Grafit Destekli Elektrokoagülasyon ile Azo Boya Giderimi: Proses Optimizasyonu


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Kocaeli Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Çevre Mühendisliği Bölümü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2022

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Sertel Görücü

Danışman: Sevil Veli

Özet:

Bu çalışmada; adsorpsiyon, elektrokoagülasyon ve bunların birlikte uygulandığı hibrit proses ile direkt azo boyanın sulu çözeltiden giderimi boya üzerinden incelenmiştir. Yüzey Yanıt Yöntemi (YYY) ile deneysel tasarım hazırlanmış, her bir proses için belirlenen bağımsız değişkenlerin boya giderimi üzerine etkileri araştırılmış ve optimum şartları belirlenmiştir. Üç proses için de Box-Behnken Tasarımı (BBT) uygun görülmüştür. Adsorpsiyon ve hibrit proseste adsorbent olarak grafit kullanılmıştır. Grafitin ham hali adsorpsiyon ve hibrit prosesler sonrası yüzey morfolojisi taramalı elektron mikroskobu ile analiz edilmiştir. Adsorpsiyon prosesinde 100 mL hacimde farklı pH (2-10), adsorbent miktarı (0,1-1,5 g) ve sürede (15-60 dk) deneyler gerçekleştirilmiştir. Elektrokoagülasyonda ise 500 mL hacimde 2 anot 2 katot olmak üzere monopolar paralel bağlı alüminyum elektrotlar farklı pH (2-10), akım yoğunluğu (6,66-33,33 A/m2) ve sürede (5-15 dk) deneyler yapılmıştır. Hibrit proseste 500 mL hacimde farklı pH (2-10), akım yoğunluğu (6,66-33,33 A/m2), adsorbent miktarı (0,5-2,5 g) ve sürede (5-15 dk) deneyler tamamlanmıştır. Adsorpsiyonda optimum şartlarda pH 2, adsorbent miktarı 1,46 g ve 41 dakika sürede en yüksek boya giderimi elde edilmiştir. Elektrokoagülayon prosesinde optimum koşullarda en yüksek boya giderimi pH 6,87, akım 0,47 A ve 10 dakika sürede gerçekleşmiştir. Hibrit proseste ise optimum şartlarda pH 6,25, akım 0,41 A, adsorbent miktarı 0,56 g ve 8 dakika sürede boya giderimi gerçekleşmiştir. Hibrit proses az adsorbent miktarı ve sürede etkili bir yöntem olarak görülmüştür. Tüm proseslerde boya giderimine en çok etki eden parametrenin pH olduğu gözlenmiştir. Her bir proses için maliyet analizi yapılmış hibrit prosesin adsorpsiyon ve elektrokoagülasyona göre daha az maliyetli olduğu görülmüştür. Özellikle azo boyanın kısa sürede giderimi için hibrit prosesin etkili bir alternatif olduğu, alüminyum elektrotlar ile yüksek boya giderimi elde edildiği görülmüştür.