Color Removal From Textile Effluents By Ozonation And The Effect Of Ozonation On The Biological Treatability

Tez (Doktora) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2000Thesis (PhD) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2000Bu çalışmada tekstil endüstrisi atıksularından ozonlama ile renk gideriminde uygulanan ozon dozu, ozonlama süresi, renk yoğunluğu (boya konsantrasyonu) ve pH’nın renk giderimi üzerindeki etkileri incelenmiştir. Çalışma sonuçları kinetik değerlendirmelere tabi tutularak uygun temas süreleri ve ozon dozları araştırılmıştır. Kinetik değerlendirmenin yanında, reaksiyonda tüketilen ozon miktarı ile renk giderimi arasında gerekli ozon dozunun tespit edilmesini sağlayan matematiksel bir ifade geliştirilmiştir. Çalışmada ayrıca KOİ, BOİ5 ve TOK parametreleri de izlenerek ozonlamanın organik madde giderimi üzerindeki etkileri incelenmiştir. Ozonlamanın biyolojik arıtılabilirliğe etkisi, ozonlanmış ve ozonlanmamış atıksuyun KOİ bileşenleri tespit edilerek açıklanmaya çalışılmıştır. Yapılan deneysel çalışmaların değerlendirilmesi sonunda tüketilen ozon dozu (Dt) ile renk giderimi arasında bir bağıntı geliştirilmiştir. Atıksuya uygulanan ozon dozu (Du) arttıkça reaksiyon hızı da artırmaktadır. Bu artış gaz fazdan sıvı faza ozon transferinin artışından kaynaklanmaktadır. Ancak bu durum ozon kullanım oranını azaltmaktadır. Tüketilen ozon ile renk giderimi arasında stokiyometrik bir oran tespit edilmiştir. pH’nın ozonla oksidasyon hızı üzerindeki etkisi oldukça sınırlı olup, yüksek pH’da reaksiyon hızı ve ozon kullanma oranı bir miktar artmaktadır. Atıksuyun renk yoğunluğu ve atıksuda bulunan boya türünün okside olma kabiliyeti temas süresinin uzamasına veya kısalmasına sebep olmaktadır. Zor okside olan boya türlerinin hakim olduğu atıksulardan renk gideriminde düşük ozon dozları ve uzun temas süreleri ozon kullanımı açısından daha uygun olmaktadır. Artan boyar madde konsantrasyonu, boya giderim hız sabitlerini ve spesifik ozon dozunu (Ds) azaltmaktadır. Çok yüksek renk gideriminin sağlandığı durumlarda düşük KOİ ve TOK giderme verimleri elde edilmiştir. Aynı şartlarda BOİ5’in bir süre arttığı ve sonra azaldığı gözlenmiştir. Kısmi ozonlama ile atıksuyun inert organik kısmında (SI) azalma, kolay ayrışan kısmında (SS) bir miktar artış meydana gelmiştir. Ayrıca ozonlama ile maksimum çoğalma hızını ( ) bir miktar artırmak da mümkün olmaktadır.In this study, the effect of applied ozone dose, ozonation time, color strength (dye concentration) and pH on the color removal from textile industry by ozonation were investigated. Suitable contact time and applied ozone dose were searched by evaluation of the experimental results. Besides the kinetic evaluation to determine the required ozone dose, a mathematical relationship between the consumed ozone dose and the color removal was developed. COD, TOC and BOD5 were monitored during the experiments to investigate the effect of ozonation on the removal of organic matter. The effect of ozonation on the biological treatability of the wastewater was investigated to determine COD fractions of the ozonated and nonozonated wastewater. An equation was developed between the consumed ozone dose (Dt) and color removal which best fitted all the experimental results, evaluation of experimental results. The reaction rate increased with an increase of the applied ozone dose (Du). This can be explained by increasing of ozone transfer from gas phase to liquid phase. However, the ozone utilization rate was decreased with increasing applied ozone dose. A stochiometric ratio was observed between the consumed ozone and the color removal. Limited effect of pH on the ozone oxidation rate was observed. However, the reaction rate and ozone utilization ratio were increased at high pH values. The color strength and the type of dye caused increasing or decreasing of the ozonation time of wastewater. Low ozone dose with long ozonation time, resulted in the proper solution for the ozone utilization ratio to remove the color from the wastewater containing the ozone resistant dye types. Color removal rate constant and the specific ozone dose (Ds) decreased with increasing dye concentration of the sample. Although, high color removal efficiency was observed, COD and TOC removal efficiency were relatively low. At the initial stage of ozonation, BOD5 increased followed by gradual decrease. The inert fraction of organic matter (SI) decreased and readily biodegradable fraction of organic matter increased by partial ozonation. It is also possible to increase the maximum specific growth rate ( ) to some degree in wastewater treated by ozonationDoktoraPh