ELEKTROKİNETİK İŞLEM İLE KENTSEL ARITMA ÇAMURUNDAN AĞIR METALLERİN GİDERİMİ

Abstract

Bu çalışmada, elektrokinetik işlem ile anaerobik olarak çürütülmüş arıtma çamurundan ağır metallerin giderimini ve hareketliliğini araştırmak amacıyla farklı deneysel işlemler yürütülmüştür. Farklı akım uygulaması, farklı asitlerle ön asitleştirme, EDTA uygulaması ve kaolin-çamur karışımı ile elektrokinetik işlemler yürütülmüştür. Aynı zamanda ağır metallerin çevresel hareketliliğini ve ağır metal formlarını belirlemek amacıyla tüm deney serilerinde elektrokinetik işlem süresince ardışık kimyasal ekstraksiyon işlemleri yapılmıştır.Çalışmanın sonuçlarına göre Cr için en yüksek giderim oranı % 56, Pb ve Zn için ise %39 olarak belirlenmiştir. Farklı akım uygulaması, EDTA ilavesi ve kaolin-çamur karışım uygulaması metallerin kimyasal formlarında belirgin bir değişikliğe neden olmamıştır. Fakat asetik asit ve nitrik asit ile yapılan ön asitleştirme deneylerinde metallerin anoda yakın kısmında değişebilen ve indirgenebilen, katoda yakın kısımda ise yükseltgenebilen ve kalıntı türleri artmıştır. Daha yüksek ağır metal giderim verimlerinin sağlandığı uygulamalarda toplam maliyet artmıştır. % 54 Cr ve % 39 Zn giderim verimi elde edilen asetik asit ile çamur pH'nın 3'e ayarlandığı deney serisinde toplam maliyet 315,3 $/ton kuru çamur olarak hesaplanmıştır. Nitrik asit ile çamur pH'nın 3 olduğu deney serisinde ise toplam maliyet 171$/ton kuru çamur olarak belirlenmiştir.

Electrokinetic was applied to the studied sludge to remove heavy metals present in sludge under some conditions such as different current levels, preacidification by using different acids, EDTA addition and the mixture of kaolin-sewage sludge. Also in the each of the experimental series, sequential chemical extractions were applied to determine the bioavailability and the fractions of heavy metals during electrokinetic process.The highest removals of Cr, Pb and Zn were 56 %, 39 % and 39 %, respectively. The fractions of heavy metals did not change by different currents, EDTA addition and the mixture of kaolin-sewage sludge. In preacidification by using acetic acid and nitric acid, exchangeable and reducible fractions of heavy metals increased near the anode while oxidisable and residual fractions increased near the cathode. Total cost increased in the experimental applications, which the higher removals of heavy metals were obtained. In the preacidifacition of acedic acid at pH:3 in which the achieved removals of Cr, Pb and Zn were 54 %,37 % and 39%, respectively, total cost was calculated to be 315.3 $/ton dry sludge . On the other hand, in the preacidifacition of nitric acid at pH:3, total cost was calculated to be 171 $/ton dry sludge .