak de÷iúimi....................... 56
: Renk gideriminin sÕcaklÕ÷a ba÷lÕ olarak de÷iúimi................................ 58
: KOø gideriminin sÕcaklÕ÷a ba÷lÕ olarak de÷iúimi ................................. 58
v
TABLO LøSTESø
Tablo 2.1
Tablo 2.2
Tablo 2.3
Tablo 3.1
Tablo 4.1
Tablo 4.2
Tablo 4.3
Tablo 4.4
Tablo 4.5
Tablo 4.6
Tablo 4.7
Tablo 4.8
Tablo 4.9
: ArÕtmada kullanÕlan yükseltgenlerin oksidayon potansiyelleri .......... 18
: Fenton prosesinin avantajlarÕ ve dezavantajlarÕ ................................... 23
: Su Kalitesi Kontrol Yönetmeli÷i Kimya End. deúarj standartlarÕ........ 30
: Deneysel çalÕúmada kullanÕlan atÕksuyun karakterizasyonu ................ 38
: Deneysel çalÕúmada kullanÕlan atÕksuyun renk ve KOø de÷eri ............ 45
: Renk ve KOø gideriminin pH de÷erine ba÷lÕ olarak de÷iúimi ............. 46
: Renk ve KOø gideriminin FeSO4 konsantrasyonuna ba÷lÕ de÷iúimi.... 47
: Renk ve KOø gideriminin H2O2 konsantrasyonuna ba÷lÕ de÷iúimi...... 50
: AtÕksuda kalan H2O2 konsantrasyonun atÕksuya eklenen FeSO4 dozu ile
de÷iúimi ……. ........................................................................................ 52
: AtÕksuda kalan H2O2 konsantrasyonun atÕksuya eklenen H2O2 dozu ile
de÷iúimi ……. ........................................................................................ 52
: Renk ve KOø gideriminin karÕútÕrma süresine ba÷lÕ olarak de÷iúimi .. 53
: Renk ve KOø gideriminin çökme süresine ba÷lÕ olarak de÷iúimi ........ 55
: Renk ve KOø gideriminin sÕcaklÕ÷a ba÷lÕ olarak de÷iúimi................... 57
vi
SEMBOL LøSTESø
RES
BOø
KOø
AKM
UAKM
TKM
TOK
ZSF
AOX
PVA
PAC
TKN
: Renklilik SayÕsÕ
: Biyolojik Oksijen øhtiyacÕ
: Kimyasal Oksijen øhtiyacÕ
: AskÕda KatÕ Madde
: Uçucu AskÕda KatÕ Madde
: Toplam KatÕ Madde
: Toplam Organik Karbon
: BalÕk Biyodeneyi
: Adsorplanabilen Organik Halojenler
: Polivinilalkol
: Polialüminyumklorür
: Toplam Kjeldahl Azotu
vii
ÖZET
øLAÇ ENDÜSTRøSø ATIKSULARINDA
FENTON PROSESø øLE RENK VE KOø GøDERøMø
ølaç endüstrisi, endüstriyel atÕksularÕn arÕtÕmÕnda sorunlarÕn yo÷un olarak görüldü÷ü
endüstrilerden biridir. Bu sorunlar ilaç üretimindeki ürünlerin ve kullanÕlan proseslerin
çeúitlili÷inden kaynaklanmaktadÕr. Ürün çeúitlili÷inden dolayÕ atÕksularÕn organik
madde içeri÷i zengin, rengi yo÷un ve KOø de÷eri yüksektir. Uygulanan prosese, ürün
türüne ve miktarÕna ba÷lÕ olarak atÕksuyun pH’sÕ , rengi ve KOø de÷eri farklÕlÕklar
gösterir. AynÕ zamanda ilaç endüstrisi atÕksularÕnÕn biyolojik parçalanabilirlikleri
oldukça düúüktür. Bu nedenle biyolojik, kimyasal ve fiziko-kimyasal arÕtma
proseslerinin ilaç atÕksularÕnÕn arÕtÕmÕnda uygulanmasÕ her zaman yüksek verim
sa÷lamayabilir. Renk ve KOø gideriminde geleneksel arÕtma yöntemlerinin yanÕnda ileri
oksidasyon yöntemlerinden Fenton prosesinin kullanÕmÕ giderek artmaktadÕr. Fenton
prosesi, FeSO4 ve H2O2’nin birbirleriyle reaksiyona girmesiyle kuvvetli bir oksitleyici
olan OH radikallerinin oluúmasÕ esasÕna dayanmaktadÕr. Oksidasyon basama÷Õyla renk
gideriminin, koagülasyon basama÷Õyla da KOø gideriminin sa÷landÕ÷Õ bu yöntem iki
aúamalÕ arÕtma etkisine sahiptir.
Bu çalÕúmada Fako ølaçlarÕ A.ù. Hammadde FabrikasÕna ait kimyasal ve biyolojik
arÕtma tesisi çÕkÕúÕndan alÕnan arÕtÕlmÕú atÕksuya son arÕtÕm kademesi olarak Fenton
prosesinin uygulanmasÕ ile renk ve KOø parametrelerinin giderimi incelenmiútir.
Fako ølaçlarÕ A.ù. Hammadde FabrikasÕnÕn arÕtma tesisi çÕkÕúÕndan alÕnan numunenin
KOø de÷eri 572 mg/L, renk parametresi de÷erleri 436 nm’de 90,5 m-1, 525 nm’de 43,2
m-1 ve 620 nm’de 29,2 m-1 olarak bulunmuútur. Renk ve KOø giderim verimi için en
uygun reaksiyon úartlarÕnÕ sa÷layan optimum de÷erleri belirlemek için denemeler
yapÕlmÕútÕr. Optimum pH de÷erinin belirlenebilmesi için yapÕlan
denemelerin
sonucunda en iyi renk ve KOø giderimi pH 4 de÷erinde elde edilmiútir. 200 mg/L FeSO4
ve 200 mg/L H2O2 dozlarÕnÕn optimum olarak belirlenmesinin ardÕndan, karÕútÕrma
süresi 30 dakika, çökme süresi 90 dakika ve en uygun reaksiyon sÕcaklÕ÷Õ da 35°C
olarak bulunmuútur. En uygun reaksiyon úartlarÕnda KOø de÷eri 149 mg/L’ye
indirgenerek % 74 verim sa÷lanmÕútÕr. Renk de÷erleri de 436 nm’de 4,6 m-1, 525 nm’de
1,1m-1 ve 620 nm 0,5 m-1’e indirgenmiútir. Böylelikle 436 nm de % 95, 525 nm de % 97
ve 620 nm’de % 98 renk giderim verimi elde edilmiútir.
ÇalÕúma sonucunda ilaç hammadde fabrikasÕ atÕksu arÕtma tesisi çÕkÕú suyunun rengi
Fenton prosesi ile EN ISO 7887 Avrupa Normunda verilen sÕnÕr de÷erlere kadar
indirgenirken, KOø parametresi Su Kirlili÷i Kontrolü Yönetmeli÷i’nce verilen sÕnÕr
de÷ere düúürülmüútür. Fenton prosesinin uygulandÕ÷Õ bu çalÕúmada elde edilen sonuçlar,
bu prosesin ilaç atÕksularÕnÕn renk ve KOø gideriminde kullanÕlabilece÷ini
göstermektedir.
viii
SUMMARY
COLOR AND COD REMOVAL FROM PHARMACEUTICAL WASTEWATER
BY FENTON PROCESS
The pharmaceutical industry is well-known with the problems of industrial wastewater
treatment such as the other industries. The sources of these problems are production of
drug products and variety of process which has been used. Because of the product
variety, wastewater has a rich organic matter content, concentrate color and high COD
value. As a result of applied process depending on product type and dose ; pH, color
and COD value of wastewater changes. In addition, pharmaceutical industry wastewater
has lower biodegradability. Because of this, applying biological, chemical, physiquechemical treatment processes on pharmaceutical wastewater treatment may usually not
provide high efficiency. Besides the conventional treatment methods used removal of
color and COD, Fenton process, an advanced oxidation method, is gradually increasing
in use. The Fenton process is based on a method which is cause of effective
radicals OH by occurring reaction of FeSO4 and H2O2. This method has
two treatment steps. First step is provide color removal with oxidation stage and the
second step is COD removal with coagulation stage.
In this study, removal of color and COD parameters with Fenton Process have been
investigated as post-treatment method of Fako Pharmaceutical Company Raw Matter
Factory chemical and biological wastewater treatment plant effluent.
The wastewater supplied from wastewater treatment plant of Fako Pharmaceutical
Company. COD of the samples were measured as 572 mg/L. The color of 436 nm, 525
nm and 620 nm were 90,5 m-1, 43,2 m-1 and 29,2 m-1, respectively. Experiments were
made to determine the optimum operating conditions on the removal of COD and color.
Primarily, the effect of pH on COD and color removal efficiency was tested. Optimum
pH was determined as 4 to provide the high efficiency of COD and color. The optimum
FeSO4, H2O2 concentrations, mixing time, coagulation time and temperature were
observed as 200 mg/L , 200 mg/L, 30 minute, 90 minute and 35qC, respectively. Under
these conditions COD value was reduced to 149 mg/L (% 74 COD removal). Color
parameter was reduced 4,6 m-1 at 436 nm, 1,2 m-1 at 525 nm and 0,5 m-1 at 620 nm.
Thus, efficiency of color removal was achieved % 95 at 436 nm, % 97 at 525 nm and
% 98 at 620 nm.
At the end of the study, while the color of the pharmaceutical raw matter factory
wastewater effluent was reduced to standard value of EN ISO 7887, COD parameter
was reduced to value of “Su Kirlili÷i Kontrolü Yönetmeli÷i”(Water Quality Control
Regulation). The results of this study which applied of Fenton process was demonstrate
that is process can be used to remove color and COD parameters from pharmaceutical
wastewater.
ix
1
1.GøRøù
ølaç endüstrisi, endüstriyel atÕksularÕn arÕtÕmÕnda sorunlarÕn yo÷un olarak görüldü÷ü
endüstrilerden biridir. Bu sorunlar ilaç üretimindeki ürünlerin ve kullanÕlan proseslerin
çeúitlili÷inden kaynaklanmaktadÕr. Ürün çeúitlili÷inden dolayÕ atÕksularÕn organik
madde içeri÷i zengin, rengi yo÷un ve KOø de÷eri yüksektir. Uygulanan prosese, ürün
türüne ve miktarÕna ba÷lÕ olarak atÕksuyun pH’sÕ , rengi ve KOø de÷eri farklÕlÕklar
gösterir. AynÕ zamanda ilaç endüstrisi atÕksularÕnÕn biyolojik parçalanabilirlikleri
oldukça düúüktür. Bu özelliklerinden dolayÕ biyolojik, kimyasal ve fiziko-kimyasal
arÕtma proseslerinin ilaç atÕksularÕnÕn arÕtÕmÕnda uygulanmasÕ her zaman yüksek verim
sa÷lamayabilir. Bu nedenle bu tür atÕksularÕn arÕtÕmÕnda kimyasal oksidasyon
yöntemlerinin kullanÕmÕ giderek artmaktadÕr.
Bu tez çalÕúmasÕnÕn konusu, ilaç endüstrisi atÕksularÕndan renk ve KOø gideriminde,
Fenton prosesinin uygulanabilirli÷inin araútÕrÕlmasÕdÕr.
Fenton prosesi, Fe2+ iyonlarÕ ile H2O2 arasÕndaki reaksiyon sonucunda hidroksil
radikallerinin oluúmasÕ esasÕna dayanmaktadÕr. Hidroksil radikali çok yüksek derecede
oksitleyici özelli÷e sahiptir. Fenton prosesi ile oluúan hidroksil radikalleri yüksek
moleküllü organik maddelerle hÕzlÕ ve etkili bir úekilde tepkimeye girmektedir.
Böylelikle oksidasyon yoluyla renk giderimi sa÷lanmaktadÕr. Reaksiyon sÕrasÕnda
oluúan Fe3+ iyonlarÕ hidroksit iyonlarÕ ile demir hidrokso kompleksleri halinde
bulunabilmektedir.
Bu
komplekslerin
polimerizasyon
e÷ilimiyle
koagülasyon
gerçekleúir. Oksidasyon basama÷Õyla renk giderilirken, koagülasyon basama÷Õyla da
KOø giderimi sa÷lanarak çift aúamalÕ arÕtma gerçekleúmektedir. KÕsaca oksidasyon ve
koagülasyon iúlemleri bir arada gerçekleúmektedir.
Bu proses, atÕksulardan renk ve KOø gideriminde gittikçe daha çok denenmeye ve
uygulanmaya baúlanmÕútÕr.
2
Bu çalÕúma kapsamÕnda, ilaç endüstrisi atÕksularÕna kimyasal ve biyolojik arÕtma
uygulanan bir atÕksu arÕtma tesisinin çÕkÕúÕnda, KOø ve renk giderimi için Fenton prosesi
uygulanmÕútÕr.
Bölüm 2’de ilaç endüstrisinin ve proseslerinin genel tanÕtÕmÕ yapÕlmÕútÕr. AtÕksularda
renk ve KOø oluúum nedenleri, renk ölçümü ve renk giderme yöntemleri ile Fenton
prosesi ve prosese etki eden faktörler üzerinde durulmuútur.
Bölüm 3’de malzeme ve yöntem baúlÕ÷Õ altÕnda atÕksuyun karakterizasyonu verilmiútir.
ÇalÕúmada kullanÕlan kimyasal maddeler ve uygulanan deneysel yöntem tanÕtÕlmÕú,
çalÕúma sÕrasÕnda kullanÕlan analiz yöntemleri anlatÕlmÕútÕr.
Bölüm 4’de optimum Fenton prosesi için uygun pH seçimi, uygun FeSO4 miktarÕnÕn
belirlenmesi, uygun H2O2 miktarÕnÕn belirlenmesi, uygun karÕútÕrma süresinin
belirlenmesi, uygun çökme süresinin belirlenmesi ve uygun sÕcaklÕ÷Õn belirlenmesi
sÕrasÕnda elde edilen bulgular verilmiútir.
Bölüm 5’de deneysel çalÕúmanÕn sonuçlarÕ de÷erlendirilerek, ilaç endüstrisi atÕksularÕ
için uygunlu÷u sunulmuútur.
Bu çalÕúmada, önce Fako ølaçlarÕ A.ù. Hammadde FabrikasÕ arÕtma tesisinin çÕkÕúÕndan
alÕnan arÕtÕlmÕú suyun karakterizasyonu yapÕlmÕútÕr. Daha sonra Fenton prosesinin
veriminde etkin rol oynayan faktörlerin (pH de÷eri, H2O2 ve FeSO4 konsantrasyonlarÕ,
sÕcaklÕk, karÕútÕrma ve çökme süresi) optimizasyonu sa÷lanmÕútÕr. Her bir faktörün
optimizasyonundan sonra renk ve KOø de÷erleri ölçülerek giderim verimlili÷i
hesaplanmÕútÕr. ÇalÕúma sÕrasÕnda Fako ølaçlarÕ A.ù. Hammadde FabrikasÕ arÕtma tesisi
çÕkÕú suyunun ileri arÕtÕmÕ amacÕyla uygulanacak Fenton prosesinin optimum úartlarÕ
ortaya konulmuútur.
3
2. GENEL KISIMLAR
2.1. øLAÇ ENDÜSTRøSø GENEL ÖZELLøKLERø VE PROSESLERø
ølaç Endüstrisinin amacÕ insan ve hayvanlarÕ tedavi edecek ilaçlarÕ üretmektir. Bu
endüstrilerinin en önemli ortak özelli÷i ürün/hammadde oranÕnÕn düúük olmasÕ ve ilaç
üretiminde kullanÕlan proseslerin çeúitlili÷idir [1]. Kirlenme açÕsÕndan önemli ve arÕtÕmÕ
zor olan endüstrilerdendir.
ølaç endüstrisinde çeúitli ve çok sayÕda hammadde kesikli, yarÕ kesikli ve sürekli
proseslerden geçirilerek üretime hazÕr hale getirilir. Bu endüstrilerde % 87 oranÕnda
kesikli prosesler kullanÕlmaktadÕr. Bu nedenle oluúan atÕksular ürün türüne, üretim
prosesine, tesis içi kazanÕm uygulamalarÕna ba÷lÕ olarak miktar ve karakter bakÕmÕndan
önemli de÷iúiklikler göstermektedir [1].
USEPA (Çevre Koruma AjansÕ) hammadde, proses, ürün, atÕksu özellikleri ile
arÕtÕlabilirlik faktörlerini dikkate alarak, ilaç endüstrisini aúa÷Õda görüldü÷ü gibi 5 ayrÕ
kategoride sÕnÕflandÕrmÕútÕr [1] .
a. Fermantasyon
b. Biyolojik ve Do÷al Ekstraksiyon
c. Kimyasal Sentez
d. Formülasyon
e. ølaç AraútÕrmalarÕ
2.1.1. Fermantasyon
Fermantasyon penisilin, teramisin, streptomisin gibi çeúitli antibiyotik ve steroidlerin
üretiminde kullanÕlan büyük ölçekli kesikli bir prosestir. Fermantasyondan kaynaklanan
atÕksularÕn BOø, KOø ve AKM de÷erleri yüksektir. pH de÷eri 4-8 arasÕnda de÷iúkenlik
gösterir.
4
Fermantasyon prosesi 3 adÕmdan oluúur.
a. Kültür hazÕrlama
b. Fermantasyon
c. Ürünün elde edilmesi
Kültür hazÕrlama, üretilecek antibiyoti÷e ba÷lÕ olarak belirli mikroorganizmalarÕn uygun
koúullarda ço÷altÕlmasÕyla baúlar. Yeterli geliúme sa÷landÕ÷Õnda hazÕrlanan kültür,
aúÕlama tankÕna geçilir. AúÕlama tankÕnda uygun sÕcaklÕk ve hava koúullarÕ altÕnda,
mikroorganizmalarÕn geliúmesi sa÷lanarak fermantasyon mayasÕ elde edilir ve
fermantasyon tankÕna geçirilir. Böylelikle 12 saatten 1 haftaya kadar süren
fermantasyon iúlemi baúlar. Fermantasyon iúlemi sonunda fermantasyon tankÕ,
mikroorganizma türlerine göre istenilen ürünleri içermektedir ve filtrasyon için hazÕr
hale gelir. Filtrasyonla mikroorganizmalar giderilir. Ürün ve nitrüentler filtrasyon
sÕvÕsÕnda kalÕr. Ürünün filtrasyon sÕvÕsÕndan ayrÕlmasÕnda üç farklÕ yöntem
kullanÕlmaktadÕr.
a. Solvent ekstraksiyonu
b. Direkt çöktürme
c. øyon de÷iúimi ve adsorpsiyon
Solvent ekstraksiyonu, organik bir çözücü ile farmasötik ürünü sulu çözeltiden ayÕrÕp,
daha deriúik bir çözelti haline getirme iúlemidir. Bu aúamada harcanan solventler geri
kazanÕlarak tekrar kullanÕlÕr. Geri kazanÕm sÕrasÕnda bir kÕsÕm solvent atÕksuya
karÕúabilir. Fermantasyonda kullanÕlan baúlÕca solventler kloroform, benzen, 1,1dikloroetilen ve 1,2-transdikloroetilendir. Kültür hazÕrlama tankÕ úeker, niúasta, bitkisel
ya÷lar, protein, azot, fosfor gibi atÕklar içermektedir.
Fermantasyon prosesindeki atÕksu kaynaklarÕ aúa÷Õda verilmiútir.
a. Yer ve ekipman temizleme sularÕ
b. Ekstraksiyon iúlemleri sonucunda çÕkan kullanÕlmÕú solventler
c. So÷utma sularÕ
5
Fermantasyon prosesindeki ekipmanlarÕn sterilizasyonu için ço÷unlukla buhar, zaman
zaman da fenol gibi kimyasal dezenfektanlar kullanÕlmaktadÕr. Kimyasal dezenfektanlar
kirlilik yükünü arttÕrmaktadÕr [2].
BazÕ durumlarda fermantasyon tankÕndaki mikroorganizmalara virüs bulaúÕr. Bu
nedenle proses erken deúarj edilmekte ve prosesin nitrüentlerinden kaynaklanan kirlilik
konsantrasyonu daha da arttÕrmaktadÕr.
2.1.2. Biyolojik ve Do÷al Ekstraksiyon
Bitkiler, hayvan dokularÕ ve mantarlar kullanÕlarak birçok ilacÕn üretildi÷i küçük ölçekte
kesikli bir prosestir. Bu proseste üretilen ilaçlara örnek olarak yatÕútÕrÕcÕlar, alerji
ilaçlarÕ, insülin, morfin vb. verilebilir. Plazma ve türevlerinin üretiminde kullanÕlan kan
fraksiyonlarÕ da bu gruba dahildir. Ekstraksiyon oldukça pahalÕ bir yöntemdir. Çok
büyük miktarda hammadde kullanÕlmasÕna karúÕn, iúlemlerin sonunda düúük miktarda
ürün elde edilmektedir.
Ekstraksiyon tesislerinde solvent iki amaçlÕ kullanÕlÕr. Birincisi ürünü kirletebilecek
ya÷larÕn giderilmesidir. KullanÕlan solvent, ürüne zarar vermeden ya÷larÕ eriterek
giderir. økinci kullanÕm amacÕ ise ürünün ayrÕlmasÕdÕr. Ekstraksiyon iúlemlerinde
kaynak olarak kullanÕlan hayvan ve bitki dokularÕndan yararlÕ kÕsÕmlarÕ ayÕrmak ve sulu
çözeltilerin pH’nÕ kontrol etmek amacÕ ile amonyak kullanÕlmaktadÕr.
Amonyum tuzlarÕ tampon olarak, sulu ve susuz amonyak ise alkali ayÕraç olarak
kullanÕlÕr. Amonyum tuzlarÕnÕn sudaki çözünürlü÷ü yüksek oldu÷undan istenmeyen tuz
çökelmeleri olmaz. AynÕ zamanda amonyak kimyasal olarak hayvan ve bitki dokularÕ
ile reaksiyona girmez.
Ekstraksiyon iúleminden kaynaklanan atÕksuyun debisi düúüktür. AtÕksuyun büyük bir
kÕsmÕ temizleme iúlemleri sonucunda oluúur. BazÕ solvent kalÕntÕlarÕ atÕksuya karÕúabilir.
En büyük kirlilik kayna÷Õ, orijinal hammaddelerin kalÕntÕlarÕndan oluúan katÕ atÕklardÕr.
KullanÕlanan hammaddeye oranla çok az miktarda ürün elde edildi÷inden, katÕ atÕk
miktarÕ hammadde miktarÕna oldukça yakÕndÕr. KullanÕlmÕú hammaddelerin oluúturdu÷u
çamur toplanarak katÕ atÕk depolama alanÕna yada yakmaya gönderilir. Solventlerin geri
6
kazanÕlamayan kÕsmÕ ise depolanÕr yada yakÕlÕr. Üretim sÕrasÕnda oluúan hatalar
nedeniyle bazen üretimin tekrarÕ gerekebilir. Bu durumda geri devir mümkün de÷ilse
atÕklar tesis kanalÕna deúarj edilir [3].
2.1.3. Kimyasal Sentez
ølaçlarÕn ço÷u kimyasal sentez ile üretilmektedir. Vitaminler, antibiyotikler,
antihistaminikler, kardiovasküler ve merkezi sinir sistemi ilaçlarÕ bu proses tarafÕndan
üretilen ürünlere örnektir.
Kimyasal sentez prosesinin esasÕnÕ kesikli reaktörler oluúturmaktadÕr. Bu reaktörler
solvent ekstraksiyonu ve kristalizasyon iúlemleri amacÕyla kullanÕldÕ÷Õ gibi çözeltilerin
karÕútÕrÕlmasÕ, kaynatÕlmasÕ ve so÷utulmasÕ amacÕyla da kullanÕlÕr. Örne÷in geri akÕú
kondansatörü eklenmesi ile tüm geri akÕú iúlemleri gerçekleúebilir. Vakum uygulamasÕ
amacÕyla vakum buharlaútÕrÕcÕ tanklar haline gelir.
Sentetik ilaç üretimi, kimyasal sentez reaktörlerinin bir veya birkaçÕ kullanÕlarak
gerçekleútirilir. Her ürün için de÷iúik iúlemler yapÕlÕr. Üretilecek maddeye göre belirli
bir program dahilinde reaktifler eklenir. So÷utma suyunun akÕm hÕzÕ yada buhar arttÕrÕlÕr
ve azaltÕlÕr. Pompalar vasÕtasÕyla reaktör içinde oluúan ürün, baúka bir reaktöre
geçirilerek prosese devam edilir.
Kimyasal sentez prosesinde, solventler yo÷un olarak reaksiyonda ve saflaútÕrmada
kullanÕlmaktadÕr. Benzen ve toluen en çok kullanÕlan organik solventlerdir. BunlarÕn
dÕúÕnda ksilen, siklohekzan ve piridin gibi solventler kullanÕlmakta veya yan reaksiyon
oluúturmaktadÕr.
Solventlerin, kirliliklerinden arÕndÕrÕlarak geri kazanÕlmasÕ mümkündür. Geri kazanma
prosesi tüm tesislerde kullanÕlmaktadÕr. Geri kazanma iúlemi destilasyon kolunu ile
gerçekleútirilebilir. Ancak depolama sÕrasÕnda solvent kaybÕ olabilir. AyrÕca
ekstraksiyon bölümünde kullanÕlabilir. AtÕksularÕn büyük bir kÕsmÕ bu prosesten
kaynaklanmaktadÕr.
7
Her ilaç belirli devrelerde üretilir. Birkaç haftadan birkaç aya kadar uzayabilen bu
devreler süresince bir veya daha fazla proses kullanÕlarak satÕúÕ amaçlanan miktarda
üretim yapÕlÕr. Devre sonunda bir baúka ilaç üretim programÕ baúlar. AynÕ cihazlarla
de÷iúik bir ilaç üretimi farklÕ karakterde atÕk deúarjÕna neden olur.
Kimyasal sentez atÕksularÕ kompleks yapÕda ve arÕtÕmÕ son derece zor olan atÕksulardÕr.
Çünkü birçok proses ve kimyasal reaksiyondan oluúmaktadÕr.
Kimyasal sentez iúleminden oluúan atÕksu kaynaklar aúa÷Õda verilmektedir.
a. AtÕk solventler, filtre atÕklarÕ
b. Yer ve ekipman temizleme sularÕ
c. Dökülmeler, pompa sÕzÕntÕ sularÕ
Kimyasal sentez atÕksularÕ, yüksek BOø, KOø ve AKM de÷erleri ile karakterize
edilebilir. pH de÷eri ise 1-11 arasÕnda de÷iúir. AtÕklar kompleks bir yapÕya sahip
olduklarÕ için biyolojik arÕtma sistemlerinde inhibitör etkisi gösterebilir [2].
2.1.4. Formülasyon
ølaçlarÕn aktif maddeleri kimyasal sentez ile üretilir. Üretim sonrasÕ belirli oranda ve
çeúitli katkÕ maddeleri eklenerek uygun dozajlarda tablet, kapsül, likit veya merhem
úeklinde formüle edilerek tüketiciye sunulur. Formülasyon, ilaçlarÕn uygun formlara
getirilmesi iúlemidir.
Tabletler, ilaç aktif maddelerinin ba÷layÕcÕ ve dolgu (genelde niúasta, úeker, mÕsÕr
úurubu) maddeleri ile uygun oranda karÕútÕrÕlarak tablet pres makinesinde hazÕrlanÕr.
Stearik asit magnezyum tuzu (magnezyum stearat) gibi bazÕ ya÷lÕ maddeler tablet
baskÕsÕ sÕrasÕnda eklenir. KarÕútÕrma ve baskÕ esnasÕnda oluúan tozlar ve kÕrÕk tabletler
toplanÕr.
Kapsül üretiminden önce sert jelatin kaplar hazÕrlanmaktadÕr. Uygun dozlarda
karÕútÕrÕlmÕú ilaç hammaddesi ve dolgu maddeleri bu jelatin kaplara doldurulmakta ve
kaplanan tabletler kurutulduktan sonra paketlenmektedir.
8
Likit preparatlar enjeksiyon veya oral kullanÕm úeklinde hazÕrlanmaktadÕr. Likit
preparatÕn hammaddesi suda çözünmektedir. Enjeksiyon solüsyonlarÕ sterilize edilerek
úiúelere doldurulur. Oral likitler sterilizasyonu yapÕlmadan úiúelenir.
Formülasyon prosesinde atÕksu kaynaklarÕ aúa÷Õda verilmiútir.
d. Yer ve ekipman temizleme sularÕ
e. Kaza sonucu dökülmeler
f. Laboratuvar artÕklarÕ
Formülasyon kategorisinde su kullanÕlmasÕ gereken iúlemler az oldu÷undan atÕksu
debisi düúüktür. Su en çok so÷utma ünitesinde ve tesis içi temizlikte kullanÕlÕr. AynÕ
zamanda havalandÕrma sistemindeki filtrelerin yÕkanmasÕnda kullanÕlÕr. KarÕútÕrma
tanklarÕnÕn
yÕkanmasÕ
sÕrasÕnda
atÕksu
arÕtma
tesisine
de÷iúik
miktar
ve
konsantrasyonlarda atÕksu gitmektedir. Bu atÕksular anorganik tuzlar, úeker vb.
içerebilir. Genelde bu atÕksularÕn arÕtÕmÕnda biyolojik arÕtma sistemi uygulanÕr.
Formülasyon tesisi atÕksularÕ düúük BOø, KOø ve AKM konsantrasyonlarÕna sahiptir.
pH de÷eri ise 6-8 arasÕ de÷erler alÕr [2].
2.1.5. ølaç AraútÕrmalarÕ
Bu kategoride kimyasal, mikrobiyolojik ve farmakolojik araútÕrmalar yapÕlmaktadÕr. Bu
araútÕrmalarÕn amacÕ yeni ilaç üretimidir. Yeni bir ilacÕn üretimi yüksek maliyet
getirmektedir. Bu nedenle üretici firmalar daha çok yaygÕn rastlanan hastalÕklarÕn
tedavisinde kullanÕlacak ilaçlarÕn üretimine öncelik verirler. Seyrek görülen
hastalÕklarÕn teúhis ve tedavisinde gerekli ilaçlarÕ biyoloji, mikrobiyoloji ve kimya
laboratuvarlarÕnda üretirler.
ølaç araútÕrma iúlemlerinden sonra oluúan atÕksular üretim tesislerine göre daha küçük
hacimdedir. Ancak kalite, kantite ve deúarj zamanÕ açÕsÕndan daha düzensizdir.
Laboratuvarlardan de÷iúik solventler ve radyoaktif kimyasallar atÕlabilmektedir.
Özellikle etileter gibi uçucu solventlerin patlama ve yangÕna neden olmalarÕ sÕk
karúÕlaúÕlan problemlerden biridir.
9
ølaç araútÕrmalarÕ sÕrasÕnda oluúan atÕksu kaynaklarÕ aúa÷Õda verilmiútir.
a. Yer ve ekipman temizleme sularÕ
b. Hayvan kafeslerini temizleme sularÕ
c. Laboratuvar ölçekli üretim atÕksuyu
ølaç araútÕrmalarÕndaki atÕksular, genellikle evsel atÕksulardaki BOø ve KOø
konsantrasyonlarÕna benzer de÷erler almaktadÕr. pH de÷erleri ise 6-8 arasÕnda
de÷iúmektedir [2].
2.2. RENKLø ATIKSULAR
2.2.1. AtÕksularda Renk Oluúumunun Sebepleri
Endüstriyel atÕksular içerdikleri kimyasal maddeler nedeniyle renklidir. Bu renklerini
deúarj edildikleri nehirlere taúÕyarak, nehrin rengini kendi rengine ba÷lÕ olarak
modifikasyona u÷ratÕrlar. Bu renklere örnek olarak; kromat iyonu (sarÕ), indirgenmiú
krom bileúikleri (yeúil), bakÕr (mavi), nikel (yeúil) ve demir tuzlarÕ (sarÕ veya
kahverengi) verilebilir. Di÷er renkler organik boyalardÕr. Bunlar tekstil boyahaneleri,
renkli ka÷Õt üretim alanlarÕ, renkli deri vb. endüstrilerden kaynaklanmaktadÕr.
AyrÕca renkler atÕksulara niúasta, sabun, lignin türevleri gibi kolloidal maddeler
aracÕlÕ÷Õyla da karÕúÕr. Kolloidal madde taúÕyan atÕklar tekstil atölyelerinden, meyve özü
üretim
alanlarÕndan,
konservecilik,
et
iúleme
tesisleri,
ilaç
endüstrisi
ve
çamaúÕrhanelerden gelir. OluúturduklarÕ renk, bu küçük partiküllerin ÕúÕk geçirgenli÷ine
engeli nedeniyle oluúan beyaz bir opozite ya da renkli kolloid maddelerden gelen sarÕ
veya kahverengi gibi gerçek bir renk olabilir.
Bir atÕkta renk oluúturan maddelerin büyük ço÷unlu÷unu petrol rafinerilerinden çÕkan
atÕksularda sÕklÕkla görülen ya÷ örtüleri, kurúun sülfit, demir sülfit ve oksitleri, kil, kok,
sabun, çeúitli ya÷ emülsiyonlarÕ, kalsiyum karbonat ve potasyum hidroksit gibi
çökeltiler oluúturur.
10
Renk bazen atÕksuyun deúarj edildi÷i nehrin kendili÷inden oluúturdu÷u bir úeydir.
Orijinal atÕk renksiz olsa bile, renk deúarjdan sonra ortaya çÕkabilir. Örne÷in demir
veya di÷er metal tuzlarÕnÕn çok az bir miktarÕnÕ içeren atÕksu, daha önceden bataklÕktan
geçmiú olan bir nehre boúaltÕldÕ÷Õnda, suda do÷al olarak bulunan taninler, bu metallerle
mürekkep rengi siyahlÕklar oluúturabilirler [4, 5, 6].
2.2.2. Renkli AtÕksu Oluúturan Endüstriler
ølaç, ka÷Õt, deri, gÕda endüstrilerinde ve zeytinya÷Õ üretiminde KOø de÷eri yüksek renkli
atÕksular ortaya çÕkabilmektedir.
ølaç endüstrisinde çok farklÕ hammadde ve katkÕ maddeleri kullanÕlarak biyolojik olarak
parçanalabilirli÷i zor olan birbirinden farklÕ ve kompleks yapÕda organik maddeler
üretilmektedir.
Üretim
esnasÕnda
kesikli,
yarÕ
kesikli
ve
sürekli
prosesler
kullanÕlmaktadÕr. KullanÕlanx proseslere, ürün çeúitlili÷ine, ürün miktarlarÕna ve tesis
içi geri kazanÕmlara ba÷lÕ olarak üretimden kaynaklanan atÕksular miktar ve karakter
bakÕmÕndan oldukça de÷iúken yapÕ sergilemektedir [1]. Fermantasyon, formülasyon,
kimyasal sentez ve ekstraksiyon iúlemleri sonucunda çÕkan solventler, reaktanlar,
katalizlerden dolayÕ renkli ve KOø de÷eri yüksek atÕksular oluúur.
Tekstil endüstrisinde boyama, yÕkama ve durulama iúlemlerinden kaynaklanan atÕksular
yüksek konsantrasyonda çözünmüú madde içermekte olup kompleks, polar yapÕdaki
reaktif boyalardan dolayÕ yo÷un renge sahiptir [7].
Tekstil endüstrisi atÕksularÕnda rengi oluúturan prosesler boyama ve pigment baskÕdÕr.
Boyarmaddeler ve pigmentler tekstil materyallerine estetik ve fonksiyonel amaçlarla
renk vermek için kullanÕlan yo÷un renkli maddelerdir. Tipik bir boyama prosesinde
boyarmaddenin % 50 - 100 arasÕnda kumaúa tutunmasÕ sa÷lanÕr. Geriye kalan
boyarmadde, boya banyosu atÕksuyu olarak ya da di÷er tekstil yÕkama iúlemlerinden
gelen atÕksularla birleútirilerek deúarj edilir [8].
Üretim kapasitesine ba÷lÕ olarak artan kimyasal madde ve su kullanÕmlarÕ nedeniyle
boyahane atÕklarÕnÕn arÕtma maliyetleri oldukça yüksektir. AtÕksudaki boyarmaddelerin
yapÕsÕndaki organiklerin ve bunlarÕn oluúturdu÷u rengin giderimi iúlemleri, klasik
11
arÕtma yöntemleri yerine mekanik, kimyasal ve ileri arÕtma tekniklerinin birlikte
kullanÕlmasÕnÕ gerektirir [9].
Ka÷Õt ve ka÷Õt hamuru endüstrisinin en önemli üretim prosesi olan kraft (sülfat) prosesi
sonucunda, beyazlatma (a÷artma) amacÕyla kullanÕlan biyolojik olarak ayrÕúmasÕ zor
olan klorlu bileúikler, atÕksuyun renk ve KOø içeri÷ine önemli ölçüde katkÕda
bulunmaktadÕr [10].
Deri endüstrisinde ya÷lama iúleminden sonra boyama prosesi uygulanmaktadÕr. Daha
çok sentetik boyalarÕn kullanÕldÕ÷Õ bu proseste deriler çeúitli boyalar ile boyanÕr.
Boyama ve ya÷lama prosesleri sonucunda yüksek kirlilik içeren yo÷un renkli atÕksu
oluúur [11].
Ekmek mayasÕ endüstrisi atÕklarÕ, yüksek biyolojik oksijen ihtiyacÕ, kimyasal oksijen
ihtiyacÕ ve rengi nedeniyle önemli bir kirlilik kayna÷ÕdÕr. Bu endüstride kullanÕlan
úeker pancarÕ melaslarÕ yüksek moleküler a÷ÕrlÕklÕ melonoidin tipindeki koyu
kahverengi renklendiriciler içermektedir. Ekmek mayasÕ endüstrilerinde yüksek ve
düúük kirlilik yüküne sahip 2 tipte atÕksu üretilmektedir. Yüksek kirlilik yüküne sahip
olan atÕksudaki baúlÕca kirlilik bileúenleri KOø ve renktir [12].
Zeytinya÷Õ fabrikasÕ atÕksularÕ zeytinya÷Õ ekstraksiyonu sonrasÕnda oluúan koyu kÕrmÕzÕ
(siyaha yakÕn) renkli atÕksulardÕr. ùeker, tanin, pektin, lipid ve fenolik bileúenlerin
sebep oldu÷u yüksek organik içeriklerinin yanÕ sÕra taninlerin ve düúük moleküler
a÷ÕrlÕklÕ fenolik bileúiklerin polimerizasyonu sonucu oluúan koyu renkleri ile de
karakterize edilirler [13].
2.3. RENK ÖLÇÜM YÖNTEMLERø
Renk ölçümü yapÕlmadan önce numunenin bulanÕklÕ÷Õ giderilmelidir. BulanÕklÕk
giderilirken dikkat edilmesi gereken nokta rengin korunmasÕdÕr. Filtrasyon ve santrifüj
yöntemleri bulanÕklÕ÷Õn giderilmesinde kullanÕlmaktadÕr. BulanÕklÕ÷Õn filtrasyon
yöntemiyle giderilmesi bazÕ durumlarda gerçek rengin de giderilmesine neden olur.
12
Santrifüj yönteminde ise santrifüj hÕzÕna, numunenin miktarÕna ve özelli÷ine ba÷lÕ
olarak farklÕ sonuçlar elde edilebilir.
Sularda renk tayini görsel karúÕlaútÕrma yöntemi ile spektrofotometre, kolorimetre gibi
renk
ölçme
cihazlarÕ
yardÕmÕyla
enstrümental
olarak gerçekleútirilir.
Görsel
karúÕlaútÕrma yöntemi içme suyunda renk tayini için uygun bir metottur. Ancak
endüstriyel atÕksularda bu yöntem kullanÕlmaz. Endüstriyel atÕksularda renk, renk ölçme
cihazlarÕ yardÕmÕyla tayin edilir [14].
2.3.1. Görsel KarúÕlaútÕrma Yöntemi
Bu yöntemde renk, bilinen konsantrasyonlardaki renkli standart çözeltilerle numunenin
karúÕlaútÕrÕlmasÕ yoluyla tespit edilir. KarúÕlaútÕrma iúlemi özel olarak yapÕlmÕú ve uygun
úekilde kalibre edilmiú renkli cam disklerle yapÕlÕr.
Platin-Kobalt metodu standart bir metottur. 1 mg/L platin ile üretilen renk, standart renk
birimi olarak kabul edilir. Ölçümlerde 500 mg/L platin içeren K2PtCl6’dan (potasyum
hekzakloroplatinat) stok çözelti hazÕrlanÕr. Uygun tonu sa÷lamak için az bir miktar
kobalt klorür eklenir. Stok çözelti 500 birim renge sahiptir. Bu stok çözeltiden,
seyreltme yardÕmÕ ile seri halde standart çözeltiler hazÕrlanÕr. Standart çözeltiler, özel
standart “Nessler Tüpleri” olarak adlandÕrÕlan camdan yapÕlmÕú renk karúÕlaútÕrma
tüplerine konur. 0’dan 70’e kadar olan tonlarda çalÕúÕlÕr. 70 birimden az renk içeren
numuneler hazÕrlanan standartlarla do÷rudan do÷ruya mukayese edilerek ölçülür. E÷er
numune 70 birimden fazla renge sahipse, ölçüm numunenin destile su ile
seyreltilmesinden sonra yapÕlÕr ve sonuçlar seyrelme göz önüne alÕnarak hesaplanÕr [15].
Platin-kobalt metodu, içilebilir sularÕn ve do÷al maddelerin oluúturdu÷u rengi içeren
sularda yapÕlan renk ölçümlerinde kullanÕlÕr. AúÕrÕ renkli ve endüstriyel atÕksular için
uygulanabilir de÷ildir [15]. Bu amaçla RES (Renklilik SayÕsÕ) parametresi önerilmiútir
[16].
Çok hafif bir bulanÕklÕk bile, görülen rengin gerçek renkten daha yo÷un çÕkmasÕna
neden olur. Bu nedenle bulanÕklÕk, gerçek rengin ölçümünden önce giderilmelidir.
13
Suyun renk de÷eri, pH’daki artÕúa ba÷lÕdÕr. Renk de÷erleri kaydedilirken, tespit edilen
her renk için pH de÷eri belirtilmelidir [15].
2.3.2. Spektrofotometrik Yöntem
Filtre edilmiú numunenin rengi, numuneyi izlerken duyulan hisleri tarif eden terimlerle
ifade edilir. Renk (kÕrmÕzÕ, yeúil, sarÕ vb.) “baskÕn dalga boyu” terimi ile, parlaklÕk
derecesi “lüminans” terimi ile doygunlu÷u ise “saflÕk” terimi ile ifade edilir. Bu de÷erler
en uygun úekilde, filtre edilmiú numunenin ÕúÕk geçirgenli÷i karakteristi÷inden
spektrofotometre yardÕmÕyla tespit edilir [14]. Spektrofotometrik yöntem içme sularÕna,
yüzeysel sulara, evsel ve endüstriyel atÕksulara uygulanabilir.
2.3.3. Tristumulus Filtre Yöntemi
Filtre fotometresi içindeki fotoelektrik pil ve özel ÕúÕk kayna÷Õ ile donatÕlmÕú 3 adet
tristumulus filtresi, genel kontrol amaçlarÕna uygun renk verileri oluúturmak için
kullanÕlÕr. Çözeltiden geçen tristumulus ÕúÕ÷ÕnÕn yüzdesi her filtre için ayrÕ ayrÕ
belirlenir. Belirlenen transmittans de÷erleri trikromatik sabitlere ve renk karakteristi÷i
de÷erlerine dönüútürülür.
Bu yöntem içme sularÕna, yüzeysel sulara, evsel ve endüstriyel atÕksulara uygulanabilir
ve bazÕ durumlar dÕúÕnda spektrofotometrik yönteme benzer sonuçlar verir [14].
2.3.4. ADMI Tristumulus Filtre Yöntemi
Tristumulus metodunun geliútirilmesiyle elde edilmiútir. Bu yöntemle numunenin rengi
renk tonuna ba÷lÕ olarak, Adams-Nickerson tarafÕndan bulunan formül yardÕmÕyla
numuneler arasÕndaki renk farklÕlÕklarÕ hesaplanarak belirlenir. Örne÷in iki numunenin
rengi görsel olarak birbirinin aynÕsÕysa ADMI renk de÷erleri de aynÕ olacaktÕr.
Yöntemin modifikasyonu Amerikan Boya ømalatçÕlarÕ Enstitüsü tarafÕndan yapÕlmÕútÕr
[14].
2.3.5. Renklilik SayÕsÕ (RES)
Hazen (Pt-Co) renk ölçüm yöntemi sadece do÷al sularÕn renk ölçümünde
kullanÕlabilmektedir.
Numunenin
hekzakloroplatinat
standart
çözeltisiyle
karúÕlaútÕrÕlmasÕyla rengin birimi “mg/L Pt–Birimi” úeklinde belirlenmektedir. Bu
yöntemde kirletici metaller kullanÕlmaktadÕr. Bu nedenle özellikle Avrupa Birli÷i
14
ülkelerinde Hazen yöntemi terk edilmektedir. 1994 yÕlÕnda yayÕnlanan uluslararasÕ
Avrupa Normu EN ISO 7887’ye göre do÷al sular ve açÕk renkli endüstriyel atÕksularÕn
rengi optik bir cihaz yardÕmÕyla ölçülmektedir. Numunenin 0,45 Pm membran filtreden
süzülmesinden sonra burada ölçülen “gerçek renk” tir.
Bir su numunesinin renginin úiddeti, en yüksek absorpsiyonlarÕnÕn görüldü÷ü dalga
boylarÕndaki ÕúÕk absorpsiyonlarÕ ile karakterize edilir ve ekstinksiyonun bir
spektrofotometre yardÕmÕyla ölçülmesiyle kantitatif olarak belirlenir. Genel olarak sarÕkahverengi renge çalan sularÕn ço÷u ve evsel atÕksu arÕtma tesislerinin çÕkÕú sularÕ
O=436 nm boyunda ölçülürler. Endüstriyel atÕksu arÕtma tesislerinin çÕkÕú sularÕ kesin
ve belirli ekstinksiyon maksimumlarÕ göstermezler.
Bu tip sularÕn renklerini
belirleyebilmek için belirli dalga boylarÕnda ölçümler yapÕlÕr. Endüstriyel atÕksularÕn
rengini yukarÕda verilen uluslararasÕ norma göre belirleyebilmek için görünür ÕúÕk
spektrumu içinde yer alan üç dalga boyu seçilmiútir.
O (1) = 436 nm
O (2) = 525 nm
O (3) = 620 nm
O=436 nm (Hg 436 nm)’de ölçüm zorunludur. O (2) veO (3) dalga boylarÕnda ise
belirlenen de÷erlerde bazÕ sapmalar olabilir. Karakterizasyonun daha baúarÕlÕ olmasÕ
için ekstinksiyon maksimumuna yakÕn de÷erlerde ölçüm yapÕlmasÕ faydalÕ olabilir.
Ölçümden önce çözünmemiú maddelerin giriúimini önlemek için su numunesi filtre
edilmelidir. Fakat filtrasyonun kendisi de bazÕ istenmeyen durumlara neden olabilir
(örnek: Hava ile temas sonucu oluúabilecek çökelmeler).
Demir ve mangan bileúikleri filtre tarafÕndan tutulabilir veya filtrasyon sÕrasÕnda renkli
bir oksidasyon basama÷Õna yükseltgenebilirler. Çok ince kolloidlerin varolmasÕ
durumunda berrak bir süzüntü elde edilemeyebilir. Bu durumda sonuçlar verilirken
kolloid partiküllerin varlÕ÷Õndan da bahsedilmelidir [16].
15
2.4. ATIKSULARDAN RENK GøDERME YÖNTEMLERø
Ülkemizde henüz bir deúarj limiti olmayan, fakat dünyanÕn geliúmiú bir çok ülkesinde
denetlenen bir parametre olan rengin giderilmesi ile ilgili de÷iúik arÕtma yöntemleri
uygulanmaktadÕr.
Adsorpsiyon,
iyon
de÷iúimi,
membran
prosesleri,
kimyasal
koagülasyon, kimyasal oksidasyon ve ileri oksidasyon teknikleri renk giderimi
konusunda üzerinde durulan arÕtma teknolojileridir [17].
Son yÕllarda yapÕlan çalÕúmalarda atÕksulardan renk gideriminde kombine edilen
proseslerin daha baúarÕlÕ oldu÷u sonucuna varÕlmÕútÕr. AkÕúkan yataklÕ biyofilm
prosesleri,
kimyasal
koagülasyon
ve
elektrokimyasal
oksidasyon,
kimyasal
oksidasyon/elektrokimyasal oksidasyon, ardÕúÕk anaerobik/aerobik prosesler, kimyasal
oksidasyon/kimyasal çöktürme, UV/H2O2 kombinasyonlarÕ ile ileri oksidasyon
prosesleri bu yöntemlere örnek olarak verilebilir [18].
2.4.1. Fiziksel ArÕtma Yöntemleri
2.4.1.1. Adsorpsiyon
Adsorpsiyon renk giderimi açÕsÕndan oldukça etkin bir metottur. En yaygÕn kullanÕlan
adsorban madde aktif karbon olmakla birlikte, aktif kömür, silikajel, boksit, odun,
selüloz türevleri, zeolit, bentonit ve odun külü gibi kolay elde edilen ve ucuz olan
adsorban maddeler de renk giderimi için uygun malzemelerdir. Ancak ilk yatÕrÕm
maliyeti yüksek olan adsorpsiyon prosesinde, adsorbanÕn periyodik olarak yenilenmesi
gerekmektedir. Bu da prosesin iúletme maliyetinin yükselmesine sebep olmaktadÕr [17].
Renk gideriminde do÷al kil, mÕsÕr koçanÕ ve pirinç kabu÷u gibi maddeler de
kullanÕlabilir. Bu maddeler rejenerasyon gerektirmeyecek kadar ucuzdur [19].
2.4.1.2. øyon De÷iúimi
øyon de÷iúimi renkli atÕksularÕn arÕtÕmÕnda yaygÕn olarak kullanÕlan bir yöntem de÷ildir.
øyon de÷iúimi sa÷layan maddelerden en eskileri alüminyum silikatlar, zeolit ve sentetik
reçinelerdir. YaygÕn olarak kullanÕlan sentetik reçineler, moleküllerinde SO3H- ve NH4+
aktif gruplarÕ yerleútirilmiú polimerlerdir. AtÕksu iyon de÷iútirici reçineden kullanÕlabilir
kapasitesi dolana kadar geçer. Bu metodun avantajÕ iyon de÷iútiricilerin rejenere
edilebilmesidir. En büyük dezavantajÕ ise maliyetinin yüksek olmasÕdÕr [19].
16
2.4.1.3. Membran Prosesler
BaúlÕca membran ayÕrma prosesleri ultrafiltrasyon, nanofiltrasyon, elektrodiyaliz ve
ters osmozdur. Ultrafiltrasyon ve ters osmoz prosesinde, çapraz akÕúlÕ filtrasyon tekni÷i
kullanÕlmaktadÕr.
BasÕnçlÕ
ortamda
çalÕúan
membranlarÕn
içinde
filtrasyon
gerçekleúmektedir. Uygun bir membran ile atÕksu ve temiz su birbirinden ayrÕldÕ÷Õnda,
temiz su tarafÕndan safsÕzlÕk olan yöne do÷ru akÕú olmaktadÕr. Osmotik basÕnç
dengelenene kadar akÕú devam etmektedir. Ters yönde basÕnç uygulandÕ÷Õnda, akÕú
yönü aksine çevrilir, su molekülleri geri dönmeye baúlarlar. Bir süre sonra basÕnç
uygulanan yönde sadece konsantre kÕsÕm kalÕr.
Böylece basÕnç altÕnda polimerik
membran tarafÕndan sÕvÕnÕn bileúenlerine ayrÕlmasÕ iúlemi gerçekleúmiú olur [19].
2.4.2. Kimyasal ArÕtma Yöntemleri
2.4.2.1. Kimyasal Çöktürme ve YumaklaútÕrma
Koagülasyon yönteminden iyi verim alÕnabilmesi için etkili koagülantÕn bulunmasÕ
gerekmektedir. Anorganik koagülantlar, arÕtÕlan atÕksuyun fizikokimyasal özelliklerini
de÷iútirebildikleri için bazÕ dezavantajlar yaratabilirler (FeCl3 tuzunun eklenmesi nötral
atÕksuyun pH’ÕnÕ düúürür). Anorganik koagülantlar aynÕ zamanda etkili çökme için
uygun olmayan
çamur oluúturabilirler. Bu problemi önlemek için yüksek molar
a÷ÕrlÕklÕ do÷al veya sentetik polimer kullanÕmÕ koagülant olarak kullanÕlan anorganik
tuzlara oranla birçok avantaja sahiptir. Böyle polimerler suda çözünürler. Bu nedenle
hem koagülant olarak kullanÕlabildikleri gibi koagülasyon prosesinde renkli atÕksularÕn
arÕtÕmÕ için katalizör olarak da kullanÕlabilirler [20]. Koagülasyon yönteminin
dezavantajÕ çamur tabakasÕnÕn oluúmasÕdÕr. Oluúan çamurun uzaklaútÕrma problemi
arÕtma maliyetini arttÕraca÷Õndan koagülant olarak anorganik tuzlar yerine polielektrolit
kullanÕlabilir [4] .
Rabosky, ilaç endüstrisi atÕksularÕ üzerine yaptÕ÷Õ koagülasyon çalÕúmalarÕnda üç farklÕ
deneme gerçekleútirmiútir [21].
1. Kireç ve alum kullanarak arÕtmadan sonra polielektrolit ekleme
2.
Sadece polielektrolit ekleme
3. pH = 7’ye kadar kireç ilavesinden sonra alum ve polielektrolit ekleme
17
Birinci denemede zayÕf anyonik, zayÕf katyonik, orta katyonik ve kuvvetli katyonik
polielektrolitler kullanÕlmÕútÕr. En yüksek verim zayÕf anyonik polielektrolitten elde
edilmiútir. økinci denemede kireç ve alum olmadan çok sayÕda farklÕ polielektrolit
kullanÕlmÕútÕr. En yüksek verimi zayÕf katyonik polielektrolitler göstermiútir. Üçüncü
denemede pH de÷erini 7’ye çÕkarabilmek için kireç kullanÕlmÕútÕr. Polielektrolit
konsantrasyonu 1 mg/L’de sabit tutularak de÷iúik miktarlarda alum ilave edildi÷inde en
yüksek verimi sa÷layan miktarÕn 15 mg/L oldu÷u görülmüútür.
YumaklaútÕrÕcÕ olarak genellikle demir ve alüminyum tuzlarÕ ile kireç/demir tuzlarÕnÕn
kombinasyonu kullanÕlmaktadÕr. AyrÕca renk gideriminde aktif alümina, bentonit ve
kaolin de kullanÕlmaktadÕr [17].
SÕcaklÕk, pH, tuz konsantrasyonu, organik maddelerin türü ve konsantrasyonu renk
giderimini etkileyen parametrelerdir. Çöktürme ve yumaklaútÕrma ile optimum koúullar
sa÷landÕ÷Õnda % 80-90 verim elde edilebilir.
Çöktürme ve yumaklaútÕrma ile verimli bir renk giderimi sa÷lanmaktadÕr. Ancak
yöntemin bazÕ dezavantajlarÕ da vardÕr. Bunlar aúa÷Õda sÕralanmÕútÕr.

Optimum
koúullar
çok
sayÕda
denemeden
sonra
belirlenebilmektedir.
Denemelerin tekrarlanmasÕ arÕtma süresini ve maliyetini arttÕrmakta, oluúan
kekin bertarafÕ da problem yaratmaktadÕr.

% 4 - 10 oranÕnda kalÕntÕ oluúmaktadÕr.

AúÕrÕ koagülant kullanÕlmasÕ halinde büyük miktarda çamur oluúmaktadÕr.

DevamlÕ olarak kimyasal madde kullanÕmÕ iúletme maliyetini arttÕrmaktadÕr.

Katyonik yumaklaútÕrÕcÕlarÕn fazlalÕ÷Õ amonyak konsantrasyonunun artmasÕna
neden olur [5] .
18
2.4.2.2. Kimyasal Oksidasyon
Kimyasal oksidasyon prosesi, kimyasal maddeler arasÕnda elektronlarÕn transferine
dayanÕr. Bu proses indirgenme yükseltgenme prosesi olarak da bilinir. Kimyasal
oksidasyonun amacÕ, su içerisinde bulunan bir maddenin kimyasal olarak oksitlenerek
kararsÕz son ürüne dönüútürülmesidir.
Oksitlenme proseslerinde, oksitleyiciler ile organik maddelerin biyolojik olarak
parçalanabilir hale dönüútürülmesi sa÷lanÕr. Klor, sodyum hipoklorit, ozon ve hidrojen
peroksit gibi spesifik oksitleyiciler yükseltgen olarak kullanÕlmaktadÕr. Tablo 2.1’de
arÕtmada kullanÕlan yükseltgenlerin oksidasyon potansiyelleri verilmiútir.
Tablo 2.1 : ArÕtmada kullanÕlan yükseltgenlerin oksidasyon potansiyelleri
TÜR
Oksidasyon Potansiyelleri ( V )
Hidroksil serbest radikali
2.80
Ozon
2.07
Hidrojen peroksit
1.76
Permanganat
1.68
Hipoklorik asit
1.49
Klor
1.36
Hipobromik asit
1.33
Brom
1.07
Klordioksit
0.95
øyot
0.54
Oksijen
0.40
Oksidasyon kimyasal yöntemler içinde en yaygÕn olarak kullanÕlan renk giderme
yöntemidir. Bunun en büyük nedeni uygulamasÕnÕn basit oluúudur. Oksidasyonda amaç,
boyar maddelerin kromofor gruplarÕnÕn renk veremez duruma getirilmesi ve indirgenen
ara ürünlerin biyolojik oksidasyona uygun formlara dönüútürülmesidir. Bütün boyalar
aromatik ba÷lar içerirler ve oksidasyon için seçilen oksidan, doymamÕú ba÷larla
reaksiyon vererek bileúi÷i daha küçük moleküllü bileúiklere indirger.
19
Rengin oksidasyonla giderilmesi için ozonloma, fenton reaktifi, klor, klordioksit,
hipoklorit, hidrojen peroksit, Õslak hava oksidasyonu, fotokatalitik oksidasyon ve
bunlarÕn kombinasyonu (O3/OH-, H2O2/UV, Fe+2/H2O2, Fe+3/H2O2, Fe+2/H2O2/UV,
Fe+3/H2O2/UV) gibi yöntemler kullanÕlmaktadÕr [17, 22].

Klor
Renkli atÕksularÕn kimyasal oksidasyonu klorlu bileúiklerle de mümkündür. Bu
yöntemde klor, boya molekülünün amino grubuna etki eder ve azo ba÷ÕnÕn kÕrÕlmasÕnÕ
sa÷lar. Klor konsantrasyonu arttÕkça, renk giderimi de artar [23].
Hem dezenfektan, hem de yükseltgen olarak kullanÕlan klor anorganik bir maddedir.
Organik maddeleri oksitledi÷inde klorlu organik maddeler oluúur. Klorlu organik
maddeler, AOX (adsorblanabilen organik halojenler) parametresini meydana getirir.
AOX parametresini oluúturan maddeler genellikle kanserojendir. Klorun (Cl2) belli baúlÕ
bileúikleri sodyumhipoklorit (NaOCl), hipokloröz asidi (HOCl) ve klordioksittir
(ClO2) [24].
Sodyum hipokloritin sudaki reaksiyonlarÕ aúa÷Õdaki gibidir:
NaOCl ĺ Na+ + OCl-
(2.1)
OCl- + H2O ĺ HOCl + OH-
(2.2)
HOCl

ĺ H+
+ OCl-
(2.3)
Ozon
AtÕksulardan renk giderimi yöntemleri arasÕnda ozon oksidasyonuna olan ilgi gün
geçtikçe artmaktadÕr. Bunun baúlÕca nedenleri arasÕnda etkili renk giderimi yanÕnda
KOø’nin arÕtÕlmasÕ, AOX oluúturmamasÕ, arÕtma çamuru veya konsantre atÕk problemine
neden olmamasÕ sayÕlabilir. AyrÕca minimum alan ve personel ihtiyacÕ da bu
20
teknolojinin avantajÕ olarak görülmektedir. Ozonun yüksek reaktifli÷i, kimyasal olarak
doymamÕú ba÷lara sahip olmalarÕndan ileri gelmektedir.
Renk veren maddelerin yanÕsÕra atÕksularda çok kolay ya da zor oksitlenebilen,
ço÷unlukla organik karakterli baúka maddeler de bulunur. Su içindeki organik yük ne
kadar
düúükse,
sudaki
renkte
o
kadar
düúük
miktarda
ozon
kullanarak
parçalanabilmektedir. DolayÕsÕyla renk giderimi amaçlÕ ozon sarfiyatÕ da düúük
olmaktadÕr. Ozon ile renk giderimi sonucunda atÕksularda ekolojik olarak tehlikeli
olabilecek herhangi bir bileúik oluúumuna rastlanmamÕútÕr.
Yüksek organik yüke sahip atÕksularda, minimum ozon sarfiyatÕ için KOø de÷erinin
düúürülmesine yönelik bir ön arÕtma (örne÷in biyolojik arÕtma) tavsiye edilmektedir.
AtÕksularda KOø de÷erinin artÕúÕna paralel olarak, etkili bir renk giderimi için gerekli
ozon ihtiyacÕ da ço÷unlukla artmaktadÕr, çünkü bu durumda KOø de ozon tarafÕndan
belli miktarlarda arÕtÕlmaya baúlamakta, yani ek ozon sarf edilmektedir [25].
Ozon normal úartlarda gazdÕr. Ozonun sudaki çözünürlülü÷ü ve kararlÕlÕ÷Õ, ozonun
sÕcaklÕ÷Õna, pH ve kÕsmi basÕncÕna ba÷lÕdÕr. KararsÕz bir madde olan ozon havanÕn
oksijeninden elde edilir. Meydana gelen radikal maddeler havanÕn oksijeni ile
reaksiyona girer ve ozon meydana gelir.
O2 + enerji ĺ O. + O.
(2.4)
O. + O2
(2.5)
ĺ O3
Kuvvetli bir yükseltgen olan ozon, renk gideriminde tek baúÕna ya da ultraviyole ÕúÕ÷Õ
ile birlikte kullanÕlmakta ve yüksek verim elde edilmektedir [24].
AtÕksu arÕtÕmÕnda ozon kullanÕmÕnÕn dezavantajÕ sudaki yarÕlanma ömrünün kÕsa
olmasÕdÕr (yaklaúÕk 20 dakika). Ozonun dayanÕklÕlÕ÷Õ tuzlardan, pH ve sÕcaklÕktan
etkilenir. E÷er alkali tuzlar varsa ozonun çözünürlü÷ü azalÕr. Alkali úartlar altÕnda
ozonun parçalanmasÕ asidik úartlara göre daha hÕzlÕ gerçekleúir. SÕcaklÕ÷Õn artmasÕyla
21
ozonun çözünürlü÷ü azalÕr. Ozonun en büyük dezavantajÕ pahalÕ olmasÕ ve kÕsa
yarÕlanma ömrü nedeniyle sürekli dozaja ihtiyaç duyulmasÕdÕr [26, 27, 28].

Hidrojen peroksit - Ozon
Ozon, hidrojen peroksit katalizörü ile birlikte kullanÕlÕrsa renk giderim hÕzÕ artar [29].

Hidrojen peroksit - UV (Fotokimyasal Yöntem)
Bu yöntemde boyarmaddeler, H2O2 varlÕ÷Õnda UV ÕúÕ÷Õ ile CO2 ve H2O’ya
dönüútürülür. Parçalanma yüksek konsantrasyonlardaki OH radikallerinin oluúumu ile
meydana gelir. Yani UV ÕúÕ÷Õ H2O2’i aktive ederek hidroksil radikaline parçalanmasÕnÕ
sa÷lar.
H2O2 + hȣ ĺ 2 OH.
(2.6)
Boyarmaddenin giderim hÕzÕ UV radyasyonunun úiddetine, pH’a, boyarmaddenin
yapÕsÕna ve boya banyosunun kompozisyonuna ba÷lÕdÕr. Boya içeren atÕksularÕn
fotokimyasal yöntemlerle arÕtÕlmasÕnÕn en büyük avantajÕ atÕk çamur oluúmamasÕ ve
kötü kokulara neden olan organiklerin önemli derecede azaltÕlmasÕdÕr [23].

Hidrojen peroksit - Peroksidazlar
Renk giderim amacÕ ile peroksidazlar H2O2 katalizörlü÷ünde kullanÕlabilirler. ArÕtma
verimi kullanÕlan peroksidaz konsantrasyonuna, pH’a ve ortamÕn sÕcaklÕ÷Õna ba÷lÕdÕr.
Renk giderim hÕzÕ peroksidaz konsantrasyonu ve ortamÕn sÕcaklÕ÷ÕnÕn artmasÕyla
yükselir [30].

Hidrojen peroksit - Fe (II) tuzu (Fenton reaktifi)
Fenton reaktifi biyolojik arÕtÕmÕ engelleyen maddeler veya zehirli maddeler içeren
atÕksularÕn oksidasyonu için çok uygundur. Bunun yanÕnda KOø, renk ve toksisite
azaltÕlmasÕ gibi avantajlarÕ vardÕr. Bu prosesin dezavantajÕ, flokülasyon basama÷Õ
nedeniyle atÕksu içindeki kirliliklerin çamura dönüúmesidir [30].
22

Elektrokimyasal Yöntem
Son yÕllarda atÕksu arÕtÕmÕnda elektrokimyasal yöntemlerin kullanÕmÕna iliúkin yapÕlan
çalÕúmalarda artÕú gözlenmektedir. AtÕksuda bulunan boyarmaddeler ve fenoller gibi
organik ve toksik kirleticiler OH radikali, ozon gibi kuvvetli yükseltgenlerin oluúumunu
sa÷layan anodik proseslerle giderilmektedirler.
Elektrokimyasal bir reaktör bir anot, bir katot, bir iletken elektrolit ve bir güç
kayna÷Õndan oluúmaktadÕr. Organik bileúiklerin elektrokimyasal yöntemlerle arÕtÕmÕnda,
bileúikler anot üzerinde, su ve karbondioksite okside olmaktadÕr. Geçmiúte
elektrokimyasal arÕtÕmda anot olarak grafit kullanÕlmaktaydÕ. Ancak son yÕllarda ince
bir tabaka halinde soy metallerle kaplanan titanyum elektrodlar tercih edilmektedir [31].
2.4.3. Biyolojik ArÕtma Yöntemleri
Renkli atÕksularÕn arÕtÕmÕ için genellikle biyolojik arÕtma sistemlerinden uzun
havalandÕrmalÕ aktif çamur prosesi kullanÕlmaktadÕr. Fakat alÕúÕlagelmiú biyolojik
arÕtma sistemleri istenilen ölçüde renk gideriminde baúarÕlÕ olamamaktadÕr [32]. Ancak
boyarmaddeleri parçalayabilen aerobik ve anaerobik bakteri türlerinin izole edilmesiyle
biyolojik yöntemler tekrar önem kazanmaktadÕr. Özellikle beyaz çürükçül mantarlarla
yapÕlan renk giderimi çalÕúmalarÕndan yüksek renk giderim verimleri elde edilmektedir
[33].
2.5. FENTON PROSESøNøN ATIKSU ARITIMINDA KULLANIMI
2.5.1. Fenton Prosesinin TanÕmÕ
Fenton metodu 1894 yÕlÕnda øngiliz kimyager Henry John Horstman Fenton tarafÕndan
bulunmuútur. Bu metotta kullanÕlan Fenton reaktifi, hidrojen peroksit ve demir (II)
tuzunun karÕúÕmÕ ile OH radikali üretilmesidir [34].
Günümüzde bu metot toksisitenin azaltÕlmasÕnda, organik kirliliklerin yÕkÕmÕnda,
biyolojik ayrÕúabilirli÷in arttÕrÕlmasÕnda, BOø5/KOø gideriminde, koku ve renk
gideriminde etkin olarak kullanÕlmaktadÕr [35].
23
Fenton metodunun avantajlarÕ mekanik aksamÕn basit olmasÕ, geniú sÕcaklÕk aralÕ÷Õnda
çalÕúmaya olanak vermesi, oksidasyon ve koagülasyon proseslerinin birleúiminden
oluúmasÕ ve sudaki oksijen konsantrasyonunu arttÕrmasÕdÕr.
Ekolojik olarak güvenli oldu÷u için bu metodun gelecekte bütün renkli atÕksularÕn
arÕtÕmÕnda etkin bir úekilde uygulanaca÷Õ tahmin edilmektedir. Bunun yanÕnda H2O2
boyama proseslerinde ön arÕtma reaktifi olarak da yaygÕn olarak kullanÕlmaktadÕr. Bu
kullanÕm Fenton yönteminin daha ekonomik olmasÕnÕ sa÷lamaktadÕr [36]. Tablo 2.2’de
Fenton prosesinin avantajlarÕ ve dezavantajlarÕ verilmektedir.
Tablo 2.2 : Fenton prosesinin avantajlarÕ ve dezavantajlarÕ
AvantajlarÕ
DezavantajlarÕ
ølk yatÕrÕm maliyetinin düúük olmasÕ
ølave kimyasal maliyeti
Biyolojik arÕtÕlabilirli÷in arttÕrÕlmasÕ
Çamur oluúumu ve uzaklaútÕrma maliyeti
Toksik ve dayanÕklÕ bileúiklerin giderilmesi
Uygun kimyasal reaksiyon úartlarÕnÕn
sürdürülmesinin zor olmasÕ
Düúük hidrolik bekletme süresi
Köpük kontrolü ihtiyacÕ
Kolay uygulanan proses olmasÕ
Korozyon problemi
Düúük çÕkÕú KOø de÷eri
Son yÕllarda renkli atÕksularÕn arÕtÕmÕ için laboratuvar ölçe÷inde yapÕlan çalÕúmalarda en
umut verici yöntemlerden biri olarak görülmektedir. Oksidatif katalitik bir sistem olan
Fenton prosesinin atÕksu arÕtÕmÕndaki baúarÕsÕ yüksek oksitleyici özelli÷e sahip olan
hidroksil radikallerinin oluúmuna dayanmaktadÕr [37, 38]. Fenton prosesi, oksidasyon
ve koagülasyonu birleútirdi÷i için avantajlÕdÕr. AtÕksudaki kirleticileri oksidasyon
yoluyla arÕtÕmÕnÕn yanÕnda eú zamanlÕ olarak, koagülasyon yoluylada ikinci bir giderim
sa÷lamaktadÕr.
24
Fenton prosesi ile arÕtma aúa÷Õdaki úekilde gerçekleúmektedir:

ølk iúlem asidik ortamÕn sa÷lanmasÕdÕr. En uygun pH aralÕ÷Õ 2 – 4 arasÕndadÕr.

Önce Fe(II) tuzlarÕ sonra hidrojen peroksit ilave edilir.

KarÕútÕrma iúlemi uygulanÕr.

Reaksiyondan sonra kireç, sodyum hidroksit veya kostik soda ile pH ayarÕ
yapÕlÕr.

2-4 saat arasÕ bekleme süresi sonunda çökelme gerçekleúir. Çökelme sonucu
Fenton çamuru oluúur. Fenton çamuru arÕtÕlan veya rengi giderilen atÕksudan
kolayca ayrÕlmakta fakat adsorbe edilen organik maddelerin bertarafÕ zor
olmaktadÕr [26].
2.5.2. Fenton Prosesinde Oluúan Reaksiyonlar
2.5.2.1. Redoks ReaksiyonlarÕ
H2O2 ve Fe2+ iyonlarÕ kuvvetli asidik ortamda genellikle daha kararlÕdÕr. H2O2 ve Fe2+
iyonlarÕ organik madde içeren bir su sistemine eklenirse kuvvetli asidik ortamda
kompleks redoks reaksiyonlarÕnÕ oluúturacaktÕr (2.7-2.10 arasÕndaki denklemler)
[37, 39, 60].
H2O2 + Fe2+ ĺ Fe3+ + HO- + HO•
(2.7)
HO• + RH
ĺ
H2O + R•
(2.8)
R•
+ Fe3+ ĺ
R+ + Fe2+
(2.9)
R+
+ H2O ĺ ROH + H+
(2.10)
Oluúan OH radikalleri RH gibi (örnek: doymamÕú boya molekülleri) organik maddeler
ile tepkimeye girerler. Böylece boya molekülünün kromofor ve kromojenleri zarar görür
25
ve renkleri giderilir. Bunun yanÕnda redoksta reaksiyonlar aúa÷Õdaki (2.11) ve (2.12)
denklemlerindeki gibi gerçekleúir. Boya gibi organik moleküllerin yol açtÕ÷Õ
dimerizasyon renk giderimi için büyük avantaj oluúturur ( 2.12).
HO• + H2O2 ĺ H2O +
2R• ĺ
HO2•
R–R
(2.11)
(2.12)
2.5.2.2. Koagülasyon
YukarÕdaki gibi oluúan Fe (III) iyonlarÕ (2.13) ve (2.14) nolu denklemlerde oldu÷u gibi
hidroksit iyonlarÕ ile demir hidrokso kompleksleri halinde bulunabilir.
[Fe(H2O)6]3+
+ H2O ĺ [ Fe(H2O)5OH]2+ + H3O+
[Fe(H2O)5OH]2+ + H2O ĺ [ Fe(H2O)4(OH)2]+ + H3O+
(2.13)
(2.14)
Bu komplekslerin aúa÷Õdaki (2.15) , (2.16) ve (2.17) denklemlerin de görüldü÷ü gibi pH
3,5 – 7’de polimerizasyona e÷imli oldu÷u bildirilmiútir [37,40]. Burada koagülasyon
gerçekleúebilir. AtÕksuda renk gideriminde kalan boya molekülleri koagüle edilebilir ve
çökeltme yapÕlabilir.
2[Fe(H2O)5OH]2+ ĺ [Fe2(H2O)8(OH)2]4+ + 2H2O
(2.15)
[Fe2(H2O)8(OH)2]4+ + H2O ĺ [Fe2(H2O)7(OH)3]3+ + H3O+
(2.16)
[Fe2(H2O)7(OH)3]3+ + [Fe(H2O)5(OH)]2+ĺ[Fe3(H2O)10(OH)4 ]5++ 2H2O
(2.17)
Koagülasyon basama÷Õ KOø’yi azaltarak oksidasyon metodunun dezavantajlarÕnÕ telafi
edebilir [37].
26
2.5.3. Fenton Prosesine Etki Eden Faktörler
2.5.3.1. pH Etkisi
pH 3,5 de÷erinden daha düúük oldu÷unda giderim verimleri yeterli olabilmektedir.
Çünkü redoks sistemi ve renk giderimi asidik úartlar altÕnda daha iyi gerçekleúir. Bu
pH’ta Fe2+ iyonlarÕ ve H2O2 daha kararlÕdÕr. Buna karúÕlÕk Fe2+ iyonlarÕ pH 4’ten daha
yüksek oldu÷unda kararlÕ de÷ildir ve bu iyonlar, kolayca demir hidrokso kompleksleri
oluúturma e÷ilimine sahip olan Fe3+ iyonlarÕna dönüúür. Bu kompleks, pH 9’dan daha
-
yüksek oldu÷unda [Fe(OH)4] úeklinde görülür. Bunun yanÕnda H2O2 bazik ortamda
kararsÕzdÕr. Ortamda oksijen bulundu÷unda parçalanabilir ve oksidasyon yetene÷ini
kaybedebilir. Bu yüzden H2O2 ve demir iyonlarÕnÕn etkili bir redoks sistemi oluúturmasÕ
zor olur ve renk gideriminde daha az etkili olurlar [37].
Kuo [37] , sentetik boyarmaddeli atÕksulara Fenton prosesini uygulamÕútÕr. 5 farklÕ pH
aralÕ÷Õnda çalÕúarak en iyi pH de÷erini 3,5 olarak bulmuútur. Tang ve Huang [55,56]
klorlu alifatik organiklerin giderim çalÕúmalarÕnda optimum pH de÷erini 3,5 olarak elde
etmiúlerdir. Kang ve Chang [54] boyalÕ atÕksulardaki azalan pH de÷eriyle
KOø
gideriminin arttÕ÷ÕnÕ ifade etmiúler. Maksimum KOø ve renk giderim veriminin pH 3-5
aralÕ÷Õnda oldu÷unu belirtmiúlerdir. Kochany ve Lugowski [57] Fenton prosesi ile
arÕtmada optimum úartlarÕn sa÷lanmasÕ için pH de÷erinin 4 olmasÕ gerekti÷ini
açÕklamÕúlardÕr. AydÕn [58] Afyon alkoloidleri endüstrisi atÕksularÕna uygulanan fenton
prosesinde en yüksek verimi sa÷layan optimum pH de÷erinin 4 oldu÷unu tespit etmiútir.
2.5.3.2. Demir Konsantrasyonun Etkisi
Demir sülfatÕn dozajÕ da renk giderimini etkiler. Dozaj arttÕrÕmÕ renk giderimini
kolaylaútÕrÕr. Demir sülfatÕn dozajÕ arttÕkça hem redoks reaksiyonu tamamlanacak, hem
de koagülasyon gerçekleúecektir [37].
2.5.3.3. FarklÕ Demir øyonlarÕnÕn Etkisi
Bir çok uygulamada, e÷er ortamda H2O2 ve organik maddeler varsa, katalitik döngünün
çok çabuk gerçekleúti÷i ve bu yüzden Fe2+ yada Fe3+ tuzlarÕndan hangisinin,
reaksiyonun katalizinde kullanÕldÕ÷ÕnÕn önemi olmadÕ÷Õ vurgulanmÕútÕr. Bununla birlikte
çok düúük dozlar kullanÕldÕ÷Õnda, bazÕ araútÕrmalar Fe2+ iyonlarÕnÕn tercih edildi÷ini
göstermektedir [35].
27
2.5.3.4. Hidrojen Peroksit Konsantrasyonun Etkisi
H2O2 gerekli miktardan daha az kullanÕldÕ÷Õnda renk giderim verimi düúmektedir.
Gerekli miktardan fazla kullanÕldÕ÷Õnda renk giderimi daha yüksektir. Fakat KOø de÷eri
artma e÷ilimi gösterir. Bunun sebebi arÕtÕlmÕú suda kalan hidrojen peroksit miktarÕdÕr.
E÷er hidrojen peroksit denge miktarÕna ek olarak atÕksuya eklenirse KOø de÷eri de
artacaktÕr. Bu durum aúa÷Õdaki 2.18-2.20 arasÕndaki denklemlerde gösterilmektedir .
Cr2O72-
+ 3H2O2 + 8H+ o 2Cr3+ + 3O2 + 7 H2O
(2.18)
H2Cr2O7 + 5H2O2 o H2Cr2O12 + 5H2O
(2.19)
H2Cr2O12 + 8H2O2 o Cr2O3 + 9 H2O + 8O2
(2.20)
2.5.3.5. SÕcaklÕk Etkisi
Fenton prosesi reaksiyonunun hÕzÕ, sÕcaklÕ÷Õn yükselmesiyle artmaktadÕr. SÕcaklÕk
20°C’nin altÕnda oldu÷unda giderim veriminde
belirgin bir düúüú görülmektedir.
Bununla birlikte sÕcaklÕk 40-50°C’nin üstüne çÕktÕ÷Õnda hidrojen peroksitten yararlanma
en aza inmektedir. Bunun sebebi hidrojen peroksitin su ve oksijene parçalanma hÕzÕnÕn
artmasÕdÕr. Fenton prosesinde en uygun sÕcaklÕk aralÕ÷Õ 20°C-40°C’dir [35]. Bu sonuçlar
sÕcaklÕ÷Õn artmasÕyla redoks reaksiyonunun hÕzlandÕ÷ÕnÕ ve renk gideriminin arttÕ÷ÕnÕ
iúaret etmektedir.
2.6. RENK VE KOø GøDERøLMESø øÇøN YAPILAN ÇALIùMALAR
Fenton prosesinin ilaç endüstrisi ve benzer endüstrilerin atÕksularÕndan renk ve KOø
gideriminde baúarÕ sa÷layabilece÷i literatürdeki çalÕúmalardan anlaúÕlmaktadÕr.
HavasÕz ön arÕtma ve ardÕúÕk kesikli reaktör sistemleri çÕkÕúÕndaki arÕtÕlmÕú alkoloid
tesisi atÕksularÕndan inert KOø ve renk gideriminde Fenton prosesinin uygulanabilirli÷i
AydÕn ve di÷. [41] tarafÕndan araútÕrÕlmÕútÕr. Bu amaçla yaptÕklarÕ deneysel çalÕúmalarda
20°C’de optimum de÷erler pH= 4, Fe+2 / H2O2 oranÕ 1, Fe+2 dozu 200 mg/L, H2O2 dozu
200 mg/L olarak bulunmuútur. Optimum úartlarda KOø için % 90 ve renk için % 98
28
giderim verimi elde edilmiútir. ÇalÕúma sonuçlarÕ Fenton prosesi ile deúarj limitlerinin
rahatlÕkla sa÷lanabilece÷ini göstermektedir.
Tekin ve di÷. [42] ilaç endüstrisi atÕksularÕna Fenton prosesinin uygulanabilirli÷ini
araútÕrmÕúlardÕr. Çeúitli ilaç kimyasallarÕnÕ içeren orijinal atÕksuda (KOø de÷eri 9007000 mg/L) çalÕúmalarÕnÕ gerçekleútirmiúlerdir. Fenton prosesinde oksidasyon fazÕ için
pH = 3,5 ve koagülasyon fazÕ için pH = 7 olarak belirlenmiútir. H2O2 / Fe+2 molar oranÕ
150-250 iken, KOø giderimi en yüksek verime ulaúmaktadÕr. H2O2 / Fe+2 oranÕ
155’deyken (0,3 M H2O2 ve 0,002 M Fe+2) KOø giderimi % 45-65 arasÕnda
sa÷lanmÕútÕr. Fenton prosesinin hemen ardÕndan ardÕúÕk kesikli reaktör (SBR) ile
aerobik arÕtÕm uygulandÕ÷Õnda KOø giderim veriminin % 98’e ulaútÕ÷ÕnÕ ve deúarj
standartlarÕnÕn sa÷landÕ÷ÕnÕ belirtmiúlerdir.
Badawy ve Ali [43] 1750-3323 mg/L KOø de÷eri, 900-3000 mg/L AKM ve 13,2-95,5
mg/L ya÷-gres içeren çeúitli endüstriyel atÕksularda geleneksel arÕtma metotlarÕnÕn
yanÕsÕra, fenton prosesinin de uygulanabilirli÷i üzerine çalÕúmÕúlardÕr. FeCl3’ün
koagülant olarak kullanÕldÕ÷Õ geleneksel arÕtma yönteminde renk giderim verimi % 44,
KOø giderim verimi % 63 oranÕnda sa÷lanmÕútÕr. Renk giderim verimini arttÕrmak
amacÕyla 400 mg/L FeCl3’e ilave olarak çeúitli yardÕmcÕ koagülantlar ve aktif karbon
(PAC) kullanmÕúlardÕr. 0,4 g/L PAC için % 95 , bentonit için % 84,5 , anyonik
polimer için % 73, katyonik polimer eklendi÷inde ise % 79 oranÕnda renk giderimi
sa÷ladÕklarÕnÕ ifade etmiúlerdir. pH = 3±0,2 , Fe+2 dozu = 400 mg/L, H2O2 = 400 mg/L
úartlarÕnda Fenton prosesini gerekleútirerek renk giderimini % 100’e çÕkardÕklarÕnÕ ve
KOø gideriminde % 90’na ulaútÕklarÕnÕ belirtmiúlerdir.
El-Gohary ve di÷. [44] ilaç, diüretikler, laboratuvar kimyasallarÕ vb. üreten bir ilaç
endüstrisinin
atÕksularÕna
biyolojik
arÕtma
uygulayarak
prosesin
verimini
incelemiúlerdir. Aktif çamur prosesi, biyolojik filtre ve biyolojik filtreyi takiben aktif
çamur prosesinden oluúan üç sistem denenmiútir. En iyi sonuç aktif çamur prosesinde
elde edilmiútir. 20 saat havalandÕrma periyodunda, KOø giderim verimi % 89-95,
toplam askÕda madde giderim verimi % 87-98, ya÷-gres giderim verimi % 90- 93’dür.
29
Martinez ve di÷. [45] KOø de÷eri oldukça yüksek (362000 mg/L) ilaç atÕksuyuna ön
arÕtma
olarak
Fenton
prosesini
uygulamÕúlardÕr.
Fe+2
iyonlarÕ
ve
H2O2
konsantrasyonlarÕnÕn yanÕnda sÕcaklÕk parametresini de optimize ettiklerinde KOø
gideriminde % 56,4 verim elde etmiúlerdir. Fenton prosesinin ilaç hammaddesi üreten
endüstrilerin atÕksularÕna ön arÕtma olarak uygulanabilecek bir yöntem oldu÷unu
belirtmiúlerdir.
Alaton ve Do÷ruel [22] çalÕúmalarÕnda penisilin üreten fabrikanÕn atÕksuyuna ön arÕtma
olarak (ortalama KOø = 1395 mg/L, TOK = 920 mg/L, BOø5 § 0 mg/L) geliúmiú
oksidasyon proseslerini (O3/OH-, H2O2/UV, Fe+2/H2O2, Fe+3/H2O2, Fe+2/H2O2/UV,
Fe+3/H2O2/UV) uygulamÕúlardÕr. Penisilin aktif maddesini içeren atÕksulara, sÕrasÕyla
foto-fenton (pH=3, Fe+2:H2O2 molar oranÕ = 1:20) ardÕndan alkali (pH=11’ de)
ozonlama ile ileri oksidasyon prosesi uygulandÕ÷Õnda sudaki antibiyotiklerin tamamen
elimine edildi÷ini belirtmiúlerdir.
Lin ve Lo [46] haúÕl sökme prosesinden kaynaklanan atÕksularÕn Fenton prosesi ile
arÕtÕlmasÕnÕ araútÕrmÕúlardÕr. YaptÕklarÕ denemelerde pH=3’ te, 30oC’ de, FeSO4 / H2O2
oranÕ 200 mg/L FeSO4/1000 mg/L H2O2 oldu÷unda 120 dakikalÕk bir arÕtÕm süresi
sonunda en yüksek renk ve KOø giderimi elde etmiúlerdir. Fenton prosesi sonucunda
oluúan floklarÕn çöktürülmesi amacÕyla 100 mg/L PAC ve 2 mg/L polimer kullanarak
renk giderimini arttÕrÕp, atÕksuda kalan demir iyonu konsantrasyonunu düúürmüúlerdir.
HaúÕl sökmeden kaynaklanan atÕksularÕn arÕtÕmÕnda kimyasal oksidasyon ve kimyasal
koagülasyon adÕmlarÕnÕ içeren iki aúamalÕ Fenton prosesinin, sadece oksidasyon
aúamasÕnÕ içeren Fenton prosesine göre daha verimli oldu÷unu belirtmektedirler.
Kang ve di÷. [47] çalÕúmalarÕnda Fenton prosesi ile renk ve KOø giderim
mekanizmasÕnÕn belirlenmesini, Fenton prosesi ve Fe3+ iyonlarÕ ile koagülasyonun renk
giderimindeki etkinliklerinin karúÕlaútÕrÕlmÕúlardÕr. Tekstil atÕksularÕnÕn arÕtÕmÕnda
Fenton prosesinin uygulanabilirli÷ini araútÕrmÕúlardÕr. Bu amaçla polivinilalkol (PVA)
ve reaktif boyarmadde R94H içeren sentetik atÕksu kullanmÕúlardÕr. Renk gideriminin
Fenton oksidasyon prosesi, KOø gideriminin koagülasyon prosesi vasÕtasÕyla
gerçekleúti÷ini belirtmiúlerdir. Düúük miktarlardaki H2O2 ve demir tuzlarÕ ile 5
dakikalÕk reaksiyon süresi sonucunda % 90 renk giderimine ulaúmÕúlardÕr. Fakat düúük
30
miktarlarÕn KOø giderimi için yeterli olmadÕ÷ÕnÕ, yüksek oranda KOø giderimi için
yüksek miktarlarda H2O2 ve demir tuzu gerekti÷ini belirtmiúlerdir.
Lau ve di÷. [48] anaerobik olarak arÕtÕlmÕú sÕzÕntÕ sularÕndan Fenton koagülasyon
prosesi ile organik madde giderimini araútÕrmÕúlardÕr. ÇalÕúmada sÕzÕntÕ suyunun
anaerobik arÕtÕmÕnda reaktör olarak yukarÕ akÕúlÕ anaerobik çamur yata÷Õ kullanÕlmÕútÕr.
Bu úekilde arÕtÕlan atÕksuya Fenton prosesi ile ileri arÕtÕm uygulamÕúlardÕr. 200 mg/L
H2O2 ve 300 mg/L FeSO4 ile anaerobik olarak arÕtÕlan atÕksuda kalan KOø’ nin % 70’ i
giderilmiútir. Fenton oksidasyonu ile KOø’ nin % 14’ ü giderilirken, koagülasyonla
geriye kalan % 56’sÕnÕn azaldÕ÷ÕnÕ tespit etmiúlerdir.
Lin ve Chen [49] çalÕúmalarÕnda tekstil endüstrisi ikincil arÕtma tesisi çÕkÕúÕ atÕksuyunu
fenton, kimyasal koagülasyon ve iyon de÷iútiriciden oluúan bir sistemle arÕtarak geri
kazanmayÕ hedeflemiúlerdir. Seçtikleri atÕksu için fenton prosesi ve kimyasal
koagülasyonun renk, bulanÕklÕk, KOø gideriminde etkili oldu÷unu, iyon de÷iútiricinin
ise atÕksuyun KOø de÷erini, demir iyonu konsantrasyonunu, toplam sertli÷ini,
iletkenli÷ini ve AKM miktarÕnÕ önemli ölçüde azaltarak tekrar kullanÕm standartlarÕna
ulaúÕltÕ÷ÕnÕ belirtmektedirler. Fenton prosesinde pH=3’ de FeSO4/H2O2 oranÕ 3/4
oldu÷unda en yüksek KOø ve renk giderimi elde edilmiútir. Fenton prosesi sonrasÕnda
uygulanan kimyasal koagülasyonda 50 mg/L PAC ve 1 mg/L polimer kullanÕlarak
atÕksudaki floklar giderilmiútir. øyon de÷iútirici denemeleri beherde yapÕlmÕútÕr. FarklÕ
oranlarda katyon ve anyon de÷iútirici reçinelerle yapÕlan denemeler sonucunda optimum
katyon de÷iútirici/anyon de÷iútirici reçine oranÕ 2 olarak bulunmuútur. UyguladÕklarÕ
arÕtÕm prosesi sonucunda elde edilen arÕtÕlmÕú atÕksuyun tekstil endüstrisinde tekrar
kullanÕm standartlarÕnÕ sa÷ladÕ÷ÕnÕ belirtmiúlerdir.
Lin ve di÷. [50] çalÕúmalarÕnda kimyasal koagülasyon, fenton prosesi ve iyon
de÷iútiriciden oluúan bir proses uygulayarak sanayi bölgesi atÕksularÕnÕn tarÕmda sulama
suyu olarak kullanÕlmasÕnÕ araútÕrmÕúlardÕr. 100 mg/L PAC ve 1 mg/L polimer ilavesiyle
gerçekleútirilen kimyasal koagülasyon aúamasÕnda % 50’ nin üzerinde renk ve KOø
giderimi sa÷lamÕúlardÕr. Fenton prosesinde optimum FeSO4 ve H2O2 miktarÕnÕ
100 mg/L olarak belirlemiúlerdir. øyon de÷iútirici denemelerinde kolon sistemini
kullanmÕúlar ve farklÕ oranlarda reçine miktarlarÕ ile denemeler yaparak optimum reçine
31
miktarÕnÕ tespit etmiúlerdir. ÇalÕúmada kullanÕlan atÕksu ön basamaklarda arÕtÕldÕktan
sonra iyon de÷iútirici sistemden geçirilmiútir. Buna göre 10 g katyon de÷iútirici ve 20 g
anyon de÷iútirici reçine ile sulama suyu için gerekli olan standartlar sa÷lanmÕútÕr.
2.7. øLAÇ ATIKSULARININ DEùARJ SINIR DEöERLERø
ølaç üretimi ve benzerlerinin yer aldÕ÷Õ Kimya Endüstrileri atÕksularÕnÕn deúarj
edilebilmeleri için Su Kalitesi Kontrol Yönetmeli÷i’nce olmasÕ gereken de÷erler Tablo
2.3’de verilmiútir [61].
Tablo 2.3: Su Kalitesi Kontrol Yönetmeli÷i Kimya Endüstrisi Deúarj StandartlarÕ
(ølaç Üretimi ve Benzerleri)
PARAMETRE
KøMYASAL OKSøJEN øHTøYACI (mg/L)
BALIK BøYODENEYø (ZSF)
pH
KOMPOZøT
NUMUNE
2 SAATLøK
KOMPOZøT
NUMUNE
24 SAATLøK
150
-
6
-
6,0 - 9,0
6,0 - 9,0
øSKø’nin kanala deúarj için uyguladÕ÷Õ standartlarda KOø parametresinin 800 mg/L
ve altÕnda olmasÕ yeterlidir [62].
Renk, atÕksu deúarjÕnda mevcut standartlara göre ülkemizde sÕnÕrlayÕcÕ bir parametre
de÷ildir. Birleúmiú Milletler Çevre ProgramÕ (UNEP) tarafÕndan verilen kÕyÕsal deúarj
standartlarÕnda renk için açÕk denizlere deúarjda 1:40 seyrelmede renk oluúmamasÕ,
kapalÕ alanlarda ise 1:20 seyrelmede renk oluúmamasÕ istenmektedir [59]. Avrupa
Ülkelerinde ise Avrupa normu EN ISO 7887’ye göre endüstriyel atÕksular için de renk
parametresi sÕnÕr de÷erleri verilmektedir [16].
32
2.8. NUMUNE ALINAN TESøSøN ÜRETøMø VE ATIKSU KAYNAKLARI
Tez çalÕúmasÕnda kullanÕlan atÕksu numunesi, Fako ølaçlarÕ A.ù. Hammadde
FabrikasÕ’ndan alÕnmÕútÕr. AtÕksuyun alÕndÕ÷Õ tesis, di÷er ilaç üreticileri tarafÕndan ilaç
yapÕmÕnda kullanÕlan bir çok hammaddenin üretimini gerçekleútirmektedir. ùekil 2.1’de
ilaç hammaddesi üretiminde kullanÕlan genel akÕm úemasÕ gösterilmiútir.
Tesiste kimyasal sentez yöntemiyle di÷er ilaç endüstrileri tarafÕndan ilaç yapÕmÕnda
kullanÕlan bir çok hammaddenin üretimi yapÕlmaktadÕr. Üretim kÕsa dönemli ihtiyaçlara
göre düzenlenmiútir. Bu nedenle debisi sabit de÷ildir.
ùekil 2.1: ølaç hammadde genel üretim akÕm úemasÕ
Üretim, dört aúamadan oluúmaktadÕr. Birinci aúamada çeúitli kimyasallar (kimyasal
reaktifler, asitler, alkaliler) ve çeúitli solventlerle (su, aseton, metilen klorür, etil asetat,
etil alkol, metil alkol, izopropil alkol, dimetil asetamid, dimetil formamid)
kristallendirme yapÕlmaktadÕr. Elde edilen kristal, solventle karÕúÕm halinde oldu÷u için,
ikinci
aúamada
santrifüjleme
ile
solvent
ve
kristalin
birbirinden
ayrÕlmasÕ
33
sa÷lanmaktadÕr. AyrÕlan kristaller bir miktar nem içerdi÷i için üçüncü aúamada kurutma
yapÕlarak nem uzaklaútÕrÕlmaktadÕr. Dördüncü aúama olan granülasyonda elde edilen
kristaller ö÷ütülerek istenilen boyutlara getirilmektedir. Granülasyondan sonra ürün
hazÕr hale gelir ve kalite kontrol ünitesine gönderilir. Tesiste bu yöntemle yaklaúÕk 10
farklÕ ilaç hammaddesi üretimi yapÕlmaktadÕr.
Üretim kapasitesinin % 95’den fazlasÕnÕ sultamisilin tosilat ve sefuroksim asetil
oluúturmaktadÕr. Sultamisilin tosilatÕn üretilmesinde kullanÕlan genel üretim úemasÕ
sefuroksim asetil ile aynÕ olmasÕna ra÷men kullanÕlan hammaddeler açÕsÕndan önemli
farklÕlÕklar görülmektedir. Ampisilin (susuz), penisilik asid oksimetil C, saf N,Ndimetilformamid, metil asetoasetat, sodyummetabisülfit, sodyum klorit, sodyum
hidroksit, sodyum iyodür, p-toluen sülfonik asid, trietilamin ve celit kimyasal reaksiyon
aúamasÕnda kullanÕlmaktadÕr. Kristalizasyonda ise sodyum bikarbonat ve su eklenirken,
filtrasyon aúamasÕnda aseton, izopropil alkol, etilasetat, metilenkorür eklenmektedir.
Sultamisilin tosilatÕn üretim akÕm úemasÕ ùekil 2.2’de verilmektedir.
Sefuroksim asetil üretilmesinde kimyasal reaksiyon aúamasÕnda asetil bromür, aktif
karbon, kalsiyum oksit, celit, sodyum sefuroksim, N,N-dimetil asetamid, 2,6 ditersiyer
butil-4-metil fenol, hidroklorik asit, paraldehid, potasyum bikarbonat, sodyum klorit ve
sodyum hidroksit hammadde olarak kullanÕlmaktadÕr. Kristalizasyonda su ve sodyum
bikarbonat ilave edilmektedir. Filtrasyon aúamasÕnda da aseton, etilasetat, izopropil
alkol, izopropil eter ve metilen klorür eklenmektedir. Sefuroksim asetil kapsüllü ve
kapsülsüz úekilde üretilmektedir. Kapsül üretiminde “Eudragit-S” (metil metakrilat
metakrilik asit kopolimeri) ilave edilmektedir. Sefuroksim asetil-amorphous üretim
akÕm úemasÕ ùekil 2.3’de ve Sefuroksim asetil-coated üretim akÕm úemasÕ ùekil 2.4’de
verilmektedir.
34
ùekil 2.2: Sultamisilin tosilat üretim akÕm úemasÕ
35
ùekil 2.3: Sefuroksim asetil (amorphous) üretim akÕm úemasÕ
36
ùekil 2.4: Sefuroksim asetil (coated) üretim akÕm úemasÕ
37
Her iki ürünün üretilmesinin ardÕndan kullanÕlan solventler geri kazanma ünitesinde
tekrar kullanÕlabilir hale getirilmektedir. Üretimde kullanÕlan kimyasal maddelerin
çoklu÷u ve solvent geri kazanÕmÕ sÕrasÕnda solventlerin bir kÕsmÕnÕn suda kalmasÕ ile
oluúan atÕksuyu kompleks ve arÕtÕlmasÕ zor duruma getirmektedir.
Tesisten çÕkan endüstriyel atÕksular 3 kategoriye ayrÕlmaktadÕr.
a. Ekipman ve zemin temizleme sularÕ
b. Proses atÕksuyu
c. Solvent geri kazanÕm ünitesinden gelen atÕksu
Proses atÕksuyu, reaksiyon ve santrifüjleme ünitelerinden gelmektedir. Yo÷un miktarda
solvent içeren atÕksu, solventin kaynama noktasÕna göre 2 ayrÕ hatta verilmektedir.
Birinci hat, kaynama noktasÕ 100°C’den büyük olan solventleri içermektedir. Bu
solventler, solvent geri kazanÕm ünitesine alÕnarak destilasyonla saflaútÕrÕlmaktadÕr.
Geriye kalan kÕsÕm ise øzaydaú’a gönderilmektedir. Kaynama noktasÕ 100°C’den küçük
olan solventler ikinci hatta verilmektedir. Bu hattÕn KOø de÷eri yaklaúÕk 120000
mg/L’dir. Solvent geri kazanÕm ünitesinde solvent ayrÕldÕktan sonra geriye kalan
atÕksuyun KOø de÷eri 50000-60000 mg/L’ye düúmektedir. Buradaki atÕksu reaksiyon
ürünlerini ve bozunma ürünlerini içermektedir.
Tesiste ekipman temizleme sularÕ ve proses sularÕndan gelen atÕksularÕn yanÕnda esas
atÕksu solvent geri kazanma ünitelerinden gelmektedir. Bu ünitede kademeli
ekstraksiyon kuleleri vasÕtasÕyla solventler geri kazanÕlmaktadÕr. Ancak önemli bir
miktar solvent atÕksuda kalmaktadÕr. Üretimde kullanÕlan kimyasallarÕn çeúitlili÷i,
oluúan atÕksuyu oldukça kompleks ve arÕtÕlmasÕ zor duruma getirmektedir. Tesisteki
di÷er atÕksu türü ise evsel atÕksudur. Tesiste bulunan 30 m3/gün kapasiteli atÕksu arÕtma
tesisi, kimyasal ve biyolojik ünitelerden oluúmaktadÕr. 15 m3/gün evsel atÕksu, 15
m3/gün endüstriyel nitelikli atÕksudur. Tesiste oluúan atÕksu kimyasal ve biyolojik
arÕtma ile øSKø’nin kanala deúarj limitlerine (KOø 800 mg/L) indirgenmektedir.
AtÕksu arÕtma tesisinin úematik gösterimi ùekil 2.5’de verilmiútir.
38
ùekil 2.5: AtÕksu ArÕtma Tesisi AkÕm ùemasÕ
39
3. MALZEME VE YÖNTEM
3.1. ÇALIùMADA KULLANILAN ATIKSUYUN ÖZELLøKLERø
AtÕksu numunesi, Fako ølaçlarÕ A.ù. Hammadde FabrikasÕnÕn arÕtma tesisi çÕkÕúÕndan
alÕnmÕútÕr. AtÕksu numunesinin karakterizasyonu Tablo 3.1’de verilmiútir.
Tablo 3.1: Deneysel ÇalÕúmada KullanÕlan AtÕksuyun Karakterizasyonu
Parametre
De÷er
pH
8,2
KOø, (mg/L)
572
NH3, (mg/L)
2
TKN, (mg/L)
25
øletkenlik, (μs/cm)
4420
AKM, (mg/L)
153
UAKM, (mg/L)
140
TKM, (mg/L)
3353
Toplam Fosfor, (mg/L)
3,6
Toplam Demir, (μg/L)
0,4
Renk 436 nm, (m-1)
90,5
Renk 525 nm, (m-1)
43,2
-1
Renk 620 nm, (m )
3.2. ÇALIùMADA KULLANILAN CøHAZLAR

Jenway 3040 Ion Analyser (pH ölçümü)

Sartorius 0,45 μm filtre ka÷ÕdÕ

Vakum filtre

Pharmacia LKB Novospec II spektrofotometre

Velp ÕsÕtÕcÕlÕ karÕútÕrÕcÕ

KOø seti

Termometre
29,2
40
3.3. ÇALIùMADA KULLANILAN KøMYASAL MADDELER

FeSO4.7H2O (Lachema)

H2O2 (% 35) (Merck)

NaOH (Merck)

H2SO4 (Merck)

Potasyum hidrojen ftalat (Merck)

Potasyum iyodür – KI (Merck)

Amonyum molibdat tetra hidrat (Lachema)

Demir amonyum sülfat (Carlo Erba)

Potasyum dikromat (Merck)

Ferroin indikatörü

Gümüú sülfat

Sülfirik asit
3.4. ÇALIùMA DÜZENEöø
Bu araútÕrmada Fenton prosesi için kullanÕlan laboratuvar ölçekli sistemin úematik
görünümü ùekil 3.1’de verilmiútir.
Geri So÷utucu
Termometre
pH metre
pH
metre
probu
Numune
KabÕ
4
5
6
7
3
2
1
11
4
8
3
9
2
5
6
7
8
9
1
10
Magnetik
IsÕtÕcÕlÕ KarÕútÕrÕcÕ
ùekil 3.1 : Fenton prosesi deney düzene÷inin úematik gösterimi
41
3.5. DENEYSEL ÇALIùMA
Deneysel çalÕúmada izlenen akÕú aúa÷Õda verilmektedir.

300 mL atÕksu numunesinin pH de÷eri 0,1 N H2SO4 ve 0,1 N NaOH kullanÕlarak
istenen çalÕúma aralÕklarÕna getirildi.

FarklÕ konsantrasyonlarda FeSO4 ve H2O2 eklendi.

35 ºC sabit sÕcaklÕkta, 240 rpm hÕzÕnda 30 dakika süresince karÕútÕrÕldÕ.

KarÕútÕrma sonunda çökmesi için 90 dakika beklendi.

Çökme sonunda beherin üst kÕsmÕndan alÕnan 150 mL numunenin pH’Õ 8
de÷erine getirildi ve 2-4 saat beklenerek çökme tamamlandÕ.

Beherin üst kÕsmÕndan alÕnan arÕtÕlmÕú atÕksu numunesi 0,45 μm membran
filtreden geçirildi.

436 nm, 525 nm ve 620 nm’de spektrofotometrede renk ölçümleri
gerçekleútirildi.

KOø ölçümleri yapÕldÕ. Fenton prosesinde atÕksuda kalan artÕk H2O2’nin KOø
analizine giriúim etkisini hesaplamak için H2O2 tayini yapÕldÕ.
AtÕksuyun Fenton prosesi ile arÕtÕlmadan önceki ve arÕtÕldÕktan sonraki görüntüsü ùekil
3.2 ve ùekil 3.3’de verilmiútir.
42
ùekil 3.2 : AtÕksuyun fenton prosesi uygulanmadan önceki görüntüsü
ùekil 3.3 : AtÕksuyun fenton prosesi uygulandÕktan sonraki görüntüsü
43
3.6. ÇALIùMADA KULLANILAN ANALøZ YÖNTEMLERø
KOø standart metotlarda tanÕmlanan yönteme göre yapÕldÕ [14]. Renk ölçümleri
spektrofotometrede, H2O2 konsantrasyon tayini iyodometrik yöntemle belirlendi [51].
3.6.1. Renklilik SayÕsÕ (RES) Ölçümü
1. Reaktifler
Optikçe saf su
0,1 mm por büyüklü÷üne sahip bir bakteriyolojik filtre destile veya deiyonize su içinde
yaklaúÕk 1 saat tutulur. 1 litre destile veya deiyonize su filtreden geçirilir. ølk 50 mL
atÕlÕr. Taze destile edilmiú veya deiyonize edilmiú belirli bir ekstinksiyon göstermeyen
su varsa, yukarÕdaki iúlemler gerekmemektedir.
2. Spektrofotometre
Görünür bölgede (330-780 nm arasÕnda) kesikli ya da sürekli ölçüm yapabilen
spektrofotometre 436 nm, 525 nm ve 620 nm’de ölçümlere uygun olmalÕdÕr.
3. Membran Filtrasyon CihazÕ
Membran filtrasyon cihazÕ por geniúli÷i 0,1 μm ve 0,45 μm olan filtrelere sahiptir.
4. pH ölçüm cihazÕ
5. Termometre
3.6.1.1. Ölçümün Gerçekleútirilmesi
Spektrofotometre iúletmeye alÕnÕr. Su numunesi ölçümden önce 0,45 μm mebran
filtreden süzülür.
Koyu renkli atÕksular gerekti÷inde “optikçe saf su” ile seyreltilir (seyreltme,
filtrasyondan sonra da yapÕlabilir). Seyreltmeden önce ve sonra pH ölçülmeli ve
sonuçlarÕn belirlenmesinde seyreltme suyu hacmi dikkate alÕnmalÕdÕr.
Su numunesi spektrofotometre küvetine, optikçe saf su karúÕlaútÕrma küvetine konur.
Do÷al sular, 436 nm’de optikçe saf suya karúÕ ölçülür. Ancak gerekti÷inde 525 nm ve
44
620 nm’de de ölçülebilir. Endüstriyel atÕksular ise her zaman 525 nm ve 620 nm’de
ölçülürler. Avrupa normlarÕna göre belirlenen limitler 436 nm için 7 m-1, 525 nm için
5 m-1 ve 620 nm için 3 m-1’dir [16].
3.6.1.2. De÷erlendirme
Spektral adsorpsiyon de÷eri Į (Ȝ), aúa÷Õdaki úekilde hesaplanÕr (EN ISO 7887).
A
Į=
f
(3.1)
d
A : Ȝ dalga boyunda su numunesinin ekstinksiyonu
d : Numunenin kalÕnlÕ÷Õ (küvet geniúli÷i,mm)
f : Spektral adsorpsiyon de÷eri m-1 biriminde elde etmek için faktör (f = 1000)
YukarÕdaki ifadelerden bir renk parametresi olan RES elde edilmiútir.
RES = 100 . (EȜ / d)
(3.2)
EȜ : Ekstinksiyon (belirli dalga boyunda)
d : Su numunesi kalÕnlÕ÷Õ (cm)
Bu durumda RES birimi m-1 olmaktadÕr. Tüm bu ifadelerde Lambert-Beer Kanunu
geçerlidir [16].
3.6.2. KOø Ölçümü
KOø ölçümü için standart metotlarda tanÕmlanan “open reflux” titrimetrik yöntemi
kullanÕlmÕútÕr.
3.6.3. H2O2 Tayini
Ortamda kalan H2O2’in KOø ölçümüne giriúim yapÕp yapmadÕ÷ÕnÕ tespit etmek için
tayin edilmesi gerekmektedir. Bu amaçla yapÕlacak iúlemler aúa÷Õda verilmektedir.
45

5 g Potasyum hidrojen ftalat 250 mL destile suda çözülür (çözelti 1). 16,5 g KI,
0,5 g NaOH ve 0,05 g amonyum molibdat tetra hidrat 250 mL destile suda
çözülür (çözelti 2).

Fenton uygulanan numunenin içindeki H2O2’i konsantrasyonu 50 mg/L’den az
olacak úekilde seyreltilir.

2,5 mL çözelti 1 ve 2,5 mL çözelti 2 balonjojeye konulup karÕútÕrÕlÕr ve üzerine
1 mL numune eklenir. HazÕrlanan numune 10 mL’ye destile su ile tamamlanÕr ve
çözelti 351 nm’de ölçülür.

AdsorbansÕn de÷erinin 1’den büyük olmasÕ durumunda, numunenin içindeki
H2O2 konsantrasyonu 50 mg/L’den az olacak úekilde seyreltilir ve yukarÕdaki
iúlemler tekrarlanÕr.

ùahit olarak 2,5 mL çözelti 1 ve 2,5 mL çözelti 2 alÕnÕp 10 mL’ ye destile su ile
tamamlanÕr ve 351 nm’de adsorbans de÷eri okunur [52].
3.6.3.1. Hesaplama
[ H2O2 ] = [Anumune – Aúahit ] . Seyreltme faktörü / 0,7776 (mg/L)
(3.3)
KOø de÷erinde düzeltme yapÕlmasÕ:
TalÕnlÕ ve Anderson [52] KOø deneylerinde H2O2 giriúimi olmasÕ durumunda, bu
giriúimi elimine etmek için aúa÷Õdaki ba÷lantÕyÕ önermiúlerdir.
KOø (mg\L) = KOøölçülen – a.b
a: Numunede kalan H2O2 konsantrasyonu (mg/L)
b: Düzeltme faktörü = 0,25 (20-1000 mg/L H2O2 konsantrasyonu için)
(3.4)
46
4. BULGULAR
4.1. FENTON PROSESø
ÇalÕúmada, Fako ølaçlarÕ A.ù. Hammadde FabrikasÕ’nÕn atÕksu arÕtma tesisi çÕkÕúÕndan
alÕnan arÕtÕlmÕú atÕksuya Fenton prosesi uygulanmÕútÕr. Fenton prosesi öncesi atÕksuyun
özellikleri aúa÷Õda görüldü÷ü gibi Tablo 4.1’de verilmektedir.
Tablo 4.1: Deneysel çalÕúmada kullanÕlan atÕksuyun renk ve KOø de÷eri
Parametre
De÷er
pH
8,2
KOø, (mg/L)
572
Renk 436 nm, (m-1)
90,5
Renk 525 nm, (m-1)
43,2
-1
Renk 620 nm, (m )
29,2
Deneysel çalÕúmalarda Fenton prosesinin veriminde etkin rol oynayan faktörlerin
optimizasyonu a÷ÕrlÕk noktasÕ olarak alÕnmÕútÕr.
4.1.1. Uygun pH Seçimi
Fenton prosesinde uygun pH seçimi için 2-5 arasÕndaki de÷erlerde çalÕúmalar
yapÕlmÕútÕr. AtÕksuyun pH de÷eri alkaliniteye ba÷lÕ olarak 0,1 N H2SO4 ve 0,1 N NaOH
kullanÕlarak pH 2, 3, 4 ve 5 de÷erlerine ayarlanmÕútÕr. AtÕksuyun pH de÷eri 8,2’dir. Her
bir numuneye 200 mg/L H2O2 ve 200 mg/L FeSO4 ilave edilerek, Bölüm 3’de anlatÕlan
deney prosedürü uygulanmÕútÕr. Deney sonuçlarÕ Tablo 4.2’de verilmiútir. Fenton
prosesi ile farklÕ pH’lardaki renk giderim e÷rileri ùekil 4.1’de ve KOø giderim e÷rileri
ùekil 4.2’ de verilmektedir.
47
Tablo 4.2: Renk ve KOø gideriminin pH de÷erine ba÷lÕ olarak de÷iúimi
(FeSO4=200 mg/L, H2O2=200 mg/L, 35°C)
RES (m-1)
pH
2
3
4
5
Renk Giderim Verimi (%)
436 nm
525 nm
620 nm
436 nm
525 nm
620 nm
KOø
(mg/L)
4,2
4,3
5,1
6,1
0,8
0,9
1,1
1,2
0,4
0,5
0,6
0,7
95
95
94
93
98
98
97
97
99
98
98
98
180
176
164
162
KOø Giderim
Verimi
(%)
69
69
71
72
Tablo 4.2 ve ùekil 4.1 görüldü÷ü gibi 200 mg/L H2O2 ve 200 mg/L FeSO4 dozlarÕnda
35°C sÕcaklÕkta pH
2, 3, 4 ve 5 de÷erlerinde renk parametresi sÕnÕr de÷erleri
sa÷lanmÕútÕr. ùekil 4.2’ye bakÕldÕ÷Õnda KOø giderimi açÕsÕndan pH 4’ün uygun de÷er
oldu÷u görülmektedir. Bu nedenle optimum pH de÷eri 4 olarak belirlenmiútir.
100
8
95
6
90
4
85
2
0
80
2
3
4
5
6
pH
RES De÷eri
436 nm
525 nm
620 nm
% Giderim Verimi
436 nm
525 nm
620 nm
ùekil 4.1. Renk gideriminin pH de÷erine ba÷lÕ olarak de÷iúimi
(FeSO4=200 mg/L, H2O2=200 mg/L, 35°C)
% Giderim Verimi
RES de÷eri (m -1)
10
48
200
100
KOø (mg/L)
90
85
160
80
140
75
70
120
% KOø Giderim Verimi
95
180
65
100
60
2
3
4
5
6
pH
KOø (mg/L)
ùekil 4.2. KOø gideriminin pH de÷erine ba÷lÕ olarak de÷iúimi
(FeSO4=200 mg/L, H2O2=200 mg/L, 35°C)
4.1.2. Uygun FeSO4 MiktarÕnÕn Belirlenmesi
Uygun FeSO4 miktarÕnÕn belirlenmesinde 35°C sÕcaklÕkta, optimum pH de÷eri 4 ve
H2O2 dozu 200 mg/L’de sabit tutularak farklÕ FeSO4 dozlarÕ ile çalÕúÕlmÕútÕr. 100 mg/L 400 mg/L arasÕnda de÷iúen miktarlarda FeSO4 ilave edilmiútir. ArÕtma sonrasÕnda RES
ve KOø de÷erleri Tablo 4.3’de verilmiútir. Fenton prosesi ile elde edilen renk ve KOø
giderim veriminin FeSO4 konsantrasyonuna ba÷lÕ de÷iúim e÷rileri de ùekil 4.3 ve ùekil
4.4’de verilmiútir.
Tablo 4.3 : Renk ve KOø gideriminin FeSO4 konsantrasyonuna ba÷lÕ olarak de÷iúimi
(pH=4, H2O2=200 mg/L, 35°C)
RES (m-1)
620 nm
KOø
(mg/L)
KOø Giderim
Verimi
(%)
93
96
98
98
98
295
217
164
163
158
48
62
71
72
72
FeSO4
(mg/L)
436 nm
525 nm
620 nm
436 nm
525 nm
100
150
200
300
400
10,9
7,9
5,1
4,8
4,1
3,9
2,0
1,1
0,9
0,7
2,1
1,1
0,6
0,6
0,5
88
91
94
95
96
91
95
97
98
98
49
Tablo 4.3’ de görüldü÷ü gibi 35°C sÕcaklÕkta 200 mg/L H2O2 dozunda ve pH = 4
de÷erinde FeSO4 miktarÕ 100 mg/L ve 150 mg/L konsantrasyonlarÕnda 525 nm ve 620
nm’de renk parametresi sÕnÕr de÷erlerinin altÕnda kalmÕútÕr. 100 mg/L FeSO4
konsantrasyonunda 436 nm için RES de÷eri 10,9 m-1
ve 150 mg/L FeSO4
-1
konsantrasyonunda 7,9 m RES de÷eriyle istenen sÕnÕr de÷erlere ulaúÕlamamÕútÕr. RES
de÷erlerine bakÕldÕ÷Õnda FeSO4 konsantrasyonu arttÕkça renk giderim verimin arttÕ÷Õ
görülmektedir. 200 mg/L FeSO4 konsantrasyonunda 436 nm için 5,1 m-1, 300 mg/L
FeSO4 konsantrasyonunda 436 nm için 4,8 m-1 ve 400 mg/L FeSO4 konsantrasyonunda
436 nm için 4,1 m-1 RES de÷erleri elde edildi. SÕnÕr de÷eri olan 7 m-1’den daha iyi renk
giderimlerine ulaúÕlmÕútÕr. 200 mg/L FeSO4 dozunda RES sÕnÕr de÷erleri sa÷lanarak,
18
100
16
98
14
96
94
12
92
10
90
8
88
6
86
4
84
2
82
0
100
150
RES De÷eri
% Giderim Verimi
200
250
300
350
FeSO4 (mg/L)
525 nm
436 nm
525 nm
436 nm
400
80
450
620 nm
620 nm
ùekil 4.3 : Renk gideriminin FeSO4 konsantrasyonuna ba÷lÕ olarak de÷iúimi
(H2O2=200 mg/L, pH=4, 35°C)
% Giderim Verimi
RES de÷eri (m -1)
436 nm’de % 94 verimle renk giderimi elde edilmiútir.
50
FeSO4 miktarÕ 100 mg/L’den 150 mg/L’ye arttÕrÕldÕ÷Õnda, KOø de÷erinin 295 mg/L’den
217 mg/L’ye düútü÷ü görülmektedir. 200 mg/L FeSO4 dozlanmasÕnda KOø de÷eri 164
mg/L’ye düúerek % 71 verimle KOø giderimi hÕzla yükselmiútir. 300 mg/L FeSO4
dozunda KOø de÷eri 163 mg/L ve 400 mg/L FeSO4 dozunda KOø de÷eri 158 mg/L’ dir.
FeSO4 dozu arttÕkça KOø giderim verimi artmÕútÕr. Ancak 200 mg/L FeSO4 dozunun
üzerindeki dozlarda KOø giderim veriminde çok büyük bir de÷iúim olmadÕ÷Õ
görülmektedir.
Renk parametresi sÕnÕr de÷erlerinin sa÷landÕ÷Õ ve KOø de÷erinde ani düúüúün gözlendi÷i
200 mg/L optimum FeSO4 miktarÕ olarak belirlenmiútir.
500
100
KOø (mg/L)
80
300
70
60
200
50
100
90
400
40
0
100
150
200
250
300
350
400
30
450
FeSO4 (mg/L)
KOø (mg/L)
ùekil 4.4 : KOø gideriminin FeSO4 konsantrasyonuna ba÷lÕ olarak de÷iúimi
(H2O2=200 mg/L, pH = 4, 35°C)
51
4.1.3. Uygun H2O2 MiktarÕnÕn Belirlenmesi
Fenton prosesinde en uygun H2O2 miktarÕnÕn belirlenmesi için, optimum pH = 4 ve
optimum FeSO4 konsantrasyonu 200 mg/L de÷erinde sabit tutularak, 100-300 mg/L
arasÕnda 5 farklÕ H2O2
konsantrasyonlarÕ ile çalÕúÕlmÕútÕr. Tablo 4.4’de deneysel
sonuçlar verilmiútir. Fenton prosesi ile elde edilen renk ve KOø giderim veriminin H2O2
miktarÕna ba÷lÕ olarak de÷iúimi ùekil 4.5 ve ùekil 4.6’da gösterilmiútir.
Tablo 4.4 : Renk ve KOø gideriminin H2O2 konsantrasyonuna ba÷lÕ olarak de÷iúimi
(pH=4, FeSO4=200 mg/L, 35°C)
RES (m-1)
H2O2
(mg/L)
436 nm
525 nm
620 nm
436 nm
525 nm
620 nm
100
150
200
250
300
9,4
8
5,1
3,3
2,9
3,1
2,2
1,1
0,9
0,8
1,6
1
0,6
0,5
0,5
90
91
94
96
97
93
95
97
98
98
95
97
98
98
98
KOø
(mg/L)
216
196
164
160
156
KOø Giderim
Verimi
(%)
62
66
71
72
72
Tablo 4.4 ve ùekil 4.5’de görüldü÷ü gibi 100 mg/L H2O2 dozunda 436 nm’de 9,4 m-1
sÕnÕr de÷erlerin üstünde kalmaktadÕr. 525 nm’de 3,1 m-1 ve 620 nm’de 1,6 m-1 RES
de÷eriyle sÕnÕr de÷erlerin altÕna düúülmektedir. H2O2 dozu 150 mg/L’ye çÕkartÕldÕ÷Õnda
436 nm’de RES de÷eri 8 m-1’ de sÕnÕr de÷erin yine üstünde kalmÕútÕr. 200 mg/L H2O2
dozunda RES de÷eri 436 nm’de 5,1 m-1 olarak sÕnÕr de÷erin altÕna düúmüútür. H2O2
dozlarÕ 250 mg/L ve 300 mg/L’ye arttÕrÕldÕ÷Õnda 436 nm, 525 nm ve 620 nm’de sÕnÕr
de÷erlerin altÕnda de÷erler sa÷lanmaktadÕr. H2O2 miktarÕ arttÕkça renk gideriminin de
arttÕ÷Õ görülmektedir. 250 mg/L ve 300 mg/L H2O2 konsantrasyonlarÕnda birbirine
yakÕn ve yüksek renk giderimine ulaúÕlmaktadÕr. Birbirine yakÕn de÷erler renk giderim
veriminin stabilleúti÷ini göstermektedir. Bu nedenle optimum H2O2 miktarÕ olarak 200
mg/L dozu belirlenmiútir.
Tablo 4.4 ve ùekil 4.6 incelendi÷inde 35°C sÕcaklÕkta, 200 mg/L FeSO4
konsantrasyonunda ve pH=4 de÷erinde çalÕúÕlmaya baúlanan 100 mg/L H2O2
konsantrasyondan itibaren H2O2 dozu arttÕkça KOø giderim veriminin arttÕ÷Õ
görülmektedir. KOø parametresi için, optimum doz olarak giderim veriminde büyük bir
52
de÷iúimin görülmedi÷i 200 mg/L H2O2 dozu alÕnmÕútÕr. 200 mg/L H2O2 dozunda, KOø
de÷eri 572 mg/L’den 164 mg/L’ye düúerek % 71 verim elde edilmiútir.
20
100
18
RES de÷eri (m -1)
14
% Giderim Verimi
95
16
90
12
10
85
8
80
6
4
75
2
0
100
150
200
250
300
70
350
RES De÷eri
H2O2 (mg/L)
436 nm
525 nm
620 nm
% Giderim Verimi
436 nm
620 nm
525 nm
300
100
250
95
KOø (mg/L)
90
200
85
150
80
100
75
70
50
0
100
65
150
200
250
300
ùekil 4.5 : Renk gideriminin H2O2 konsantrasyonuna ba÷lÕ olarak de÷iúimi
(FeSO4=200 mg/L, pH=4, 35°C)
60
350
H2O2 (mg/L)
KOø (mg/L)
% KOø Giderim verimi
ùekil 4.6 : KOø gideriminin H2O2 konsantrasyonuna ba÷lÕ olarak de÷iúimi
(FeSO4=200 mg/L, pH=4; 35°C)
53
Fenton prosesinin sonunda atÕksuda kalan H2O2, KOø analizinde giriúime yol
açmaktadÕr. Bu nedenle proseste uygulanan FeSO4 ve H2O2 dozlarÕnÕn her biri için
atÕksuda kalan H2O2 miktarÕ tayin edilerek sonuçlar Tablo 4.5 ve Tablo 4.6’da
verilmektedir.
Tablo 4.5 : AtÕksuda kalan H2O2 konsantrasyonunun atÕksuya eklenen FeSO4 dozu ile de÷iúimi
FeSO4 (mg/L)
100
150
200
300
400
H2O2 (mg/L)
200
200
200
200
200
Kalan H2O2 (mg/L)
0,91
0,82
0,79
0,15
0,06
Tablo 4.6 : AtÕksuda kalan H2O2 konsantrasyonunun atÕksuya eklenen H2O2 dozu ile de÷iúimi
H2O2 (mg/L)
100
150
200
250
300
FeSO4 (mg/L)
200
200
200
200
200
Kalan H2O2 (mg/L)
0,45
0,61
0,79
0,90
1,00
TalÕnlÕ ve Anderson [52] yaptÕklarÕ çalÕúmada 20 mg/L’nin altÕndaki H2O2
konsantrasyonlarÕnda giriúiminin ihmal edilebilece÷ini belirtmiúlerdir.
Tablo 4.5 ve Tablo 4.6’da görüldü÷ü gibi bu çalÕúmada atÕksuda kalan H2O2 miktarÕ 20
mg/L’den az oldu÷undan H2O2’in KOø de÷eri üzerindeki giriúim etkisi ihmal edilmiútir.
4.1.4. Uygun KarÕútÕrma Süresinin Belirlenmesi
Fenton prosesinde en uygun karÕútÕrma süresinin belirlenmesi için optimize edilen 200
mg/L FeSO4 ve 200 mg/L H2O2 miktarlarÕ sabit tutularak, 35°C sÕcaklÕkta pH=4’de 4
farklÕ karÕútÕrma süresinde çalÕúÕlmÕútÕr. Bulunan sonuçlar Tablo 4.7’de verilmiútir.
Fenton prosesi ile elde edilen renk ve KOø giderim veriminin karÕútÕrma süresine ba÷lÕ
de÷iúim e÷rileri ùekil 4.7 ve ùekil 4.8’de gösterilmiútir.
54
Tablo 4.7 : Renk ve KOø gideriminin karÕútÕrma süresine ba÷lÕ olarak de÷iúimi
(pH=4, FeSO4=200 mg/L, H2O2=200 mg/L, 35°C)
RES (m-1)
KarÕútÕrma
Süresi
(dak.)
436 nm
525 nm
620 nm
436 nm
525 nm
10
20
30
40
9,5
8,6
5,1
4,7
3,6
2,4
1,1
0,9
2,2
1,2
0,6
0,6
90
90
94
95
92
94
97
98
620 nm
KOø
(mg/L)
KOø Giderim
Verimi
(%)
92
96
98
98
200
196
164
160
65
66
71
72
Tablo 4.7’de belirtildi÷i gibi 10 dakika ve 20 dakika karÕútÕrma sürelerinde 525 nm ve
620 nm’de RES de÷erleri sa÷lanmaktadÕr. Ancak 436 nm’de 10 dakika karÕútÕrma
süresinde 9,5 m-1 ve 20 dakika karÕútÕrma süresinde 8,6 m-1 RES de÷eri ile sÕnÕr
de÷erlere eriúilememiútir. 30 dakika ve 40 dakika karÕútÕrma sürelerinde oldukça iyi ve
birbirine yakÕn de÷erler elde edilerek RES sÕnÕr de÷erlerinin altÕna inilmiútir. Bu
sonuçlar reaksiyonun karÕútÕrma süresi uzatÕldÕ÷Õnda renk gideriminin arttÕ÷ÕnÕ
göstermektedir. 30 dakika karÕútÕrma süresinde 436 nm’de 5,1 m-1 RES de÷eri ile % 94
renk giderim verimi alÕnmÕútÕr. Renk giderimi için RES sÕnÕr de÷erine en yakÕn de÷er
olan 30 dakika karÕútÕrma süresi uygundur.
ùekil 4.8’de KOø giderim e÷rilerine bakÕldÕ÷Õnda 10 dakika karÕútÕrma süresinde % 65,
20 dakika karÕútÕma süresinde % 66 verim sa÷lanmÕútÕr. 30 dakika karÕútÕrma süresinde
KOø de÷eri 572 mg/L’den 164 mg/L’ye düúerek % 71 verim elde edilmektedir.
KarÕútÕrma süresi 40 dakika oldu÷unda % 72 KOø giderim verimi elde edilmiútir. Renk
gideriminde oldu÷u gibi KOø gideriminde de 30 dakika ve 40 dakika karÕútÕrma
sürelerindeki deney sonuçlarÕ arasÕnda büyük bir fark bulunmamaktadÕr.
ùekil 4.7 ve ùekil 4.8 incelendi÷inde pH = 4’de 35°C sÕcaklÕkta, 200 mg/L FeSO4 ve
200 mg/L H2O2 konsantrasyonlarÕndaki úartlarda karÕútÕrma süresi uzadÕkça renk ve
KOø giderim verimi artmÕútÕr. Renk ve KOø gideriminin sabitlenmeye baúladÕ÷Õ 30
dakika, optimum karÕútÕrma süresi olarak belirlenmiútir.
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
100
95
90
85
80
75
10
20
30
40
50
525 nm
525 nm
620 nm
620 nm
KarÕútÕrma Süresi (dakika)
RES De÷eri
436 nm
436 nm
% Giderim Verimi
350
100
300
95
90
KOø (mg/L)
250
85
200
80
150
75
100
70
50
65
0
60
10
20
30
40
50
KarÕútÕrma süresi (dakika)
KOø (mg/L)
ùekil 4.8. KOø gideriminin karÕútÕrma süresine ba÷lÕ olarak de÷iúimi
(FeSO4=200 mg/L, H2O2=200 mg/L, pH=4, 35°C)
ùekil 4.7. Renk gideriminin karÕútÕrma süresine ba÷lÕ olarak de÷iúimi
(FeSO4=200 mg/L, H2O2=200 mg/L, pH=4, 35°C)
% Giderim Verimi
RES de÷eri (m -1)
55
56
4.1.5. Uygun Çökme Süresinin Belirlenmesi
AtÕksuyun pH de÷eri 4’e ayarlandÕktan sonra, 200 mg/L FeSO4 ve 200 mg/L H2O2
miktarlarÕnda, 35°C sÕcaklÕkta 30 dakika karÕútÕrÕldÕktan sonra 5 farklÕ sürede çökmenin
tamamlanmasÕ için beklenmiútir. Deneysel çalÕúmalarÕn sonuçlarÕ Tablo 4.8’de
verilmiútir. Fenton prosesinde çökme süresine ba÷lÕ olarak elde edilen renk ve KOø
giderim de÷erleri ùekil 4.9 ve ùekil 4.10’da gösterilmiútir.
Tablo 4.8 : Renk ve KOø gideriminin çökme süresine ba÷lÕ olarak de÷iúimi
(pH=4, FeSO4=200 mg/L, H2O2=200 mg/L, karÕútÕrma süresi: 30 dakika, 35°C)
RES (m-1)
Çökme
Süresi
(dakika)
436 nm
525 nm
620 nm
436 nm
525 nm
0
30
60
90
120
12,5
7,7
5,1
4,6
4,4
3,5
1,8
1,2
1,1
1,1
1,5
0,9
0,6
0,5
0,5
86
91
94
95
95
92
96
97
97
97
620 nm
KOø
(mg/l)
KOø Giderim
Verimi
(%)
95
97
98
98
98
240
220
164
149
148
58
62
71
74
74
Renk Giderme Verimi (%)
Tablo 4.8’de görüldü÷ü gibi 525 nm ve 620 nm’de RES de÷erleri denemelerde
uygulanan tüm çökme sürelerinde sÕnÕr de÷erleri sa÷lamÕútÕr. KarÕútÕrma iúleminden
sonra çökme için beklenmeden renk de÷eri 436 nm’de ölçümlendi÷inde 12,5 m-1 RES
de÷eri ile sÕnÕr de÷erin çok üstünde kalmÕútÕr. 30 dakika çökme için beklendikten sonra
436 nm’de 7,7 m-1 de÷eri ile renk parametresi sÕnÕr de÷erinin üstünde bir de÷er elde
edilmiútir. Çökme için 60, 90 ve 120 dakika beklendikten sonra 436 nm, 525 nm ve 620
nm’de sÕnÕr de÷erlere eriúilmektedir. 90 dakikalÕk çökme süresinden daha uzun çökme
süresinde renk gideriminde önemli bir iyileúme görülmemektedir. KOø gideriminde de
aynÕ durum geçerlidir.
ùekil 4.9 görüldü÷ü gibi renk giderim verimi 436 nm’de 60 dakikalÕk çökme süresinden
itibaren artmaya baúlamÕútÕr. AynÕ çökme süresinden itibaren KOø giderim verimi de
hÕzla artÕú göstermektedir. 90 dakika ve 120 dakika çökme sürelerinde KOø giderim
verimleri arasÕnda büyük bir de÷iúim görülmemektedir (ùekil 4.10). % 74 verimle en
yüksek KOø gideriminin elde edildi÷i çökme süresi 90 dakikadÕr. ÇalÕúmanÕn verileri
ÕúÕ÷Õnda çökmenin en iyi oldu÷u 90 dakika optimum de÷er olarak alÕnmÕútÕr.
20
100
18
95
16
90
14
85
12
80
10
75
8
70
6
65
4
60
2
55
0
% Giderim Verimi
RES de÷eri (m -1)
57
50
0
30
60
90
120
Çökme süresi (dakika)
RES De÷eri
436 nm
436 nm
% Giderim Verimi
525 nm
525 nm
620 nm
620 nm
275
100
250
95
225
90
200
85
175
80
150
75
125
70
100
65
75
60
50
55
25
0
30
60
90
120
KOø (mg/L)
ùekil 4.9. Renk gideriminin çökme süresine ba÷lÕ olarak de÷iúimi
(pH=4, FeSO4=200 mg/L, H2O2=200 mg/L, karÕútÕrma süresi: 30 dakika, 35°C)
50
150
Çökme Süresi (dakika)
KOø (mg/L)
%KOø Giderim Verimi
ùekil 4.10. KOø gideriminin çökme süresine ba÷lÕ olarak de÷iúimi
(pH=4, FeSO4=200 mg/L, H2O2=200 mg/L, karÕútÕrma süresi:30 dakika, 35°C)
58
4.1.6. Uygun SÕcaklÕ÷Õn Belirlenmesi
Uygun sÕcaklÕ÷Õ belirlemek amacÕyla 20°C, 30°C, 35°C, 40°C ve 50°C olmak üzere
deneyler 5 farklÕ sÕcaklÕkta gerçekleútirilmiútir. ArÕtma sonuçlarÕ Tablo 4.9’de
verilmiútir. Renk ve KOø giderimlerinin sÕcaklÕ÷a ba÷lÕ olarak de÷iúimleri ùekil 4.11 ve
ùekil 4.12’de gösterilmiútir.
Tablo 4.9: Renk ve KOø gideriminin sÕcaklÕ÷a ba÷lÕ olarak de÷iúimi
(pH=4, FeSO4=200 mg/L,H2O2=200 mg/L, karÕútÕrma süresi:30 dakika, çökme süresi:90 dakika)
RES (m-1)
20
7,5
2,1
1,1
92
95
96
216
KOø Giderim
Verimi
(%)
62
30
35
40
50
6,2
4,6
4,5
4,2
1,6
1,1
1,1
1,1
0,7
0,5
0,4
0,4
93
95
95
95
96
97
97
97
98
98
99
99
200
149
148
146
65
74
74
74
SICAKLIK
(°C)
436 nm
525 nm
Renk Giderme Verimi (%)
620 nm
436 nm
525 nm
620 nm
KOø
(mg/L)
Tablo 4.9 ve ùekil 4.11’de görüldü÷ü gibi 20°C’de 436 nm için RES de÷eri 7,5 m-1
de÷erinde kalmÕútÕr. Bu de÷er sÕnÕr de÷er olan 7 m-1’nin üzerindedir. AynÕ sÕcaklÕk için
525 nm ve 620 nm’de RES de÷erleri sa÷lanmaktadÕr. Di÷er 4 farklÕ sÕcaklÕkta da 525
nm ve 620 nm’deki sÕnÕr de÷erlerde renk giderilmektedir. SÕcaklÕk arttÕkça renk
gideriminin hÕzla arttÕ÷Õ sonuçlardan görülmektedir. 20°C’nin üzerindeki sÕcaklÕklarda
tüm RES parametreleri 436 nm için hedef de÷erleri sa÷lamÕútÕr. 30°C sÕcaklÕkta her ne
kadar sÕnÕr de÷erlere inilmiúse de 436 nm için elde edilen 6,2 m-1 RES de÷eri, sÕnÕr
de÷erlere (7 m-1) son derece yakÕndÕr. RES de÷erleri açÕsÕndan 35°C sÕcaklÕk sÕnÕr
de÷erlerin sa÷lanmasÕ için yeterlidir.
ùekil 4.12’de KOø giderim veriminin % 62 - % 74 arasÕndaki de÷iúimi görülmektedir.
SÕcaklÕ÷Õn 20°C oldu÷u denemede % 62 ve 30°C oldu÷u denemede % 65 verimle KOø
giderimi sa÷lanmÕútÕr. 35°C, 40°C ve 50°C sÕcaklÕklarda birbirine çok yakÕn de÷erler
elde edilerek % 74 verimle KOø giderimi aynÕ kalmaktadÕr. Yeterli renk ve KOø
gideriminin sa÷landÕ÷Õ 35°C optimum sÕcaklÕk olarak belirlenmiútir.
59
16
100
14
98
RES de÷eri (m -1)
94
10
92
8
90
6
88
86
4
% Giderme Verimi
96
12
84
2
82
0
80
20
25
30
35
40
45
50
RES de÷eri
SÕcaklÕk (o C)
436 nm
525 nm
620 nm
% Giderme Verimi
436 nm
525 nm
620 nm
ùekil 4.10. Renk gideriminin sÕcaklÕ÷a ba÷lÕ olarak de÷iúimi
100
300
90
KOø (mg/L)
200
85
80
150
75
100
70
50
95
250
65
0
60
20
25
30
35
40
45
50
SÕcaklÕk (oC)
KOø (mg/L)
ùekil 4.11. KOø gideriminin sÕcaklÕ÷a ba÷lÕ olarak de÷iúimi
60
5. TARTIùMA VE SONUÇ
Bu çalÕúma kapsamÕnda, biyolojik ve kimyasal olarak arÕtÕmÕ yapÕlan Fako ølaçlarÕ A.ù.
Hammadde FabrikasÕ atÕksularÕnÕn Fenton prosesi ile arÕtÕmÕnÕn renk ve KOø giderimi
ve Fenton prosesinin ilaç endüstrisi atÕksularÕna uygulanabilirli÷i incelenmiútir. Gerçek
atÕksuya uygulanan fenton prosesi sonucunda istenen renk ve KOø gideriminin elde
edilmesi için, optimum pH, FeSO4 miktarÕ, H2O2 miktarÕ, karÕútÕrma süresi, çökme
süresi ve sÕcaklÕk de÷eri belirlenmiútir.
Fenton prosesi, demir sülfat ve hidrojen peroksitin birbirleriyle reaksiyona girerek
kuvvetli bir oksitleyici olan hidroksil radikallerini oluúturmasÕ esasÕna dayanmaktadÕr.
Fenton prosesi sÕrasÕnda Fe+2 ve H2O2 reaksiyonunun kararlÕlÕ÷Õ oldukça önemlidir.
Reaksiyonun kararlÕlÕ÷Õ pH’a ba÷lÕdÕr. ølk aúamada en uygun pH’Õn belirlenmesi
amacÕyla 200 mg/L FeSO4 ve 200 mg/L H2O2 miktarlarÕ sabit tutularak pH 2, 3, 4 ve 5
de÷erlerinde çalÕúÕlmÕútÕr. Deney sonuçlarÕna bakÕldÕ÷Õnda en iyi renk ve KOø giderimi
sa÷lanan de÷er pH = 4 olarak belirlenmiútir. Optimum olarak belirlenen bu de÷er,
literatürde verilen de÷erler ile uyum sa÷lamaktadÕr [37, 53, 54, 55, 56, 57, 58]. Bundan
sonra yapÕlan denemelerde pH de÷eri 4 olarak alÕnmÕútÕr.
Uygun FeSO4 miktarÕnÕn belirlenmesi amacÕ ile 35°C sÕcaklÕkta, 200 mg/L H2O2 miktarÕ
ve bulunan optimum pH = 4 de÷eri sabit tutularak de÷iúen FeSO4 miktarlarÕyla
çalÕúÕlmÕútÕr. Renk ölçümleri EN ISO 7887’yi esas alan Renklilik SayÕsÕ (RES)
parametresine uygun olarak 436 nm, 525 nm ve 620 nm’de gerçekleútirilmiútir. 200
mg/L H2O2 miktarÕ sabit tutularak yapÕlan deneylerde, 100-150-200-300 ve 400 mg/L
konsantrasyonlarÕnda 5 farklÕ FeSO4 miktarlarÕ uygulanmÕútÕr. 100 mg/L FeSO4 dozunda
436 nm’de % 88, 525 nm’de % 91 ve 620 nm’de % 93 renk giderim verimi elde
edilmiútir. Buna göre RES parametresine ait 436 nm için 7 m-1, 525 nm için 5 m-1 ve
620 nm için 3 m-1 sÕnÕr de÷erleri, 525 nm (3,9 m-1) ve 620 nm (2,1 m-1) için sa÷lanÕrken,
436 nm’de (10,9 m-1) sÕnÕr de÷erin altÕna inilememiútir.
61
FeSO4 konsantrasyonu 150 mg/L’ye çÕkartÕldÕ÷Õnda renk giderim verimleri 436 nm’de
% 91, 525 nm’de % 95 ve 620 nm’de % 96’ya yükselmiútir. SÕnÕr de÷erler 525 nm (2,0
m-1) ve 620 nm (1,1 m-1) için sa÷lanÕrken, yine 436 nm’de (7,9 m-1) sÕnÕr de÷ere
eriúilememiútir. 200 mg/L FeSO4 ve üzerindeki FeSO4 miktarlarÕnda tüm RES
parametresine ait dalga boylarÕnda renk giderimi sa÷lanmÕútÕr. Özellikle 200 mg/L
FeSO4 dozunda renk giderim veriminin arttÕ÷Õ ve 436 nm’de 5,1 m-1 de÷erine kadar
inildi÷i görülmektedir. 436 nm’de % 94, 525 nm’de % 97 ve 620 nm’de % 98 oranÕnda
renk giderim verimi elde edilmiútir. 300 mg/L ve 400 mg/L FeSO4 dozlarÕnda renk
giderim hÕzÕ yavaúlamÕútÕr. 300 mg/L ve 400 mg/L FeSO4 dozunda renk giderim verimi
hem 525 nm’de hem de 620 nm’de % 98 oranÕndadÕr. 300 mg/L FeSO4 dozunda renk
giderimi 436 nm için % 95 iken, 400 mg/L FeSO4 dozu için % 96’ya çÕkmÕútÕr. Bu
sonuçlara göre renk giderimi için en uygun FeSO4 konsantrasyonu 200 mg/L olarak
belirlenmiútir.
KOø giderimleri 100 mg/L FeSO4 dozunda % 48 ve 150 mg/L FeSO4 dozunda ise % 62
oranÕnda gerçekleúmiútir. 200 mg/L FeSO4 dozunda, KOø de÷eri 572 mg/L’den 164
mg/L’ye hÕzla düúerek % 71 oranÕnda yüksek giderim verimi elde edilmiútir. 300 mg/L
FeSO4 dozunda KOø de÷eri 163 mg/L’ye düúerek, giderim verimi % 72 olarak
gerçekleúmiútir. 400 mg/L FeSO4 dozunda KOø de÷eri 158 mg/L’ye inerek yine % 72
oranÕnda KOø giderim verimi sa÷lanmÕútÕr. Hem renk hem de KOø gideriminde hÕzlÕ
düúüúün görüldü÷ü 200 mg/L FeSO4 konsantrasyonu optimum de÷er olarak
belirlenmiútir. Belirlenen bu dozda % 71 KOø giderim verimi ve % 94 renk giderim
verimi elde edilmiútir. Literatürde Fenton prosesi sÕrasÕnda oluúan Fe+2 iyonlarÕnÕn
koagülasyon yardÕmÕ ile KOø giderimini sa÷ladÕ÷Õ belirtilmektedir [6, 47, 53, 58].
Uygun H2O2 miktarÕnÕn belirlenmesi için, 35°C’de 200 mg/L FeSO4 ve pH = 4 de÷erleri
sabit tutulup 100 mg/L ve 300 mg/L arasÕnda 5 farklÕ H2O2 dozu ile çalÕúÕlmÕútÕr. 100
mg/L H2O2 dozunda 525 nm (3,1 m-1) ve 620 nm (1,6 m-1) için sÕnÕr de÷erlerin altÕna
inilirken, 436 nm’de (9,4 m-1) sÕnÕr de÷er olan 7 m-1 sa÷lanamamÕútÕr. 150 mg/L H2O2
dozunda da 525 nm (2,2 m-1) ve 620 nm (1,0 m-1) için sÕnÕr de÷erlerin altÕna inilirken,
436 nm’de (8,0 m-1) sÕnÕr de÷erin üstünde kalÕnmÕútÕr. 200 mg/L H2O2 dozunda 436
nm’de % 94, 525 nm’de % 97 ve 620 nm’de % 98 oranÕnda renk giderim verimi elde
edilmiútir. 436 nm’de 5,1 m-1, 525 nm’de 1,1 m-1 ve 620 nm’de 0,6 m-1olarak
62
gerçekleúerek, EN ISO 7887’ye göre RES parametresi için belirlenen sÕnÕr de÷erlerin
altÕnda kalmÕútÕr. 250 mg/L ve 300 mg/L H2O2 dozuna çÕkÕldÕ÷Õnda renk giderim
veriminde büyük bir de÷iúim olmamaktadÕr. AynÕ H2O2 dozajÕ için KOø’nin ani olarak
düútü÷ü ve % 71 (KOø de÷eri 164 mg/L) KOø giderme verimi elde edildi÷i
görülmektedir. En yüksek KOø giderimi 300 mg/L H2O2 dozunda 156 mg/L de÷erine
inilerek % 72 verimle gerçekleúmiútir. 200 mg/L H2O2 dozundan sonra, artan H2O2
miktarlarÕna göre elde edilen giderim verimlerine bakÕldÕ÷Õnda de÷iúimin az oldu÷u
görülmektedir. 200 mg/L H2O2 miktarÕnda RES sÕnÕr de÷erlerinin altÕna düúülmüú ve
KOø gideriminde de 164 mg/L (KOø giderim verimi % 71) de÷eri elde edilmiútir.
ArÕtma sonuçlarÕna bakÕlarak 200 mg/L H2O2 dozu optimum olarak belirlenmiútir.
Renk giderimi H2O2 dozajÕndan do÷rudan etkilenmektedir.
YukarÕdaki sonuçlara baktÕ÷ÕmÕzda ilaç atÕksularÕna Fenton prosesi uygulandÕ÷Õnda
FeSO4 ve H2O2’in düúük konsantrasyonlarÕnda istenen renk giderimine eriúilemedi÷i
görülmektedir. Renk parametresinin yanÕnda KOø de÷eri de eú zamanlÕ olarak arÕtÕlmak
istendi÷inde hem H2O2’in
hem de FeSO4’Õn daha yüksek dozlarÕna ihtiyaç
duyulmaktadÕr. Elde edilen veriler, sÕnÕr de÷erler civarÕndaki renk gideriminin 200 mg/L
FeSO4 ve 200 mg/L H2O2 dozajlarÕnda gerçekleúebilece÷ini göstermiútir. Bu sonuç,
literatür verileriyle de uyum sa÷lamaktadÕr [41, 58].
Uygun karÕútÕrma süresinin belirlenmesi için 35°C sÕcaklÕkta, pH = 4’de, 200 mg/L
FeSO4 ve 200 mg/L H2O2 dozajÕnda 10, 20, 30 ve 40 dakikalÕk süreler denenmiútir. 10
dakika karÕútÕrma süresinde 436 nm’de 9,5 m-1, 525 nm’de 3,6 m-1 ve 620 nm’de 2,2 m-1
de÷erlerine inildi÷i görülmüútür. 20 dakika karÕútÕrma süresinde 436 nm’de 8,6 m-1, 525
nm’de 2,4 m-1 ve 620 nm’de 1,2 m-1 de÷erleri elde edilmiútir. Her iki karÕútÕrma
süresinde 436 nm için RES de÷erine eriúilememiútir. 30 dakika karÕútÕrma süresinde 436
nm için (5,1 m-1) % 94, 525 nm için (1,1 m-1) % 97 ve 620 nm için (0,6 m-1) % 98 renk
giderim verimi saptanmÕútÕr. 30 dakikadan sonra karÕútÕrmaya devam edildi÷inde, renk
giderim veriminde önemli bir de÷iúiklik gözlenememiútir. 40 dakika karÕútÕrma
süresinde 436 nm için (4,7 m-1) % 95, 525 nm için (0,9 m-1) % 97 ve 620 nm için (0,6
m-1) % 98 renk giderim verimi sa÷lanmÕútÕr. Renk gideriminde tüm RES
parametrelerinin sa÷landÕ÷Õ 30 dakikalÕk karÕútÕrma süresinde KOø giderimi % 71
verimle gerçekleúmiútir. 40 dakikalÕk karÕútÕrma süresinde % 72 oranÕnda KOø giderim
63
verimi sa÷lanmÕútÕr. 30 dakika ile 40 dakika arasÕnda önemli bir fark görülmedi÷inden,
optimum karÕútÕrma süresi olarak 30 dakika belirlenmiútir.
Önceki adÕmlarda optimize edilen de÷erler sa÷landÕktan sonra, 30 dakikalÕk karÕútÕrma
iúleminin ardÕndan 0, 30, 60, 90 ve 120 dakika çökme için beklenmiútir. Çökme için
uygulanan tüm sürelerde 525 nm ve 620 nm için RES de÷erleri sa÷lanmÕútÕr.
KarÕútÕrmanÕn ardÕndan çökme için beklenmeden renk de÷eri ölçüldü÷ünde 436 nm’de
12,5 m-1, 525 nm’de 3,5 m-1 ve 620 nm’de 1,5 m-1 elde edilmiútir. 30 dakika çökme
süresinde 436 nm’de 7,7 m-1, 525 nm’de 1,8 m-1 ve 620 nm’de 0,9 m-1 de÷erlerine
inildi÷i görülmüútür. 60 dakikanÕn altÕndaki çökme sürelerinde 436 nm’de RES
de÷erlerine eriúilemezken, 60 dakika ve üzerindeki çökme sürelerinde RES sÕnÕr de÷eri
sa÷lanmÕútÕr. Çökme süresi olarak 60 dakika beklendi÷inde 436 nm için (5,1 m-1) % 94,
525 nm için (1,1 m-1) % 97 ve 620 nm için (0,5 m-1) % 98 oranÕnda verim alÕnmÕútÕr.
KOø giderim verimi % 71 olarak gerçekleúmiútir. 90 dakika çökme süresinde 436 nm
için (4,6 m-1) % 94, 525 nm için (1,1 m-1) % 97 ve 620 nm için (0,5 m-1) % 98 renk
giderim verimi, KOø gideriminde de
149 mg/L de÷eriyle % 74 oranÕnda verim
sa÷lanmÕútÕr. 120 dakika çökme süresinde 436 nm için (4,4 m-1) % 95, 525 nm için (1,1
m-1) % 97 ve 620 nm için (0,5 m-1) % 98 renk giderim verimi elde edilirken, KOø
gideriminde de 148 mg/L’ye inilerek % 74 verim sa÷lanmÕútÕr. 90 dakikadan daha uzun
çökme sürelerinde renk ve KOø gideriminde belirgin bir de÷iúim görülmemiútir. Bu
nedenle, 90 dakika optimum çökme süresi olarak belirlenmiútir. Bu sonuç literatür
verileriylede [6, 41, 53, 58] uyum göstermektedir.
En uygun sÕcaklÕ÷Õn belirlenmesi için 20°C, 30°C, 35°C, 40°C ve 50°C olmak üzere 5
farklÕ sÕcaklÕkta yapÕlan çalÕúmalarda 525 nm ve 620 nm için RES parametresi sÕnÕr
de÷erleri sa÷lanmÕútÕr. 20°C sÕcaklÕkta renk giderimi 436 nm için (7,5 m-1) hedef de÷ere
ulaúmamÕútÕr. SÕcaklÕk 30°C’ye çÕkartÕldÕ÷Õnda 436 nm için (6,2 m-1) % 93, 525 nm için
(1,6 m-1) % 96 ve 620 nm için (0,7 m-1) % 98 renk giderim verimi elde edilmiútir. 35°C
sÕcaklÕkta 436 nm için (4,6 m-1) % 95, 525 nm için (1,1 m-1) % 97 ve 620 nm için (0,5
m-1) % 98 oranÕnda renk giderim verimi alÕnmÕútÕr. SÕcaklÕk 40°C’ye çÕkartÕldÕ÷Õnda 436
nm’de renk giderim verimi 4,5 m-1, 50°C’ye çÕkartÕldÕ÷Õnda 4,2 m-1 de÷eriyle % 95
verimde sabitlenmektedir. Hem 40°C hem de 50°C sÕcaklÕkta 525 nm’de (1,1 m-1) ve
620 nm’de (0,4 m-1)
aynÕ de÷erler elde edilmiútir. KOø giderim verimlerine
64
bakÕldÕ÷Õnda % 74 (giderim de÷eri 149 mg/L) ile ani artÕúÕn görüldü÷ü sÕcaklÕk
35°C’dir. 35°C’de ve üzerindeki sÕcaklÕklarda KOø giderimi % 74 oranÕnda sabitlenerek
büyük bir de÷iúim göstermemektedir. Bu nedenle yeterli renk ve KOø gideriminin
sa÷landÕ÷Õ optimum sÕcaklÕk olarak 35°C belirlenmiútir.
Fenton prosesinin uygulandÕ÷Õ bu çalÕúmada elde edilen sonuçlar, ilaç atÕksularÕnÕn renk
ve KOø gideriminde etkin olarak kullanÕlabilece÷ini göstermektedir. Biyolojik ve
kimyasal arÕtmadan sonra Fenton prosesi uygulanan ilaç atÕksuyu, KOø parametresi
açÕsÕndan øSKø kanala deúarj kriterlerini (572 mg/L 800 mg/L) sa÷lamaktaydÕ.
Deneysel çalÕúmalarda KOø de÷eri 572 mg/L’den 149 mg/L’ye düúürülmüútür. Fenton
prosesi uygulamasÕndan sonra KOø de÷eri Su Kirlili÷i Kontrol Yönetmeli÷i deúarj
standartlarÕnÕ da sa÷lamaktadÕr. Her iki yönetmelikte renk parametresi bulunmadÕ÷Õnda
ülkemiz için sÕnÕrlayÕcÕ bir parametre de÷ildir. Deneysel çalÕúmalarda renk için alÕnan
sonuçlar Avrupa ülkelerindeki renk parametresi limitlerini sa÷layacak de÷erlere
ulaúÕldÕ÷ÕnÕ göstermektedir.
Elde edilen sonuçlar, Fenton prosesinin biyolojik parçanabilirli÷i oldukça düúük olan
ilaç endüstrisi atÕksularÕnÕn ileri arÕtÕmÕnda baúarÕyla kullanabilece÷ini açÕkça
göstermektedir.
65
6. KAYNAKLAR
1. USEPA, 1982, Development document for effluent limitations guidelines and
standards for pharmaceutical, Point Source Category, 440/1-82/084,
Washington D.C.
2. AKGÜN, G., 2001, ølaç endüstrisi formülasyon altkategorisi için kaynak
bazÕnda atÕksu karakterizasyonu ve arÕtÕlabilirli÷i, Yüksek Lisans tezi, ø.T.Ü.
Fen Bilimleri Enstitüsü.
3. SAMUK, B., 2002, ølaç endüstrisi formülasyon ve antibiyotik atÕksularÕnÕn
biyolojik arÕtÕlabilirli÷inin artÕrÕlmasÕ, Yüksek Lisans tezi, ø.T.Ü. Fen Bilimleri
Enstitüsü.
4. KIRDAR, E., 1995, Tekstil atÕksularÕndan renk giderimi, Yüksek Lisans tezi,
ø.T.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü.
5. ÖLMEZ, T., 1999, Tekstil endüstrisinde reaktif banyolarda ozon ile renk
giderimi, Yüksek Lisans tezi, ø.T.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü.
6. GÖNDER, Z.B., 2004, Fenton prosesi ve iyon de÷iúimi kombinasyonu ile renkli
atÕksularÕn arÕtÕmÕ, Yüksek Lisans tezi, ø. Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü.
7. ARSLAN, ø., 2000, Treatment of reactive dye-bath effluents by heterogeneous
and homogeneous advanced oxidation process, Thesis (phD), Bo÷aziçi
University.
8. HASAN, D. A., 2001, Advanced oxidation of reactive dyes in the presence of
granular activated carbon, Master of science, Bo÷aziçi University.
9. ÖZDEMøR, Ö.,1999, Tekstil endüstrisi atÕksularÕnÕn arÕtÕlmasÕnda arÕtma
maliyetinin birim üretim maliyetine etkisinin araútÕrÕlmasÕ, Yüksek Lisans tezi,
ø.T.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü.
10. ERSOY, D., 1995, Aktif karbon adsorpsiyonu ile ka÷Õt endüstrisi atÕksuyundan
renk ve KOø giderimi, Yüksek Lisans tezi, ø.T.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü.
11. ALVE S., A.M.B., PINHO, M.N., 2002, Ultrafiltration of color removal of
tannery dyeing wastewater, Desalination, 130, 147-154.
66
12. MUTLU, S.H.,YETIS, U., GURKAN, T., YILMAZ, L., 2002, Decolorization of
wastewater of baker’s yeast plant by membrane processes, Water research, 36,
609-616.
13. OUKILI, O., CHAOUCH. M., RAFIQ, M., HADJI, M., HAMDI, M.,
BENLEMLIH, M., 2001, Bleaching of olive mill wastewater by clay in the
presence of hydrogen peroxide, Ann. Chim. Sci. Mat., 26 (2), 45-53.
14. APHA, AWWA, WEF, 1995, Standart methods for the examination of water
and wastewater, part 2120, 2.1-2.7, 0-87553-223-3.
15. SAMSUNLU, A., 1999, Çevre Mühendisli÷i KimyasÕ, SAM-Çevre Teknolojileri
Merkezi YayÕnlarÕ, østanbul, 975-94764-1-X.
16. BARLAS, H., 1999, Endüstriyel atÕksular için renk parametresi önerisi, Türkiye’
de Çevre Kirlenmesi Öncelikleri Sempozyumu III, 14-15 Ekim 1999 Tübitak
Gebze YTE., 576-585.
17. SEVøMLø, M. F., 2000, Tekstil endüstrisi atÕksularÕndan ozonlama ile renk
giderimi ve ozonlamanÕn biyolojik arÕtÕlabilirli÷e etkisi, Doktora tezi, ø.T.Ü. Fen
Bilimleri Enstitüsü.
18. LIU, S., LIANG, T., 2004, Return sludge employed in enhancement of color
removal in the integrally industrial watewater treatment plant, Water research,
38, 103-110.
19. ROBINSON, T., McMULLAN, G., MARCHANT, R. ve NIGAM, P., 2001,
Remediation of dyes in the textile effluent: a critical rewiew on current treatment
technologies with a proposed alternative, Bioresource technology, 77, 247-255.
20. KOPRIVANIÇ, N., BOSANAC, G., GRABARIC, Z., ve PAPIC, S., 1993,
Treatment of wastewaters from dye industry, Environ. Technol., 14, 385-390.
21. RABOSKY, J., 1993, Water and wastewater survey for the Brazilian Merck,
Sharp and Dohme chemical and pharmaceutical plant, Purdue University, 259269.
22. ALATON, ø. A., DOöRUEL, S., 2004, Pre-treatment of penicillin formulation
effluent by advanced oxidation processes, Journal of hazardous materials, 112
(1-2), 105-113.
23. KOCAER, F.O., ALKAN, U., 2002, Boyarmadde içeren tekstil atÕksularÕnÕn
arÕtÕm alternatifleri, Uluda÷ Üniversitesi Mühendislik-MimarlÕk Fakültesi
Dergisi, 7 (1), 47-55.
24. BÜYÜKMURAT, S., 1991, Tekstil endüstrisi atÕksularÕnÕn arÕtÕlabilirli÷i,
Yüksek Lisans tezi, ø.T.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü.
67
25. BARLAS, H., 2002, “SularÕn ArÕtÕmÕnda øleri Teknolojiler II” ders notlarÕ, ø.Ü.
Mühendislik Fakültesi Çevre Mühendisli÷i Bölümü, AvcÕlar, østanbul.
26. SEVøMLø, M.F., ALP, K., ÖVEZ, S., 2000, Tekstil boyarmaddelerinin ozonla
oksidasyonu, ø.T.Ü. 7. Endüstriyel Kirlenme Kontrolü Sempozyumu, 20-22 Eylül
2000 østanbul, Bildiriler kitabÕ, 43-50.
27. SNIDER, E.H. ve PORTER, J.J., 1974, Ozone treatment of dye wastewater, J.
Wat. Poll. Cont. Fed., 46 (5), 886-894.
28. CARREIRE, J., JONES, J.P. ve BROADBENT, A.D., 1992, Decolorization of
textile dye solutions, Ozone science&engineering, 15, 189-200.
29. GREGOR, K.H., 1992, Oxidative decolorization of textile wastewater with
advanced oxidation process, Proceeding of the Second International Symposium
Chemical Oxidation, 2, 161-186.
30. SLOKAR, Y.M. ve MARECHAL, A.M., 1998, Methods of decoloration of
textile wastewaters, Dyes and pigments, 37, (4), 335-356.
31. VLYSSIDES, A.G., PAPAIOANNOU, D., LOIZIDOY, M., KARLIS, P.K.,
ZORPAS, A.A., 2000, Testing an electrochemical methods for treatment of
textile dye wastewater, Waste management, 20, 569-574.
32. DEAN. C., SARIOöLU, M., 1998, Tekstil atÕksularÕndan renk giderimi için
yukarÕ akÕúlÕ çamur reaktörünün kullanÕlmasÕ örne÷i, ø.T.Ü. 6. Endüstriyel
Kirlenme Kontrolü Sempozyumu, 3-5 Haziran 1998 østanbul, 37-42.
33. KAPDAN, ø.K. ve KARGI, F., 2000, Tekstil boyarmaddeleri içeren atÕksularÕn
aktif çamur ünitesinde adsorpsiyonlu biyolojik arÕtÕmÕ, I. Ulusal Çevre Kirlili÷i
Kontrolü Sempozyumu, 4-6 Ekim 2000 Ankara, 71-80.
34. SPETCH, O., WURDACK, I. ve WABNER, D., 1996, Fenton’s reagent in der
abwasserreinigung, Entsorga-Magazin Entsorgungswirtschaft, Technische
Universitäet München 11/96.
35. BISHOP, D.F., 1968, Hydrogen peroxide catalytic oxidation of refractory
organics in municipal wastewaters, Ind. Eng. Chem., Process Design &
Development, 7, 1110-1170.
36. FLAHERTY, JR. Ve HUANG, C.P., 1993, Batch and continous flow
applications of fenton’s reagent and fenton-like chemistry for the treatment of
refractory textile watewaters, Proceeding of the Second International
Symposium Chemical Oxidation, 3, 112-114.
37. KUO, W.G., 1992, Decolorizing dye wastewater with Fenton’s reagent, Water
research, 26, 881-886.
68
38. TANG, W.Z., HUANG, P., 1997, Stochiometry of Fenton’s reagent in the
oxidation of chlorinated aliphatic organic pollutants, Environ. Techno., 18, 1323.
39. KÜLÜNK, A., 2000, Tekstil endüstrisinde asit boyarmaddelerden kaynaklanan
rengin Fenton prosesi ile giderilmesi, Yüksek Lisans tezi, ø.T.Ü. Fen Bilimleri
Enstitüsü.
40. WALLING, C., ve KATO, S., 1971, The oxidation of alcohols by Fenton’s
reagent: The effect of copper ion, J. Am. Chem. Soc., 93, 4275-4281.
41. TUNCER, N., AYDIN,A.F., ALTINBAù, M., KINACI, C., 2003, Biyolojik
olarak arÕtÕlmÕú Afyon alkoloidleri endüstrisi atÕksularÕndan Fenton prosesi ile
inert KOø ve renk giderimi, 2. Ulusal Çevre Kirlili÷i Kontrolü Sempozyumu, 2224 Ekim 2003 Ankara, 276-282.
42. TEKøN, H., BøLKAY, O., ATABERK, S.S., BALTA, T.H., CERøBAùI, I.H.,
SANøN, F.D., DøLEK, F.B., YETøù, U., 2006, Use of fenton oxidation to
improve the biodegradability of a pharmaceutical wastewater, Journal of
hazardous materials, BaskÕda.
43. BADAWY, M.I., ALø M.E.M., 2006, Fenton’s peroxidation and coagulation
process for the tratment of combined industrial and domestic wastewater,
Journal of hazardous materials, BaskÕda.
44. EL-GOHARY, F.A., ABOU-ELELA, S.I., ALY, H.I., 1995, Evalution of
biological technologies for wastewater in the Pharmaceutical Industry, Water
science and technology, 32(11), 13-20.
45. MARTINEZ, N.S.S., FERNANDEZ, J.F., SEGURA, X.F., FERRER, A.S.,
2003, Pre-oxidation of an extremely polluted industrial wastewater by the
Fenton’s reagent, Journal of hazardous materials, 101 (3), 315-322.
46. LIN, S.H., LO, C.C., 1997, Fenton process for treatment of desizing wastewater,
Water research, 31 (8), 2050-2056.
47. KANG, S., LIAO, C., CHEN, M., 2002, Pre-oxidation and coagulation of textile
wastewater by the Fenton process, Chemosphere, 46, 923-928.
48. LAU I.W.C., Wang, P. Ve FANG, H.H.P., 2001, Organic removal of
anaerobically treated leachate by fenton coagulation, Journal of environmental
engineering, 666-689.
49. LIN, S.H., CHEN, M.L., 1997, Purification of textile wastewater effluents by a
combined Fenton process and ion exchange, Desalination, 109, 121-130.
69
50. LIN, S.H., CHAN, H.Y., LEU, H.G., 2000, Treatment of wastewater effluent
from an industrial park for agricultural irrigation, Desalination, 128, 257-267.
51. KLASSEN, V.N., MARCHINGTON, D. ve McGOWAN, H.C.E., 1994, H2O2
determination by the I3- method and by KMnO4 titration, Anal. Chem., 66, 29212925.
52. TALINLI, ø. ve ANDERSON, G.K., 1992, Interference of hydrogen peroxide on
the standart COD test, Water research, 26 (1), 107-110.
53. ACARBABACAN, ù., 2002, Reaktif boyarmaddeleri içeren atÕksularÕn Fenton
prosesi ile renk giderimi, Yüksek Lisans tezi, ø.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü.
54. KANG, S. ve Chang, H., 1997, Coagulation of textile secondary effluents with
Fenton’s reagent, Water science and technology, 36 (12), 215-222.
55. TANG, W.Z., HUANG, C.P., 1996, An oxidation kinetic model of unsaturated
chlorinated aliphatic compounds by Fenton’s reagent, J. Environ. Sci. Health., A
31, 2755-2775.
56. TANG, W.Z., HUANG, C.P., 1996, Effect of chlorine content of chlorinated
phenols on their oxidation kinetics by Fenton’s reagent, Chemosphere, 33, 16211635.
57. KOCHANY, A., LUGOWSKI, 1998, Aplication of Fenton’s reagent and
activated carbon for removal of nitrification inhibitors, Environ. Technol., 19,
425-429.
58. AYDIN, A.F., 2002, Afyon alkoloidleri endüstrisi atÕksularÕnÕn biyolojik
prosesler ve fenton oksidasyonu ile ileri arÕtÕmÕ, Doktora tezi, ø.T.Ü. Fen
Bilimleri Enstitüsü.
59. PALA, A., 1998, Tekstil atÕksularÕnÕn istatistiksel karakterizasyonu ve kaynakta
renk giderim çalÕúmalarÕ, ø.T.Ü. 6. Endüstriyel Kirlenme Kontrolü Sempozyumu,
3-5 Haziran 1998 østanbul, 15-27.
60. KANG, Y.W., HWANG, K.Y., 2000, Effect of reaction conditions on the
oxidation efficiency in the Fenton process, Water research, 34(10), 2786-2790.
61. Su Kirlili÷i Kontrolü Yönetmeli÷i, www.cevreorman.gov.tr/yasa/y/25687.doc,
[Ziyaret tarihi: 01.05.2006]
70
62. øSKø
AtÕksu
toplama
havzalarÕna
uygulanacak
http://www.iski.gov.tr/, [Ziyaret tarihi: 01.05.2006]
deúarj
limitleri,
71
ÖZGEÇMøù
1975 yÕlÕnda østanbul’da do÷du. 1992 yÕlÕnda istanbul Pertevniyal Lisesi’nden mezun
oldu. AynÕ yÕl østanbul Üniversitesi Çevre Mühendisli÷i Bölümü’nde lisans e÷itimine
baúladÕ. 1996 yÕlÕnda mezun oldu. østanbul Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Çevre
Mühendisli÷i Anabilim DalÕ’nda Yüksek Lisans programÕna baúladÕ. Halen aynÕ
bölümde devam etmektedir. AynÕ zamanda iletiúim sektöründe çalÕúmaktadÕr.

istanbul üniversitesi fen bilimleri enstitüsü yüksek lisans tezi

Transkript

Benzer belgeler

PDF

Yazdır

Futranç Logo Tanıtımı

ercıyes ünġversġtesġ güzel sanatlar fakültesġ resġm bölümü