Endüstriyel atıksulardaki siloksan bileşiklerinin ileri oksidasyon prosesleri ile giderim potansiyelinin belirlenmesi

Abstract

Son yıllarda çevre bilincinin artmasıyla, su ortamında mikrokirleticilerin oluşumu dünya çapında bir sorun haline gelmiştir. Atıksu arıtma tesisleri çıkış sularında bulunan mikrokirleticiler yüzeysel ve yeraltı suyu kaynaklarına taşınarak hem insan hem de diğer canlılar için ciddi sağlık riskleri oluşturmakta ve çevreye karşı tehlike arz etmektedir. Çevresel ortamlarda tespit edilen siloksanlar için atıksu arıtma tesisi deşarjlarının bir kaynak olduğu bilinmektedir. Tipik olarak, siloksan oluşumuyla ilgili çalışmalarda kentsel atıksu arıtma tesislerine odaklanılmıştır. Bugüne kadar yapılan çalışmalarda petrokimya atıksuyunda siloksan konsantrasyonları araştırılmamıştır. Konvansiyonel fizikokimyasal ve biyolojik arıtma prosesleri ile özellikle petrokimya tesisleri atıksularında bulunan toksik ve kalıcı özellikteki mikrokirleticilerin giderilmesinde yeterli verim elde edilememesi sebebiyle çıkış suyu değerlerinde mikrokirleticiler bakımından istenilen değerlere ulaşılamamaktadır. Bu atıksuların istenilen düzeyde arıtılabilmeleri için konvansiyonel arıtma işlemlerinden sonra ileri oksidasyon prosesleri kullanılarak mikrokirletici konsantrasyonlarında istenilen deşarj limitlerinin altına inilmesi önem arz etmektedir. Bu çalışmada, petrokimya atıksularındaki oktametilsiklotetrasiloksan (D4), dekametilsiklopentasiloksan (D5) ve dodekametilsiklohekzasiloksan (D6) halkalı siloksanların varlığı incelenmiş ve ozonlama, perokson yöntemleri ile oksidasyon sonrası bu mikrokirletici bileşiklerin konsantrasyonlarının minimize edilerek çevreye ve canlılara verilen zararın en aza indirilmesi hedeflenmiştir. Petrokimya atıksuyu içerisindeki hedef halkalı siloksanların ortalama konsantrasyonları D4, D5 ve D6 sırasıyla 1,09 ± 0,07, 1,80 ± 0,07 ve 4,46 ± 0,23 mg/L tespit edilmiştir. Siloksanların giderim verimliliğinin, 5 dakika temas süresinde uygulanan ozon dozunun artmasıyla önemli ölçüde arttığı sonucuna varılmıştır. Optimum reaksiyon koşulları altında; en yüksek giderim verimleri, 5 dakikalık reaksiyon süresi, 50 mg/L O3, 1,5 mg/L H2O2 dozu ve 11 pH değerinde sağlanmıştır.

In recent years, micropollutants in the water has become a worldwide problem with the increasing environmental awareness. The micropollutants in the effluents of wastewater treatment plants are transferred to surface and groundwater sources, posing serious health risks for both human and other living beings and posing a danger to the environment. It is believed that wastewater treatment plant discharges are a source for siloxanes detected in the environment. Typically, studies on siloxane formation have generally focused on urban wastewater treatment plants. To date, siloxane concentrations have not been investigated in any petrochemical wastewater. Conventional physicochemical and biological treatment processes and especially petrochemical plants cannot achieve the desired values in terms of effluent values due to lack of efficiency in removing toxic and persistent micropollutants. In order for these wastewaters to be treated at the desired level, it is important to reduce the pollutant concentrations below the desired discharge limits by using advanced oxidation processes after conventional treatment processes. In this study, octamethylcyclotetrasiloxane (D4), decamethylcyclopentasiloxane (D5) and dodecamethylcyclohexasiloxane (D6) in petrochemical wastewater was investigated and ozonation, peroxone methods were used to reduce the concentrations of these compounds to the minimum values. D4, D5 and D6 were found 1,09 ± 0,07, 1,80 ± 0,07 and 4,46 ± 0,23 mg/L, respectively. During 5 minutes contact time, it was concluded that the removal efficiency increased significantly with increasing ozone dose. Optimum reaction conditions for maximum removal efficiencies were found to be reaction time 5 minutes at pH 11, 50 mg/L O3 and 1,5 mg/L H2O2 dose.