5.1. Sonuçlar
RBB ve DBB at ksular n EP yöntemi kullan larak yürütülen ar labilirlik çal malar nda alüminyum ve demir elektrotlar kullan lm r. Yüzey yan t yöntemi (YYY) kullan larak, merkezi kompozit tasar m esas al narak belirlenen deney tasar m program çerçevesinde deneysel çal malar tamamlanm r. Deneysel çal malarda sentetik boya banyosu at ksular kullan lm r. Bu at ksular n gerçek boya banyosu özelli i ta mas için reaktif boya banyolar için pamuk boyama i lemi, disper boya banyolar için polyester boyama i lemi esas al narak uygulamadaki ekliyle boyar maddelerle birlikte yard mc kimyasal maddeler ilave edilerek haz rlanm r.
RBB ve DBB at ksular n EP ile ar nda sistem performans renk ve KO giderimi ile ifade edilmi tir. YYY kullanarak, ba lang ç pH, ak m yo unlu u ve elektroliz süresi ba ms z de kenleri ile renk ve KO giderim verimini tahmin etmek için modeller olu turulmu tur. Önerilen her bir model için ANOVA tablolar olu turulmu , model üzerinde etki eden model terimlerinin önem dereceleri belirlenmi tir.
Olu turulan herbir model için deney tasar m program ndan farkl olmak üzere ba ms z de kenlerin farkl seviyeleri için do rulama deneyleri yap lm r. Model yard yla tahmin edilen renk ve KO giderimi ile deneysel çal ma sonucu elde edilen renk ve KO giderim verimleri aras nda % 5’ten küçük hata olmas , olu turulan modellerin güvenilir oldu unu ortaya koymu tur.
RBB ve DBB at ksular ndan EP yöntemiyle hem renk hem de KO giderim veriminin tahmini amac yla olu turulan modellerin elektrot tipinden ve boya banyosu türünden ba ms z olarak modifiye edilmi kuadratik modele uygun oldu u görülmü tür.
Deneysel çal malar n tamam dikkate al nd nda, elektrot tüketimleri ile çamur olu umu aras nda yak n bir ili ki belirlenmi tir. EP’de demir elektrot kullan lmas durumunda alüminyum elektrotlarla kar la ld nda daha fazla elektrot tüketimi ve daha fazla çamur olu umu gözlenmi tir.
Deneysel çal malar sonucu, renk ve KO için kinetik çal malar n yap labilmesi, kinetik sabitlerin belirlenebilmesi ve gerçek RBB ve DBB at ksular n ar nda
EP’nin kullan labilirli inin test edilmesi için Design Expert 8.0.6 bilgisayar yaz kullan larak optimum i letme artlar belirlenmi tir.
Optimum artlar n belirlenmesi a amas nda, Toplam Birim Ar tma Maliyeti (TBAM) dikkate al narak ve TBAM önemsenmeden en iyi renk ve en iyi KO giderimi için çözümler üretilmi bunun yan nda en iyi renk ve KO giderim veriminin bir arada elde edildi i çözümlerde belirlenmi tir. Maliyet dikkate al nd nda daha az renk ve KO giderim verimleriyle ekonomik çözümler üretilmi tir.
En az maliyetle en iyi renk ve KO gideriminin elde edildi i i letme artlar nda kinetik çal malar yürütülmü ve gerçek boya banyosu at ksular n ar nda kullan labilirli i ara lm r.
RBB at ksular ndan renk ve KO giderim kinetikleri ile DBB at ksular ndan renk ve KO giderim kinetikleri her iki elektrot tipi için de 1. derece kineti e uygun olarak gerçekle mi tir.
Reaktif ve dispers boyama yapan bir tekstil fabrikas boyahanesinden gerçek reaktif ve dispers boya banyosu at ksuyu temin edilmi ir. Gerçek boya banyo at ksular için EP yöntemi kullan lmas durumunda renk ve KO giderim verimleri sentetik boya banyosu at ksular n ar ile kar la ld nda daha az giderim verimleri elde edilmi tir.
EP’de sentetik RBB at ksular n alüminyum elektrot kullanarak en az maliyetle en iyi renk ve KO giderimi elde edecek ekilde optimizasyon yap ld nda 1.84 €/m3 maliyetle % 85.8 renk, % 76.9 KO giderilebildi i belirlenmi tir. letme artlar ise ba lang ç pH de eri için 5.01, ak m yo unlu u için 63.95 A/m2, elektroliz süresi için 28 dk, 52 s dir.
EP’de sentetik RBB at ksular n demir elektrot kullanarak en az maliyetle en iyi renk ve KO giderimi elde edecek ekilde optimizasyon yap ld nda 1.56 €/m3 maliyetle % 92.0 renk, % 80.9 KO giderilebildi i belirlenmi tir. letme artlar ise ba lang ç pH de eri için 6.35, ak m yo unlu u için 55.26 A/m2, elektroliz süresi için 30 dk, 48 s dir.
RBB at ksular yüksek miktarda tuz içerdi i için, DBB at ksular ile kar la ld nda ayn ak m yo unlu unda daha az elektrik maliyeti ile ar labilmektedir.
RBB at ksular n EP ile ar lmas için pH ayar amac yla ilave edilen asit maliyetinin TBAM’nin önemli bir k sm olu turdu u tespit edilmi tir.
Sentetik RBB at ksular n alüminyum elektrot kullan larak elektrokoagülasyon prosesinde ar lmas durumunda renk giderim için birinci derece kinetik sabitinin de eri 7.29 x 10-2 dk-1 iken KO giderimi için 5.53 x 10-2 dk-1’dir.
Sentetik RBB at ksular n demir elektrot kullan larak elektrokoagülasyon prosesinde ar lmas durumunda renk giderim için birinci derece kinetik sabitinin de eri 8.76 x 10-2 dk-1 iken KO giderimi için 5.74 x 10-2 dk-1’dir.
Sentetik RBB at ksular n EP ile ar lmas durumunda her iki elektrot tipi için de kinetik h z sabitleri kar la ld nda rengin KO ’den daha h zl giderildi i görülmektedir.
Sentetik ve gerçek RBB at ksular n ar nda demir elektrot kullan ile daha yüksek renk ve KO giderimi daha ekonomik olarak elde edilebilmektedir. Bununla birlikte, demir elektrot kullan ile hem renk hem de KO için daha büyük kinetik sabitler elde edilmi tir.
Sentetik RBB ve gerçek RBB at ksular n demir elektrot kullan larak EP’de ar lmas durumunda renk gideriminde % 96.0’dan % 85.6’ya % 10.4’lük azalama, KO gideriminde ise % 85.6’dan % 74.2’ye % 11.4’lük azalma tespit edilmi tir. Buna kar n, sentetik RBB ve gerçek RBB at ksular n alüminyum elektrot kullan larak EP’de ar lmas durumunda renk gideriminde % 87.9’dan % 79.4’e % 8.5’lik azalama, KO gideriminde ise % 78.8’den % 67.1’e % 11.7’lik azalma tespit edilmi tir.
Dispers boya banyosu at ksular n ar nda her iki elektrot tipi için çok iyi renk giderimi elde edilirken, KO giderim verimleri yakla k % 50’dir. Dü ük KO gideriminin nedeni olarak sentetik DBB at ksuyunun yüksek giri KO de eri ve KO ’nin kayna n asetik asit ve dispergatör olmas gösterilebilir.
Dispers boya banyolar n EP ile ar labilmesi için ak m olu turmak amac yla tuz ilavesi gereklidir.
Dispers boyarmaddeler suda çözünmediklerinden, suda çözünen ve suyla ba yapan reaktif boyarmaddelere nazaran hem alüminyum hem de demir elektrot kullan lan EP’de daha yüksek renk giderim verimi ile ar labilmektedir.
EP’de DBB at ksular n alüminyum elektrot kullanarak en az maliyetle en iyi renk ve KO giderimi elde edecek ekilde optimizasyon yap ld nda 0.16 €/m3 maliyetle % 92.8 renk ve % 51.3 KO giderilebildi i belirlenmi tir. letme artlar ise ba lang ç pH de eri için 5.47, ak m yo unlu u için 20 A/m2, elektroliz süresi için 15 dakikad r.
EP’de DBB at ksular n demir elektrot kullanarak en az maliyetle en iyi renk ve KO giderimi elde edecek ekilde optimizasyon yap ld nda 0.17 €/m3 maliyetle % 94.5 renk ve % 50.1 KO giderilebildi i belirlenmi tir. letme artlar ise ba lang ç pH de eri için 6.20, ak m yo unlu u için 20 A/m2, elektroliz süresi için 15 dakikad r.
Ba lang ç pH ve ak m yo unlu u de erlerinin optimum ko ullar için elektroliz süresi 1 saate kadar uzat ld nda KO giderim veriminde % 5’i geçmeyen bir iyile me elde edilmi tir. Ekonomiklik göz önünde bulundurularak k sa elektroliz sürelerinde çal lmas uygun bulunmu tur.
pH ayar için ilave edilen baz maliyeti, dispers boya banyolar n zay f tamponlama özelli i nedeniyle maliyet üzerinde çok etkili olmam r.
DBB at ksular n alüminyum elektrot kullan larak elektrokoagülasyon prosesinde ar lmas durumunda renk giderimi için birinci derece kinetik sabitinin de eri 20.58 x 10-2 dk-1 iken KO giderimi için 5.11 x 10-2 dk-1’dir.
DBB at ksular n demir elektrot kullan larak elektrokoagülasyon prosesinde ar lmas durumunda renk giderim için birinci derece kinetik sabitinin de eri 19.84 x 10-2 dk-1 iken KO giderimi için 4.67 x 10-2 dk-1’dir.
RBB ile benzer ekilde EP’de hem alüminyum hem de demir elektrot için rengin KO ’den daha h zl giderildi i kinetik sabitlerle ortaya konulmu tur.
Sentetik DBB ve gerçek DBB at ksular n alüminyum elektrotlarla EP’de ar lmas ile renk gideriminde % 94.5’ten % 93.0’e % 1.5’lik azalama, KO gideriminde ise % 51.8’den % 51.5’e % 0.3’lük azalma tespit edilmi tir. Buna kar n, sentetik DBB ve gerçek DBB at ksular n demir elektrot kullan larak EP’de ar lmas durumunda renk gideriminde % 93.7’den % 92.2’ye % 1.5’lik azalama, KO gideriminde ise % 49.0’dan % 46.9’a % 2.1’lik azalma tespit edilmi tir.
DBB at ksular için alüminyum elektrotla daha ekonomik sonuçlar üretildi i için, bu tip at ksular n ar nda alüminyum elektrot kullan demir elektrotlar n kullan ile kar la ld nda daha uygundur.
DBB ve RBB at ksular için demir ve alüminyum elektrotlar kullan larak yap lan bütün deneysel ara rmalar n sonuçlar en az maliyet ile en iyi renk ve KO giderimi için optimum i letme artlar , TBAM ve ar tma verimlerini de içerecek ekilde Çizelge 4.68’de özetlenmi tir.
Çizelge. 4.68. En az maliyet ile en iyi renk ve KO giderimi için i letme artlar RBB DBB Al Fe Al Fe Ba lang ç PH 5.01 6.35 5.47 6.20 Ak m Yo unlu u (A/m2) 64.0 55.26 20.0 20.0 Elektroliz Süresi (dk) 29 31 15 15 TBAM (€/m3) 1.84 1.56 0.16 0.17
Renk Giderim Verimi (%) 85.8 92.0 92.8 90.5
KO Giderim Verimi (%) 76.9 80.9 51.3 49.2
5.2. Öneriler
Elde edilen sonuçlar neticesinde, RBB at ksular n ar nda, RBB at ksular alkali özellikte ve yüksek tamponlama kapasitesine sahip olmas nedeniyle, istenilen ba lang ç pH de erinin sa lanabilmesi amac yla ilave edilen asit maliyetinin en aza indirilmesi için tesiste asit ak mlar varsa bunlarla birle tirilip maliyet en aza indirilerek ar mda kullan lmas önerilmektedir. Bununla birlikte yüksek tuz içeri i di er alternatif ar tma metodlar için istenemeyen bir durum iken, elektrotlar aras potansiyel fark n daha az olmas sa lad ve daha az elektrik maliyeti ile ar gerçekle tirdi i için EP için önemli bir avantaj olarak öne ç kmaktad r. Elde edilen sonuçlaar nda, yüksek tuz içerikli tekstil at ksular nda EP’nin kullan lmas önerilmektedir.
RBB at ksular n ar nda, özellikle demir elektrot kullan ile daha iyi renk ve KO giderimi elde edildi i dikkate al rsa, hurda demirlerden uygun ebatlarda kesilerek EP’de kullan lmas ile maliyet daha aza indirilebilir.
DBB at ksular n ar nda renk giderimi amac yla EP’nin tek ba na kullan labilece i, buna kar k yüksek KO içeri i ve KO ’nin kayna n çözünmü formda olan dispergatör ve asetik asit olmas nedeniyle dü ük KO veriminin elde edilmesi EP’nin DBB at ksular nda ön ar m amac yla kullan labilmesine imkan vermektedir.
DBB at ksular n ar nda alüminyum elektrotlar ile daha iyi renk ve KO giderimi elde edilse bile, demir elektrot kullan ile verimde çok az de imle maliyet dikkate al nd nda daha ekonomik çözümler üretilebilmektedir.
Çamur olu umunun az olmas , kimyasal koagülasyon ile kar la ld nda, kimyasal koagülant kullan ndan kaynaklanan ikincil kirleticilerin olu mamas nedeniyle tekstil endüstrisi at ksular n ar nda ba ar olarak kullan labilir.