SONUÇLAR VE ÖNERĐLER - Kok fabrikası atık sularının ileri oksidasyon yöntemleri ile arıtılması

Kok endüstrisi atıksuyunun karakteri kok kömürünün doğal neminden ve

kullanılan kimyasal maddelerden ileri gelmektedir.

Yürütülen karekterizasyon çalışmaları, bu endüstri için KOĐ, Fenol başta yapılan

karakterizasyon çalışmaları, bu endüstrisi için KOĐ, Fenol ve CN temel kirletici

parametreler olduğunu ve az miktarda ağır metal, klorür ve diğer safsızlıkları içerdiğini

göstermiştir. Kok endüstrisi atıksularının arıtımı ile ilgili kabul görmüş istenilen deşarj

standardının

sağlandığı

ekonomik

çözümlerin

üretildiği

akım

semalarının

geliştirilemediği, ancak buna rağmen biyolojik ve kimyasal arıtım yöntemleriyle arıtım

belli ölçüde sağlandığı görülmüştür. Fenton prosesinin farklı endüstrilerde başarıyla

uygulandığı literatür çalışmalarıyla ortaya konmuştur. Atıksu arıtımında problemler

yaşanan kok endüstrisinin istenilen desarj limitlerinde ulaşılarak çevreye olan olumsuz

etkilerinin minimize edilmesi sağlanmalıdır. Deşarj edilecek su örneklerinin; 4 Eylül

1988 tarih ve 19919 sayılı Su Kirliliği Kontrol Yönetmeliği 'ne Alıcı Ortam Deşarj

Standartlarındaki sınır değerlerinin altında kalmalıdır. Bu değerler Çizelge 5.1’ de,

belirtilmiştir.

Çizelge 5.1. Kömür Hazırlama, Đşleme ve Enerji Üretme Tesisleri (SKKY, Tablo9.2)

PARAMETRE BĐRĐM KOMPOZĐT NUMUNE 2 SAATLĐK KOMPOZĐT NUMUNE 24 SAATLĐK

Kimyasal Oksijen Đhtiyacı (KOĐ) (mg/L) 150 100

Yağ Ve Gres (mg/L) 20 10

Toplam Siyanür (CN) (mg/L) 0.5

Fenol (mg/L) 1.0 0.5

Sıcaklık (ºC) 35 30

pH 6–9 6–9

Ayrıca fenton prosesinin optimizasyonu ile kimyasal madde ve süre

optimizasyonu sağlanacak, bu sayede istenilen arıtma verimi elde edilirken ekonomik

çözümünde ortaya konmalıdır. Numune aldığımız tesis kok fabrikasına ait biyolojik

arıtma çıkışından alınmasına rağmen istenilen deşarj standartlarını sağlamamaktadır.

Fakat elde edilen sonuçlar deşarj limitlerin çok az üzerindedir. Bu çalışma kapsamında,

Karabük ili sınırları içerisinde faaliyet gösteren ve yüksek fırınlarda demiri ergitmek

için kullanılan üretimi yapan bir isletmeye ait olan atıksularda çalışılmıştır. Tesiste şu

anda kok fabrikası atıksularını arıtılmasını sağlamak amacıyla 4 kademeli bir arıtma

tesisi mevcuttur.

Bu çalışmada, fenton prosesinin kok endüstrisi atıksularına uygulanabilirliği ve

fenton prosesi ile arıtım olanağı KOĐ ve fenol giderimi bazında incelenmiştir. Atıksuyun

pH’sı fenton kimyasalları ekledikten kısa süre sonra asidik bölgeye (pH=3,1)

inmektedir. Bu durum, atıksuda herhangibir pH ayarlaması yapma gereksinimini

ortadan kaldırmaktadır.

KOĐ ve Fenol giderim verimleri dikkate alındığında, 300 mg/L Fe

ve 4000 mg/

L H

O

konsantrasyonunda orijinal atıksu pH’ında 60 dakikalık bir süre sonunda elde

edilen optimum oksidasyon şartlarında yaklaşık sırasıyla % 86 ve % 99.5’lik bir verim

elde edilmiştir.

KOĐ ve Fenol için oluşturulan model ise birbirinden bağımsız olarak her bir

parametrenin verilerini tahminde oldukça başarılıdır. Açıklayıcılık katsayısı (r

)

değerleri KOĐ için 0.9995, fenol için 0.9999 olarak bulunmuştur.

Fenton prosesinin mevcut atıksu arıtma tesisinde gerçek ölçekte uygulanabilmesi

halihazırdaki 3. kademe kimyasal arıtma ünitesinin revize edilmesiyle mümkün

gözükmektedir. Kimyasal arıtmada koagülasyon ve flokülasyon havuzlarına FeSO

,

H

O

ilave edilmesi ihtimali bulunmaktadır. Her ne kadar elde edilen verimler ile KOĐ

ve Fenol parametrelerinde deşarj standartları sağlanamasa da sonuçlar deşarj

standartların çok az üzerinde seyretmektedir. Başlangıç sevilerinden deşarj

standartlarına yakın bir seviyeye indirmek de mevcut durumu iyileştirmesi bakımından

başarı olarak nitelendirilebilir. Diğer taraftan fenton prosesi, deşarj limitlerinin altına

indirmek için daha önce kullanılan 4. kademe arıtmanın yükünü de hafifletecek olması

bir avantaj olarak kullanılabilir niteliktedir.

Fenton prosesi uygulamasında Fenton prosesi, uygulanabilirlik açısından

değerlendirildiğinde, prosese esas teşkil eden kimyasal tüketimlerinin ve buna bağlı

olarak işletme maliyetlerinin gerçek ölçekte belirlenmesi gerekmektedir. Diğer

geleneksel fizikokimyasal arıtma yöntemlerine nazaran atıksuyun orijinal pH’sında

fenton prosesinin uygulanabilir olması ekonomik açıdan bir avantaj olarak ön plana

çıkmaktadır. Gerçekçi maliyetlerin ortaya çıkması için oluşan çamurların giderim

maliyetlerininde kıyaslanması gereği ortaya çıkmaktadır. Burada da, tesisin

yerleşkesindeki kok fabrikasının imkanları ön plana çıkmaktadır.

KAYNAKLAR

Acarbacan, S., 2002, Reaktif boyarmaddeleri içeren atıksuların Fenton prosesi ile renk

giderimi, Yüksek lisans tezi, Đ.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü.

Alnaizy R., Akgerman A. (2000): “Advanced Oxidation of Phenolic Compounds”,

Advances in Environmental Research, 4, 233-244.

Aydın, A.F., 2002,“Afyon alkolloidleri endüstrisi atıksularının biyolojik prosesler ve

fenton oksidasyonu ile ileri arıtımı”, Doktora tezi, ĐTÜ, Fen Bilimleri Enstitüsü,

Đstanbul.

Anonim, 2004, Su Kirliligi ve Kontrolü Yönetmeliği, Çevre ve Orman Bakanlığı.

Aydin, A.F., Altinbas, M., Sevimli, M.F., Özturk, I. and Sarikaya, H.Z. 2002. Advanced

Treatment of High Strength Opium Alkaloid Industry Effluents, Water Science &

Technology, 46 (9), 323-330.

Bali, U., Çatalkaya, E., Sengül, F., 2004. Direct Yellow 12 ve Direct Red 28. Tekstil

Boyar Maddelerinin Đleri Oksidasyon Yöntemleri (UV, UV+H

O

, FotoFenton),

Çevre 2004 1. Ulusal Çevre Kongresi, 1315 Ekim, Sivas.

Behnajady, M.A., Modirshahla, N., Ghanbary, F., 2007. A kinetic model for the

decolorization of C.I. Acid Yellow 23 by Fenton process. J. Hazard. Mater., 148 (1

– 2), 98 – 102.

Brillas E., Banos M.A., Garrido J.A. 2003,” Mineralization of Herbicide 3,6-dichloro-2-

Methoxybenzoic Acid in Aqueous Medium By Anodic Oxidation, Electro-Fenton

and Photoelectro-Fenton” Electrochimica Acta 48, 1697-1705.

Buxton, G.V.,Greenstock, C.L., Helman , W.P., Ross, A.B.,(1988).Critical review of

data Constants for reactions of hydrated rewiew of data constants for reactins of

hydrated electrons, hydrogen atam sand hydroxyl radicals in aquueous solutions.

JPhys. Chem.Ref.Data 17, 513-586.

Chamarro E, Marco A, Espluga, S, 2001. Use of fenton reagent to improve organic

chemical biodegradability, Water Research, 35 (4), 1047-1051.

Chou S., Huang Y.-H., Lee S.-N., Huang G-H. Ve Huang C. 1999,”Treatment of High

Strength Hexamine-Containing Wastewater by Electro-Fenton Method”, Wat.

Res. 33(3), 751 – 759.

Çatalkaya, E., Şengül, F.,Bali, U., (2004) : “Fenolün Fotokimyasal Yöntemlerle

Parçalanması Ve Minerilizasyonu ” SSKD cilt 14 sayı 3.sh 31-41 ,2004.

Çokay E. , Şengül F. (2006) :‘‘ Toksik Kirleticilerin Đleri Oksidasyon Prosesleri Đle

Arıtımı’’D.E.Ü. Mühendislik Fakültesi Fen Ve Mühendislik Dergisi Cilt: 8 Sayı:

2 s. 1-9.

Ersoy, M. (2007) TKĐ “Hidrojen Teknolojisi Eğitim Programı 2” 2-3 Haziran 2007

Çankaya Üniversitesi, Ankara.

Esplugas ,S.Yue, P.L. ,Pervez , M.I.,(1994). Degradation of 4-chlorophenol by

photolytic oxidation. Wat.Res., 28-6 , 1323-1328.

Giedroyc, V. ve Mathieson, I.M., 1969, influence of the Physical Quality of Coke on

Blast-Furnace Performance: Conference on Coke in Ironmaking, The Iron and

Steel Institute and the Institute of Fuel, London.

Gürtekin, E., Şekerdağ, N.,(2008): “Bir Đleri Oksidasyon Prosesi: Fenton Proses”

Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Bilimleri Dergisi

cilt 14 sayı 3.sh 229-236 , 2008.

Hengjun Gai , Yanbin Jiang , Yu Qian , Andrzej Kraslawski (2007). Conceptual design

and retrofitting of the coal-gasification wastewater treatment process. Chemical

Engineering Journal 138 (2008) 84–94.

Kang, Y.W.; Hwang, K.Y.; 2000 effect of reaction conditions on the oxsidation

efficiancy in the Fenton process. Water research, 34 (10); 2786- 2790.

Kuo W.G. 1992. Decolorizing Dye Wastewater with Fenton's Reagent, Water Res., 26,

881-886.

Kang ;S. And Chang ;H. 1997. Coagulatıon of textile secondary effluents with Fenton’s

reagent. Water science and technology 36 (12), 215-222.

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.

Legrini .O. ,Oliveros E. And Braun A.M.(1993). Photochemical processes for water

treatment .Chem.Rew. 93, 671- 698.

Li., Z., Wu, M., Jiao, Z., Bao, B. and Lu, S. (2004). Extraction of phenol from

wastewater by N-octanoylpyrrolidine. Journal of Hazardous Materials B114, 111–

114. Maletzky P., Bauer R. (1998): ”The Photo-Fenton Method-Degradation Of Nitrogen

Containing Organic Compounds”, Chemosphere, 37, 5, 899–909.

Martinez, N.SS. ; Fernandez. JF,. Segura XF, Ferrer. AS;, 2003 Prooxsidation of an

expremely polluted industrial wastewater bye the fenton’s reagent. Journal of

hazardous materials, 101(3)-318, 322.

Masten , S.J.Davies,S.H.R., (1994) .The use of ozonation to degrade organic

contaminants in wastewaters.Env. Sci.Technol., 28,180A-185A.

Neyens, E. and Baeyens, J. 2003. A rewiev of classic Fenton’s peroxidation as an

advanced oxidation technique. Journal of Hazardous Materials. B98 33-50.

Peng Lai, Hua-zhang Zhao, Chao Wang, Jin-ren Ni (2007). Advanced treatment of

coking wastewater by coagulation and zero-valent iron processes. Journal of

Hazardous Materials 147 (2007) 232–239.

Pignatello J.J.,1992,”Dark and Photoassisted Fe

Catalyzed Degradation of

Chlorophenoxy Herbicides by Hydrogen Peroxide”, Env. Science Tech., 26, 944-

951. Sevimli, M.F. and Kinaci, C. 2002. Decolorization of textile wastewater by ozonation

and Fenton’s process, Water Science and Technology, 45, 12, 279–286.

Suri, R.P.S, Liu, J., Hand, D.W., 1993,"Heterogenous Photocatalytic Oxidation of

Hazardous Organic Contaminants in Water", Wat. Environ. Res., 65, 665-673.

Spetch, M. L., Cheng, K., & MacDonald, S. E. 1996. Learning the configuration of a

landmark array, I: Touch-screen studies with pigeons and humans. Journal of

Comparative Psychology, 110, 55–68.

Tekin, H., Bilkay, O., Ataberk, S., S., Balta, T., H., Ceribası, I., H., Sanin, F., D., Dilek,

F., B. ve Yetiş, Ü., 2005, “Use of Fenton oxidation tı improve biodegradability of

a Pharmaceutical wastewater”, journal of hazardous materials, volume 136 (issue

2), pages 258265.

Tuhkanen, T, Matilainen, A 2005. Occurrence and removal of natural organic matter

(NOM) in drinking water treatment, Latvijas Universitätes Raksti, Nr. 692, 152–

164. Tianhu Chen, Xiaoming Huang, Min Pan, Song Jin , Suchuan Peng, Paul H. Fallgren

(2008). Treatment of coking wastewater by using manganese and magnesium

ores. Journal of Hazardous Materials 168 (2009) 843–847.

Ucun,H.,Yıldız,E. ve Nuhoğlu, A.(2008). Fenol ve fenollü atıksuların arıtılması. Đ.T.Ü.

11. Endüstriyel Kirlenme Kontrolü Sempozyum s 85-88, 11-13 Haziran 2008.

Uğurlu, M., (2003): “Kağıt EndüstrisiAtık Sulardan Lignin ve Fenol'ün Perlit Minerali

ile Giderimi” Çevkor Cilt:12 Sayı:47 (2003), 11-16.

V´azquez, J. Rodr´ıguez-Iglesias, E. Maran˜o´n , L. Castrillo´n, M. A´ lvarez (2007).

Removal of residual phenols from coke wastewater by adsorption. Journal of

Hazardous Materials 147 (2007) 395–400.

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.

Wei-ling Sun, Yan-zhi Qu, Qing Yu, Jin-ren Ni. (2007). Adsorption of organic

pollutants from coking and papermaking wastewaters by bottom ash.Science

Direct Journal of Hazardous Materials 154 , 595–601.

www.worldcoal.org.

World Bank, Environment Department. 1995. “Industrial Pollution Prevention and

Abatement: Coke Manufacturing.” Draft document.

Xie Y., Chen F., He J., Zhao J. Ve Wang. H., 2000., “Photoassisted Degradation of

Dyes in the Presence of Fe+3 and H2O2 Under Visible Irradiation”. Journal of

Photochemistry and Photobiology A: Chemistry 136, 235-240.

Xu, J.Q., Duan, W.H., Zhou, X.Z. and Zhou J.Z. (2006). Extraction of phenol in

wastewater with annular centrifugal contactors. Journal of Hazardous Materials

B131, 98–102.

Yang, C., Qian, Y., Zhang, L. and Feng, J. (2006). Solvent extraction process

development and on-site trial-plant for phenol removal from industrial coal-

gasification wastewater. Chemical Engineering Journal 117, 179–185.

Yang M, Hu J, Ito K.,1998, “Characteristics of Fe

/ H

O

/UV Oxidation Process”,

Environ.Technol., 19, 183-191.

Yener J., Aksu Z., 1999., Atıksulardaki Fenol ve Klorofenollerin Aktif Karbon ve

Kurutulmuş Aktif Çamura Adsorpsiyonu. Tr. J. of Engineering and

Environmental Science 23 (1999), 93 – 104.

ÖZGEÇMĐŞ

KĐŞĐSEL BĐLGĐLER

Adı Soyadı

: Nazan ŞĐRĐN

Uyruğu

: TC

Doğum Yeri ve Tarihi : Karabük, 1984

Telefon

: 05365541241

Faks

: -

e-mail

: nazsirin_78@hotmail.com

EĞĐTĐM

Derece

Adı, Đlçe, Đl

Bitirme Yılı

Lise

: Demir Çelik Lisesi, Merkez, Karabük

2001

Üniversite

: Selçuk Üniversitesi, Selçuklu, Konya

2007

Yüksek Lisans : Selçuk Üniversitesi, Selçuklu, Konya

2010

Doktora

: -

ĐŞ DENEYĐMLERĐ

Yıl

Kurum

Görevi

2008 – Devam

Karabük Belediyesi

Çevre Mühendisi

UZMANLIK ALANI Atıksu Arıtımı

YABANCI DĐLLER Đngilizce

BELĐRTMEK ĐSTEĞĐNĐZ DĐĞER ÖZELLĐKLER -

Belgede Kok fabrikası atık sularının ileri oksidasyon yöntemleri ile arıtılması (sayfa 52-58)