30 SU VE ÇEVRE TEKNOLOJİLERİ • 07 / 2026 KONUK YAZAR O₃/H₂O₂ kombinasyonu literatürde peroksone olarak da geçer ozonun H₂O₂ ile reaksiyonu sonucu •OH üretimini hızlandırır ve ozon tüketimini azaltır. Klasik O₃'e kıyasla aynı organik yük için daha düşük ozon dozu yeterli olur. Ancak sistemin zayıf halkası ozon jeneratörünün enerji tüketimidir; kWh başına üretilen ozon miktarı tesisin ekonomisini doğrudan belirler. Uygulama alanı olarak içme suyu arıtımında köklü bir yeri olmakla birlikte, tekstil ve kağıt-selüloz endüstrisindeki renkli atık sularda giderek daha fazla tercih ediliyor. Boya moleküllerindeki kromofor grupları ozon karşısında hızla parçalanır; renk giderimi birkaç dakika içinde tamamlanabilir. UV/H₂O₂ Ultraviyole ışık, 254 nm dalga boyunda H₂O₂ molekülünü fotolize ederek iki •OH radikali üretir. Sistem görece basit ve modülerdir; mevcut arıtma hatlarına reaktör eklenerek entegre edilebilir. Düşük askıda katı madde (AKM) içeren ve renksiz ya da az renkli sularda etkinliği yüksektir. Ancak UV/H₂O₂'nin Achilles topuğu UV transmitansıdır. Yüksek renk, yüksek organik madde (KOİ) veya yüksek türbidite, UV fotonlarını emip sistemi etkisiz kılar. Bu nedenle uygulama öncesinde bir ön arıtma basamağı koagülasyon, filtrasyon veya biyolojik arıtma neredeyse her zaman zorunludur. Pratik tasarım parametresi olarak UV dozu (mJ/cm²) ve H₂O₂ konsantrasyonu ([H₂O₂]/[TOC] molar oranı) optimizasyonu, pilot çalışmalarda mutlaka ele alınmalıdır. H₂O₂ fazlası paradoks bir şekilde •OH'yi kendisi tüketir ve verimliliği düşürür; bu “scavenger etkisi” göz ardı edilemez. FENTON VE FOTO-FENTON 1894'te Henry Fenton tarafından keşfedilen klasik reaksiyon, asidik pH'da Fe²+ ile H₂O₂'nin reaksiyonundan •OH üretir: Fe²+ + H₂O₂ → Fe³+ + •OH + OHSistemin avantajları belirgindir: reaktifler ucuz ve yaygın, ekipman basit, yüksek KOİ yüklerinde bile etkili. Ancak operasyonel kısıtlamalar ciddidir. pH 2,5–3,5 bandında çalışmak zorunludur; bu da reaktif tüketimini ve nötralizasyon maliyetini artırır. Reaksiyon sonunda oluşan Fe(OH)₃ çamuru ek bertaraf maliyeti demektir. Foto-Fenton, bu tabloya UV ışığı ekleyerek Fe³+'ü yeniden Fe²+'ye indirger ve H₂O₂ tüketimini ciddi ölçüde azaltır. Güneş enerjisiyle çalışan solar-Fenton sistemleri, özellikle Akdeniz ikliminin hâkim olduğu coğrafyalardaki Türkiye bu gruba girer cazip bir ekonomik alternatif sunuyor. İspanya'daki CIEMAT-Plataforma Solar de Almería'da yürütülen uzun soluklu çalışmalar, solar-Fenton'ın tekstil ve zeytinyağı işleme atıksularında endüstriyel ölçekte uygulanabilirliğini belgeliyor. FOTOKATALIZ (TIO₂/UV) Titanyum dioksit, ultraviyole ışık altında elektronları değerlik bandından iletim bandına taşır ve bu süreçte hem •OH hem de süperoksit radikali (•O₂-) üretir. Katalizörün en büyük avantajı tükenmemesi; teorik olarak sonsuz kez kullanılabilir. Ne var ki TiO₂ yalnızca UV spektrumunda aktiftir ve yalnızca güneş ışığının yaklaşık %5'ine karşılık gelir. Bu sınırı aşmak için gözle görünür ışıkta aktif, azot veya kükürt katkılı (doped) TiO₂ katalizörleri araştırılıyor; grafen-TiO₂ kompozitleri ve perovskit yapılar ise akademik literatürde hızla yer kazanıyor. Ancak bu malzemelerin endüstriyel ölçekteki maliyeti ve kararlılığı hâlâ kritik engellerden biri. Pratik uygulamada katalizörün reaktör içinde hareketsizleştirilmesi (immobilization) yüzeylere, dolgu malzemelerine ya da membranların üzerine kaplanması sıvı fazdan ayrılma maliyetini ortadan kaldıran önemli bir adım. ELEKTROKIMYASAL OKSIDASYON Teknik olarak AOP ailesinin dışında değerlendirilse de elektrooksidasyonu bu bağlamda anmamak olmaz. Anot yüzeyinde, özellikle bor katkılı elmas (BDD) elektrotlarda, •OH üretimi son derece yüksek verimle gerçekleşir. Reaktif kullanımı yoktur, pH bağımlılığı düşüktür, sistem otomatize edilebilir. Dezavantajı yüksek elektrot maliyeti ve enerji tüketimidir. Ama yüksek toksisiteli, biyolojik olarak dirençli konsantre atık suların arıtımında siyanür, PFAS, farmasötikler BDD elektrooksidasyon giderek öne çıkıyor. RO ILE ENTEGRASYON: NEREDE KONUMLANMALI? Önceki yazımızda ele aldığımız ters osmoz sistemiyle AOP'un birleşimi, iki farklı strateji üzerinden kurgulanabilir. AOP → RO (ön arıtma olarak): Biyolojik olarak dirençli bileşikler önce AOP ile parçalanır, ardından RO ile tuzdan arındırılır. Bu yaklaşım membran fouling riskini azaltır; organik kirleticilerin membrana ulaşmadan önce mineralize edilmesi membran ömrünü uzatır. RO → AOP (konsantrat arıtımı
RkJQdWJsaXNoZXIy MTcyMTY=