İçme Sularından Doğal Organik Madde Gideriminde Alternatif Yöntemlerin Karşılaştırılması

Abstract

Bu tez kapsamında ozonlama, katalitik ozonlama, adsorpsiyon ve membran filtrasyonu gibi farklı yöntemler kullanarak, doğal organik madde giderimine yönelik çalışmalar yapılmıştır. Doğal organik maddeyi temsilen 30 mg/L konsantrasyonundaki humik asit (HA) çözeltisi kullanılmıştır. Çalışmalar iki aşamadan oluşmakta olup birinci aşamasında, ozonlama ve katalitik ozonlamanın humik asit giderimine etkisi incelenmiş ayrıca HA, <50kDa ve <100 kDa olmak üzere fraksiyonlarına ayrılarak ozonlama ve katalitik ozonlamanın farklı fraksiyonlar üzerindeki etkisi incelenmiştir. Katalitik ozonlama prosesinde katalizör olarak granül aktif karbon (GAK) ve demiroksit kaplı zeolit (DKZ) kullanılmıştır. Çalışmanın ikinci aşamasında, adsorpsiyon ve membran filtrasyonu birlikte kullanılarak deneysel çalışmalar yürütülmüştür. Bu amaçla kesikli adsorpsiyon deneyleri ve sürekli adsorpsiyon deneyleri yapılmıştır. Daha sonra HA çözeltisinin sadece çapraz akışlı ultrafiltrasyon (UF) sistemindeki giderim verimi incelenmiş, ardından membran filtrasyonu öncesinde adsorpsiyonun ön arıtım olarak kullanıldığı ardışık sistem deneyleri yapılarak giderim verimleri ve akış azalmasına olan etkileri değerlendirilmiştir. DKZ ve GAK ile katalitik ozonlamanın bireysel ozonlamaya kıyasla ÇOK giderim verimini sırasıyla %21,4?den %62 ve %48,1?e, UV254 giderimini %72,8?den %95,8 ve %90,7?ye çıkardığı, renk giderimini ise %93?den %100 ve %99,2?ye çıkardığı görülmüştür. SUVA254 değerini ise 2,88?den 0,93 ve 1,49?a azaltmıştır. UF sisteminde alıkonma yüzdeleri ÇOK için %61,9 UV254 için %77,7 ve Renk436 için %86,05 ölçülmüş ve SUVA254 değerindeki giderim %41,5 olarak hesaplanmıştır. Adsorpsiyon/UF sistemlerde giderim verimlerinde gözlenen iyileşmeler, membranda tutulamayan molekül ağırlığı fraksiyonunun bir kısmının kolonlarda tutulduğunu göstermiştir. Ayrıca HA çözeltisinde iyileşmiş akılar gözlenmiştir.

In this thesis, using different methods such as ozonation, catalytic ozonation, adsorption and membrane filtration have been studied for the removal of natural organic matter. HA solution of 30 mg/L was used to represent the natural organic matter. The study comprised two parts. In the first part of the study compares the effects of ozonation and catalytic ozonation in removal of humic acids in aqueous solutions. The ozonation and catalytic ozonation experiments were carried out using various molecular size fractions, namely <100 kDa fraction, and <50 kDa fraction of humic acid solution in the presence of ICZ and GAC. In the second part of the study, adsorption and membrane filtration are used in combination with experimental studies. Batch and continious adsorption experiments were performed. Then the solution of HA only cross-flow ultrafiltration (UF) system efficiency are examined. followed by adsorption/UF system is used to evaluate the effect the removal efficiencies and flow reduction. Catalytic ozonation with ICZ and GAC compared to individual ozonation the efficiency of DOC removal was increased from 21.39%, to 62.01% and 48.08% respectively. UV254 removal was increased from 72.78% to 95.77% and 90.69% respectively. The removal of color removal was increased from 93.02% to 99.22% and 100% respectively. SUVA254 value of 2.88 to 0.93 and 1.49 to reduced. In the UF system they were obtained that DOC, UV254 and Color 436 removal efficiencies were 61,92%, 77,72% and 86,05% respectively. SUVA254 value was 4,87. In hybrid sysyems observed improved removal efficiencies and flow reduction. It was attributed that a portion of the molecular weight fraction that can not be hold membrane held column.