54 SU VE ÇEVRE TEKNOLOJİLERİ • 12 / 2025 MAKALE potansiyeli olan bir konudur. Elektrokoagülasyon yakın gelecekte inovatif ve ileri teknolojik sistemler arasında kendisine yer bulacak önemli su hazırlama ve su ve atık su arıtma yöntemlerinden birisi olacaktır. Bu makalenin konusu ise ana arıtma tesisi grubu elektrokoagülasyon olmak şartıyla elektrokoagülasyon tesisini teknik ve ekonomik olarak en uygun şekilde tamamlayıcı teknik, teknoloji ve tesis grupları ile kombine ederek en uygun su hazırlama sistemi ve atık su arıtma yöntemleri oluşturmak ve arıtılmış atık suyun büyük bölümünü resirküle ederek tekrar kullanarak işletmelere ekonomiklik ve çevreye faydalı olunabileceğini göstermektir. ELEKTROKOAGÜLASYON HAKKINDA GENEL TEORIK BILGILER Elektrokoagülasyon ile atık su arıtma, en uygun olarak elektrolitte (her türlü su ve atık suda) elektrik akımı altında çözülen demir ve/veya alüminyum elektrotlar (anot ve katot) kullanılarak yapılmaktadır. Literatürde elektrokoagülasyonla atık su arıtmanın elektrolitin en uygun pH sınırının 7.5-9.5 arasında ve atık suyun iletkenliğine göre verilen elektrik voltunun 3 ile 15 volt arasında olabileceği belirtilmektedir. Bu nedenle atık sular elektrokoagülasyona tabi tutulmadan önce gerekirse yağ alma, ön filtrasyon, pH ve iletkenlik ayarlamaları öngörülmeli, gerekirse yapılmalıdır. Aşağıdaki Prensip Şeması 1.1’de Elektrokoagülasyon yöntemi şematik olarak verilmiş ve elektrokoagülasyon işlemi esnasında oluşan temel elektrot reaksiyonları ve bu reaksiyonların yanı sıra oluşacak yan reaksiyonlar ve bu reaksiyonların devamı belirtilmiştir. Anotta demir, demir(II) olarak çözülüp oksitlenerek demir(III) hidroksit olarak çökerken, elektrolit içerisindeki impüriteler de kısmen oluşmuş alkalik ortamdan ötürü çökelerek demir(III) hidroksit tarafından absorbe edilip ortamdan ayrılırlar. Yan kimyasal reaksiyon olarak anotta ve katotta su parçalanarak H + ve OH - iyonları oluşur ve kimyasal reaksiyonlarla arıtma işlemine katkıda bulunurken, oluşan oksijen ve hidrojen gazları ortamdan ayrılır. Elektrokoagülasyon yönteminin temel teorisi, metal elektrotların (anotların) elektropotansiyellerine göre elektrolitte çözülmelerine ve oluşturdukları metal hidroksitlerin koagülasyon ve adsorpsiyon özellikleri ile doğrudan orantılıdır. Bundan dolayı atık suların ihtiva ettiği metallerin normal elektropotansiyellerinin ve elektrolitte çözünürlüklerinin bilinmesi önemlidir. Aşağıda bazı önemli metallerin, özellikle de elektrokoagülasyonda kullanılan alüminyum, demir vesaire gibi metallerin normal elektrokimyasal potansiyelleri verilmiştir. 1. Au³ + + 3e → Au⁰; E° = +1,49 V 2. Pt² + + 2e → Pt⁰; E° = +1,2 V 3. Pd² + + 2e → Pd⁰; E° = +0,98 V 4. Ag + + e → Ag⁰; E° = +0,79 V 5. Cu² + + 2e → Cu⁰; E° = +0,34 V 6. Bi³ + + 3e → Bi⁰; E° = +0,32 V 7. As³ + + 3e → As⁰; E° = +0,24 V 8. Sb³ + + 3e → Sb⁰; E° = +0,213 V 9. 2H + + 2e → H₂; E° = 0 V 10.Pb²+ + 2e → Pb⁰; E° = -0,216 V 11. Ni² + + 2e → Ni⁰; E° = -0,25 V 12. Fe² + + 2e → Fe⁰; E° = -0,4 V (Elektrokoagülasyonda kullanılan) 13. Al³ + + 3e → Al⁰; E° = -1,7 V (Anot metalleri) 14. Zn² + + 2e → Zn⁰; E° = -0,76 V 15. Mg² + + 2e v Mg⁰; E° = -2,36 V 16. Ca² + + 2e → Ca⁰; E° = -2,86 V Elektrokoagülasyon hücresinin verimliliği ve enerji verimliliği; elektrolitin pH’ı, iletkenliği, toplam iyon yükü, impurite kirliliği, elektrokoagülasyon hücresinin dizaynı ve elektrotların dizilimi, elektrik bağlantıları, elektrotlar arası mesafe, elektrik akım şiddeti, akım yoğunluğu ve uygulanan voltaj gibi birçok faktörden doğrudan etkilenmekte ve oransal bağımlılık göstermektedir. Bunun yanı sıra EC hücresinin verimliliği ve enerji verimliliği, Şekil 1. Fe(0) Elektrokoagülasyon Prensibi Redressör (Enerji Güç Kaynağı)
RkJQdWJsaXNoZXIy MTcyMTY=