ankara ün vers tes fen bl mler enst - Ankara Üniversitesi Açık Erişim ...

More documents

Recommendations

Info

ÖZET Yüksek Lisans Tezi ZARARLI ORGANİK BİLEŞİKLERİN BOZUNDURULMASINA SES ÖTESİ DALGALARIN (ULTRASOUND) ETKİSİ Hatice Tuğba GÜMÜŞDERE Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman: Doç. Dr. Afife GÜVENÇ Atık sularda bulunan bozunmamış boyalar ve diğer kimyasalların çoğu tekstil endüstrisi proseslerinde üretilmektedir. Tekstil boyaları 10. 000 farklı tür boya içerir ve boya üretimi yılda 7x10 5 tonun üzerindedir. Bu boyaların %10’nu endüstriyel atık su arıtma prosesleriyle çevreye atılmaktadır. Bu atıkların doğaya zarar vermesi ve insan sağlığını tehdit etmesi nedeniyle direkt olarak çevreye verilmesi istenmez. Su ve atık su arıtım proseslerinde boya ve diğer zararlı organik bileşiklerin uzaklaştırılması için ileri oksidasyon proseslerinin kullanıldığı bilinmektedir. Bu teknikler içinde ses ötesi dalga (SÖD) uygulamasının hızlı gelişen tekniklerden biri olduğu söylenebilir. Ses ötesi dalgalar değişik ortamlar içinde yayılan boyuna dalgalardır. SÖD bir sıvı içnden geçtiğinde, moleküller arası bağların titreşimsel hareketine neden olur ve böylece enerji yayınma yönünde ortama dik aktarılır. Ses ötesi dalga su, organik çözücü, sıvı helyum gibi akışkanlara verildiğinde ortamda önce mikrokabarcıklar oluşur, büyür ve aniden patlar. Bu olay kavitasyon olarak adlandırılır. Bu olay süresince bölgesel olarak kabarcıklarda yüksek sıcaklık (5000 K) ve basınç (1000 atm) gözlenir. Bu sıcaklık ve basınç artışı hidroksil radikali (HO • ), hidrojen radikali (H • ), hidroperoksil (HO2) ve H2O2 gibi oksitleyici yapıların oluşumuna neden olur. Bu çalışmanın amacı tekstil boyalarının ses ötesi dalgalar ile bozundurulmasıdır. Reactive Red 2 (RR2), Reactive Blue 4 (RB4) ve Basic Yellow 2 (BY2)’nin bozundurulması, 5,10, 25, 50 ve 100 mg/L başlangıç derişimlerinde periyotlu (0.1 s açık 9.9 s kapalı ve 5 s açık 5 s kapalı) ve sürekli ses ötesi dalga uygulamasıyla 20 kHz’de incelenmiştir. Bozundurma işlemi 100 mL’ lik ceketli silindirik cam tepkime kabında 6 saat boyunca gerçekleştirilmiştir. Boya derişimleri ses ötesi dalga uygulamasından önce ve sonra RR2, RB4 ve BY2 için sırasıyla 538.5, 596 ve 430 nm dalga boylarında UV-Vis spektrometreyle analizlenmiştir. Başlangıç derişimi azaldıkça % bozunma veriminin arttığı bulunmuştur. Sürekli ve periyotlu olarak ses ötesi dalga uygulandığında tepkime süresiyle % bozunma veriminin arttığı gözlenmiştir. Uygulama türü olarak, üç boyada da sürekli olarak ses ötesi dalga uygulandığında en yüksek bozunma verimleri elde edilmiş olup, karıştırma etkisi belirgin olarak gözlenememiştir. Genel olarak RR2 ile yüksek % bozunma değerleri elde edilirken, BY2’nin düşük derişiminde 5 saatte % 100 bozunma sağlanabilmiştir. 2007, 168 sayfa Anahtar Kelimeler: Ses ötesi dalgalar, Bozundurma, Reactive Red 2, Basic Yellow 2, Reactive Blue 4 i
ABSTRACT Yüksek Lisans Tezi EFFECT OF ULTRASOUND ON DEGRADATİON OF HAZARDOUS ORGANİC COMPOUNDS Hatice Tuğba GÜMÜŞDERE Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman: Doç. Dr. Afife GÜVENÇ Most of unconsumed dyes and other assistant chemicals which exist in the wastewaters are being produced in the textile industry processes. Textile dyes include nearly 10.000 different type dyes and dyes production is over 7*10 5 tons annually on average. Ten percent of these dyes have been discharged to environment by effluent of industrial wastewater treatment processes. It is not desired to discharge directly to environment, because these effluents destroy nature and threaten human health. It is well known that advanced oxidation processes are used to remove hazardous organic compounds and dye from water and effluents of wastewater treatment plants. Among these techniques, it can be said that application of ultrasound is one of rapidly developed techniques. Ultrasound which diffuse into several medium are vertical waves. When ultrasound passes through a liquid, it induces vibrational motions of the intermolecular bonds, and thus energy is transferred through the medium in the propagational direction. When it is used in fluids such as water, organic solvents and liquid helium, microbubbles first form in the medium and then growth and suddenly implode. This phenomenon is called as cavitation. Locally, the high temperature and pressure (1000 atm and 5000 K) in the bubbles are observed during this phenomenon. Increase of temperature and pressure result in formation of oxidizing species such as hydroxyl radicals (HO • ), hydrogen radicals (H • ), hyroperoxyl radicals (HO2) and H2O2 . The aim of this study is the degradation of textile dyes by ultrasound. The degradation of Reactive Red 2 (RR2), Reactive Blue 4 (RB4) and Basic Yellow 2 (BY2) were increased for 5, 10, 25, 50 and 100 mg/L initial concentration by the application of pulse (5 s-on, 5 s-off or 0.1 s-on, 9.9 s-off) and continuously ultrasonic irradiation at 20 kHz. The degradation was carried out in a cylindrical glass reactor with jacket (100 ml) during 6 hours. The samples before and after ultrasonic irradiation were analyzed by UV-VIS spectrophotometer at 538.5, 596 and 430 nm for RR2, RB4 and BY2, respectively. It was found that the degradation yield (%) increased with decreasing the initial concentration. It was observed that the degradation yield (%) increased with increasing reaction time when the ultrasonic irradiation was applied as pulse and continuous. The highest degradation yields for all three dyes were obtained by continuously ultrasonic irradiation as ultrasound application type. It was not observed clearly the effect of mixing on the degradation. While the high degradation yields (%) were generally obtained for all initial concentration of RR2, 100 % degradation was reached for low initial concentration of BY2 at 5 hours. 2007, 168 pages Key words: Ultrasound, Degradation, Reactive Red 2, Basic Yellow 2, Reactive Blue 4 ii
Page 1: ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİM
Page 5 and 6: İÇİNDEKİLER ÖZET…………
Page 7 and 8: ŞEKİLLER DİZİNİ Şekil 2.1 Su
Page 9 and 10: Şekil 5.29 5 mg/L başlangıç der
Page 11 and 12: 1.GİRİŞ Tekstil endüstrisinde b
Page 13 and 14: dalgalar yardımıyla bozundurulmas
Page 15 and 16: Evsel Nitelikli Atık Sular • N10
Page 17 and 18: 2.1 Atık Sularda Bulunan Zararlı
Page 19 and 20: dağıtımı olup, bulundurdukları
Page 21 and 22: Avrupa Birliği ve Dünya Sağlık
Page 23 and 24: pH, Biyolojik Oksijen İhtiyacı (B
Page 25 and 26: 2.3.1 Boyarmaddelerin sınıflandı
Page 27 and 28: 8-Organik pigmentler: Pigment bir b
Page 29 and 30: Aşağıda bazı azo boyar maddeler
Page 31 and 32: Aril-Karbonyum Boyarmaddeleri Aril-
Page 33 and 34: 2. reaksiyonda oluşan Fe(II) iyonl
Page 35 and 36: 1-) İşitilebilir dalgalar: İnsan
Page 37 and 38: Ses dalgalarının yayılma hızın
Page 39 and 40: A B C Şekil 2.6 Ses ötesi dalgala
Page 41 and 42: Gücü, bir halden diğerine dönü
Page 43 and 44: eşitliği elde edilir. Bir cisim
Page 45 and 46: Ses ötesi dalgaların kavitasyonel
Page 47 and 48: Akustik kavitasyon Ses ötesi dalga
Page 49 and 50: esnasında noktasal olarak basınc
Page 51 and 52: 2.4.2.3 UV / H2O2 / Ozon bileşik p
Page 53 and 54:
3. KAYNAK ARAŞTIRMASI Ses ötesi d
Page 55 and 56:
Ses ötesi dalgaların tepkime üze
Page 57 and 58:
kurutma, emülsiyon oluşturma, eks
Page 59 and 60:
Zararlı organik bileşenlerin bozu
Page 61 and 62:
C/Co Şekil 3.11 AO7 ve RO16’nın
Page 63 and 64:
120 W gücünde ses ötesi dalga uy
Page 65 and 66:
4. MATERYAL VE YÖNTEM 4.1 Materyal
Page 67 and 68:
Şekil 4.1 Deney sistemi Analiz Ult
Page 69 and 70:
RR2, RB4 ve BY2’nin bozundurma te
Page 71 and 72:
% Bozunma 100 80 60 40 20 0 -20 50
Page 73 and 74:
% Bozunma 100 80 60 40 20 0 -20 50
Page 75 and 76:
% bozunma 100 80 60 40 20 0 -20 50
Page 77 and 78:
Şekil 5.11 Farklı başlangıç de
Page 79 and 80:
% Bozunma 100 80 60 40 20 0 -20 Rea
Page 81 and 82:
% Bozunma 100 80 60 40 20 0 -20 Bas
Page 83 and 84:
% Bozunma 100 80 60 40 20 0 -20 Rea
Page 85 and 86:
olamamıştır. 0.1 s açık 9.9 s
Page 87 and 88:
% Bozunma 100 80 60 40 20 0 -20 (S
Page 89 and 90:
5.3.2 Boyalara sürekli ve karışt
Page 91 and 92:
% Bozunma 100 80 60 40 20 0 -20 (50
Page 93 and 94:
% Bozunma 100 80 60 40 20 0 (periyo
Page 95 and 96:
Nansheng et al. (1996) ise RR2, RB4
Page 97 and 98:
ineceğinden, daha etkin bir karı
Page 99 and 100:
Şekil5.42, Şekil 5.43 ve Şekil 5
Page 101 and 102:
Şekil 5.45-Şekil 5.47’den de g
Page 103 and 104:
çözeltide birim boyaya karşılı
Page 105 and 106:
KAYNAKLAR Adewuyi, Y.G. 2001. Ind.
Page 107 and 108:
EK 1 Kalibrasyon grafiği EKLER EK
Page 109 and 110:
EK 1 Kalibrasyon grafiği (devam) A
Page 111 and 112:
EK 2 Gerçekleştirilen deney koşu
Page 113 and 114:
2.Reactive Red 2 (Sürekli+ karış
Page 115 and 116:
Çizelge 7 Çizelge 6 koşullarınd
Page 117 and 118:
5. Reactive Red 2 (Periyotlu (5 s a
Page 119 and 120:
Çizelge 13 Çizelge 12 koşulları
Page 121 and 122:
sıcaklık (C) 50 45 40 35 30 25 20
Page 123 and 124:
9. Reactive Red 2 (Periyotlu (0.1 s
Page 125 and 126:
Sıcaklık (C) 50 45 40 35 30 25 20
Page 127 and 128:
Reaktör İçi Sıcaklık 27-28 C(1
Page 129 and 130:
sıcaklık (C) 50 45 40 35 30 25 20
Page 131 and 132:
Çizelge 27 Reactive Red 2’e sür
Page 133 and 134:
Sıcaklık (C) 50 45 40 35 30 25 20
Page 135 and 136:
Çizelge 33 Basic Yellow 2’nin s
Page 137 and 138:
Page 139 and 140:
6. Basic Yellow 2 (Sürekli+karış
Page 141 and 142:
Page 143 and 144:
Page 145 and 146:
10. Basic Yellow 2 (Sürekli+karı
Page 147 and 148:
11. Basic Yellow 2 (Sürekli+karı
Page 149 and 150:
No Zaman Sıcaklık No Zaman Sıcak
Page 151 and 152:
sıcaklık (C) 18 16 14 12 10 8 6 4
Page 153 and 154:
3. Reactive Blue 4 1. Reactive Blue
Page 155 and 156:
Sıcaklık (C) 30 25 20 15 10 5 0 R
Page 157 and 158:
127 277 28 131 281 28 135 285 28 12
Page 159 and 160:
No Zaman Sıcaklık No Zaman Sıcak
Page 161 and 162:
Page 163 and 164:
Page 165 and 166:
Sıcaklık (C) 50 45 40 35 30 25 20
Page 167 and 168:
8. Reactive Blue 4 (Sürekli+karı
Page 169 and 170:
Page 171 and 172:
Page 173 and 174:
Sıcaklık 50 45 40 35 30 25 20 15
Page 175 and 176:
EK 3 Zamanla alınan derişim değe
Page 177 and 178:
EK 4 Başlangıç Hızı Bölüm 5.
show all

ankara ün vers tes fen bl mler enst - Ankara Üniversitesi Açık Erişim ...

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?