Treatment of paper industry wastewater by electrooxidation

Balıkesir Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Yapılan çalışmalarda kağıt endüstrisi atıksularının farklı deney şartlarında kesikli sistemde elektrokimyasal arıtma yöntemlerinden olan elektrooksidasyon yöntemi ile arıtımı incelenmiştir. Kağıt endüstrisinden temin edilen atıksuların arıtılması için yapılan çalışmalarda kullanılan 2000 mL hacimli ceketli cam reaktör içerisine 5 mm aralıklarla yerleştirilmiş, 70 mm x 100 mm boyutlarında 4 anot ve 4 katot olmak üzere toplam 8 adet elek tipi plakalar yerleştirilmiştir ve deneyler için 1200 mL atıksu kullanılmıştır. Elektrooksidasyon deneylerinde anot malzemesi olarak kaplanmış elek tipi Ti/IrO2/RuO2 ile Ti-Pt elektrotlar ve katot malzemesi olarak kaplanmamış elek tipi Ti elektrot kullanılmıştır. Tüm plakaların yaklaşık ıslak yüzey alanı 2464 cm2 ve aktif anodik ıslak yüzey alanı 1078 cm2 olarak hesaplanmıştır. Yapılan denemelerde, KOİ (Kimyasal Oksijen İhtiyacı), renk, bulanıklık ve AKM (Askıda Katı Madde) gibi kirletici parametrelerinin giderim oranlarına; destek elektrolitsiz ile NaNO3 (Sodyum Nitrat), Na2SO4 (Sodyum Sülfat), NaCl (Sodyum Klorür) ve KCl (Potasyum Klorür) gibi destek elektrolit türleri ve konsantrasyonları, atıksu başlangıç pH değeri ve akım yoğunluğu parametrelerinin etkisi incelenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre her iki anot türü (Ti/IrO2/RuO2 ve Ti-Pt) için de;400 devir/dakika karıştırma hızında en etkili pH değeri olarak atıksu doğal pH (~7,5)değeri, 18,55 mA/cm2 en etkin akım yoğunluğu, 0,50 M NaCl en etkili destek elektrolit türü ve konsantrasyonu olarak belirlenmiştir. Optimum koşullardaki Ti/IrO2/RuO2 anot için %73,20 KOİ, %95,33 AKM, %95,41 renk ve %97,50 bulanıklık; Ti-Pt anot için %52,96 KOİ, %96,92 AKM, %96,12 renk ve %95,38 bulanıklık giderim verimleri elde edilmiştir. Ti/IrO2/RuO2 anot için enerji tüketim değeri 154,08 kW-saat/kg KOİ (565,5 kW-saat/m3) olarak hesaplanırken Ti/Pt anot için 312,05 kW-saat/kg KOİ (697,5 kW-saat/m3) olarak elde edilmiştir.
In the studies, the treatment of paper industry wastewater by the electrooxidation method, which is one of the electrochemical treatment methods in the batch system under different experimental conditions, was investigated. A total of 8 sieve type plates, 4 anodes and 4 cathodes of 70 mm x 100 mm dimensions, were placed in the jacketed glass reactor with a volume of 2000 mL used in studies for the treatment of wastewater from the paper industry, at 5 mm intervals, and 1200 mL of wastewater was used for the experiments. In the electrooxidation experiments, coated sieve type Ti/IrO2/RuO2 and Ti-Pt electrodes were used as the anode material and uncoated sieve type Ti electrodes were used as the cathode material. The approximate wet surface area of all plates is 2464 cm2 and active anodic wet surface area is calculated as 1078 cm2. In the experiments, the removal rates of pollutant parameters such as COD (Chemical Oxygen Demand), color, turbidity and SS (Suspended Solids); The effects of supporting electrolyte types and concentrations, wastewater initial pH value and current density parameters such as NaNO3 (Sodium Nitrate), Na2SO4 (Sodium Sulphate), NaCl (Sodium Chloride) and KCl (Potassium Chloride) with no support electrolyte were investigated. According to the results obtained, for both anode types (Ti/IrO2/RuO2 and Ti-Pt); wastewater natural pH (~7.5) was the most effective pH value at 400 rpm mixing speed, 18.55 mA/cm2 was the most effective current density, 0.50 M NaCl was the most effective supporting electrolyte type and concentration. For Ti/IrO2/RuO2 anode at optimum conditions, 73.20% COD, 95.33% SS, 95.41% color and 97.50% turbidity; for Ti-Pt anode, 52.96% COD, 96.92% SS, 96.12% color and 95.38% turbidity removal efficiencies were obtained. While the energy consumption value for the Ti/IrO2/RuO2 anode was calculated as 154.08 kW-hour/kg COD (565.5 kW hour/m3), it was obtained as 312.05 kW-hour/kg COD (697.5 kW-hour/m3) for the Ti/Pt anode.