Başta denim yıkama suları olmak üzere tekstil yıkama sonucu oluşan atıksuların sıfır atık/temiz üretim yaklaşımı ile geri kazanımı için taşınabilir bir proses tasarımı ve prototip geliştirilmesi

Abstract

Bu tez çalışması kapsamında laboratuvar ortamında sentetik olarak hazırlanan indigomavisi sulu çözeltisinin Sn/Sb/Ni-Ti anot ve Pt-Ti katot kullanılarak elektrooksidasyonunyöntemiyle renk ve KOİ giderimi araştırılmıştır. Çalışmanın ilk aşamasında NaCl, KCl,Na₂SO₄ ve K₂SO₄ tuzları ile çalışılarak uygun destek elektrolit türü araştırılmıştır.Çalışmalara en uygun destek elektrolit türü olarak NaCl ile devam edilmiştir.Elektrooksidasyon da etkin olan pH, akım yoğunluğu, destek elektrolit konsantrasyonuve zaman parametreleri Merkezi Kompozit Tasarım (MKT) yoluyla tasarlamak için YanıtYüzeyi Yöntemi (YYY) kullanılmıştır. Tasarım, 4 faktör ve bunların 3 farklı seviyeleriile 7 merkez deneyi içermektedir. Renk ve KOİ giderimi için YYY neticesinde önerilenquadratik modelin F değeri renk giderimi için 22,71 ve KOİ giderimi için 29,59 olarakölçülmüştür. Korelasyon katsayısı değeri (R²) ise renk ve KOİ giderimi için sırasıyla% 95,21 ve % 96,28 olarak elde edilmiştir. Yüksek R² değeri, deney aralığında hesaplananve gözlemlenen sonuçlar arasında iyi bir uyum olduğunu göstermektedir YYY sonucundaoptimum koşullar pH: 11, akım yoğunluğu: 51,01 mA/cm², destek elektrolitkonsantrasyonu: 1565,66 mg/l ve süre: 120 dakika olarak bulunmuştur. Optimum şartlaraltındaki gerçekleştirilen kontrol deneyinde renk ve KOİ giderimi sırasıyla % 98,93 ve% 97,43, ayrıca enerji tüketimi 17,49 kWh/kg KOİ olarak bulunmuştur. Çalışmanın sonaşamasında bir prototip dizayn edilmiştir. Silindirik şeklindeki polietilen (PE) tankiçerisinde yerleştirilen teflon şase içerisindeki 3 anot ve 4 katot ile pilot ölçekteelektrooksidasyon yöntemiyle deneme çalışmaları yapılmıştır. YYY sonucunda bulunanoptimum koşullarda gerçekleştirilen çalışma neticesinde renk ve KOİ giderimi içinsonuçlar sırasıyla, % 95,26 ve % 92,16 bulunmuştur. Çalışmanın bulgularına göre,elektrooksidasyon yöntemiyle başta denim yıkama suları olmak üzere tekstil yıkamasonucu oluşan atıksuların arıtılması için umut verici olduğu düşünülmektedir.In this thesis, color and COD removal of a synthetically prepared indigo blue aqueoussolution was investigated by electrooxidation using Sn/Sb/Ni-Ti anode and Pt-Ti cathode.In the first stage of the study, NaCl, KCl, Na₂SO₄ and K₂SO₄ salts were used to investigatethe appropriate support electrolyte type. The studies continued with NaCl as the mostsuitable support electrolyte type. Response Surface Methodology (RSM) was used todesign the pH, current density, support electrolyte concentration and time parameters thatare effective in electrooxidation through Central Composite Design (CCD). The designincluded 7 central experiments with 4 factors and their 3 different levels. The F value ofthe quadratic model proposed as a result of RSM for color and COD removal was 22.71for color removal and 29.59 for COD removal. The correlation coefficient value (R²) was95.21% and 96.28% for color and COD removal, respectively. The high R² valueindicates that there is a good agreement between the calculated and observed results inthe experimental range: 11, current density: 51.01 mA/cm², support electrolyteconcentration: 1565.66 mg/l and duration: 120 minutes. In the control experimentperformed under optimum conditions, color and COD removal was 98.93% and 97.43%,respectively, and energy consumption was 17.49 kWh/kg COD. In the last stage of thestudy, a prototype was designed. Pilot scale electrooxidation experiments were carriedout with 3 anodes and 4 cathodes in Teflon chassis placed in a cylindrical polyethylene(PE) tank. As a result of the study carried out under the optimum conditions found as aresult of RSM, the results for color and COD removal were 95.26% and 92.16%,respectively. According to the findings of the study, it is thought that the electrooxidationmethod is promising for the treatment of textile washing wastewaters, especially denimwashing waters.