Dünyanın en önemli gül yağı üreticileri sırasıyla Türkiye ve Bulgaristan'dır."Rosa damascena Mill." adıyla anılan yağ gülü, Türkiye'de en çok Isparta'da yetiştirilir. Gül çiçeğinin işlenmesi esnasında, gül çiçeği miktarının yaklaşık 3-4 katı su kullanılmaktadır. Kullanılan suyun 1/3'ü gül çiçeği tarafından absorblanmakta, 2/3'ü ise atıksu olarak deşarj edilmektedir. Atıksular, çoğu işletmelerde bekletme havuzlarında ya da çukurlarda toplanarak buharlaştırma ve sızma yoluyla uzaklaştırılmaktadır. İleri oksidasyon prosesleri, yüksek oksidasyon potansiyeline sahip serbest radikallerin oluşumuna dayanır ve atıksuların içerisinde yer alan dirençli ve toksik organik kirleticilerin parçalanması için çekici ve alternatif bir metottur. Bu tez çalışmasının amacı yüksek organik yüke ve renge sahip bu atıksuların ileri oksidasyon prosesi ile arıtımının araştırılmasıdır. Fotokatalizör olarak TiO2, ışık kaynağı olarak UVA, UVC ve güneş ışığı kullanılarak atıksudan renk ve KOİ giderimi belirlenmiştir. TiO2'nin yüksek fotokatalitik aktivitesine rağmen arıtım sonunda atıksudan ayrılması problem oluşturur. Bu problemin ortadan kaldırılması için, TiO2, poroz bir doğal madde olan pomza taşı üzerine immobilize edilerek farklı boyutlarda yeni fotokatalizörler elde edilmiştir. Ayrıca TiO2-pomza fotokatalizörü ile gül işleme atıksularının fotokatalitik olarak arıtılması ilk defa bu tez çalışmasında araştırılmıştır. UV/TiO2, UV/TiO2-pomza, Güneş ışığı/TiO2 Güneş ışığı/TiO2-pomza proseslerine, aydınlatma süresi, katalizör yüklemesi, pH ve ışık şiddeti gibi parametrelerin ve fotokatalizörlerin adsorpsiyon kapasitelerinin oksidasyon prosesi üzerine etkisi belirlenmiştir. Destek malzemesinin partikül boyutunun immobilizasyona etkisi XRD, XRF ve SEM EDX analizleri ile belirlenmiştir. UV/TiO2 prosesi ile optimum koşullarda renk giderimi %60, KOİ giderimi %17 olarak belirlenmiştir. İmmobilizasyon işlemi TiO2'nin fotokatalitik aktivitesini düşürmüştür. Ancak yüksek katalizör yüklemelerinde karşılaşılan bulanıklığın önlenmesi ve daha yüksek giderim yüzdeleri elde edilmesine olanak sağlamıştır. TiO2'nin destek malzemesi üzerine immobilizasyonu filtrasyon gereksimini ortadan kaldırmıştır. UV/TiO2-pomza prosesinde optimum koşullarda en iyi renk giderimi P2 fotokatalizörü ile %65, KOİ giderimi ise % 15 olarak bulunmuştur. Güneş ışığı/TiO2 prosesiyle optimum koşullarda %51,7 renk giderimi, %15,7 KOİ giderimi elde edilmiştir Yapay UV lamba kullanılarak yürütülen fotokatalitik oksidasyon deneyleri güneş ışığına kıyasla daha yüksek KOİ ve renk giderimi sağlamıştır. Anahtar Kelimeler: Fotokataliz, güneş ışığı, gül yağı, ileri oksidasyon prosesi, pomza, Rosa damascena Mill., TiO2, UV.
The world's major rose oil producers are, respectively, Turkey and Bulgaria. Oil rose called "Rosa damascena Mill." is mostly grown in Isparta in Turkey. The amount of the water used for processing of rose petals is about 3-4 times of the rose flower. During the process, the rose flowers absorb 1/3 of water and 2/3 is discharged as the waste stream. In most facilities, wastewater is collected in lagoons or pits and removed by evaporation and infiltration. Advanced oxidation processes are based on the formation of free radicals with high oxidation potential and are an attractive and alternative method for the removal of resistant and toxic organic pollutants in wastewaters. The aim of this thesis is to investigate the treatability of these wastewaters which has high organic load and dark color by advanced oxidation process. Color and COD removal from wastewater were determined by using TiO2 as photocatalyst, UV and sunlight as light source. Despite the high photocatalytic activity of TiO2, the separation of nanopartices from wastewater is a problem. To overcome this problem, TiO2 has been immobilized on porous natural pumice stone and new photocatalysts have been obtained in different sizes. In the literature, no other studies have been found to purify rose water by photocatalytic methods. Photocatalytic treatment of rose processing wastewaters with TiO2-pumice photocatalyst was also investigated in this thesis for the first time. The effects of parameters such as, illumination period, catalyst loading, pH and light intensity on the UV/TiO2, UV/TiO2-pumice, Sunlight/TiO2 and Sunlight/TiO2- pumice processes were determined. The effect of the adsorption capacities of the photocatalysts on the oxidation process was determined. The effect of the support material particle size on immobilization was analyzed by XRD, XRF and SEM EDX. The color removal was determined as 60% and the COD removal as 17%, under optimum conditions with UV/TiO2 process. The immobilization process reduced the photocatalytic activity of TiO2 photocatalyst. However, it avoided blurring in high catalyst loading and allowed higher removal percentages. In addition, immobilization of TiO2 on support material has eliminated the need for filtration. The highest color and COD removal were found to be as 65% and 15% respectively with P2 photocatalyst under optimum conditions with UV/TiO2-pumice process. The highest color removal was determined as 51.7% and the COD removal as 15.7%, under optimum conditions with Sun light/TiO2 process Photocatalytic oxidation experiments conducted using artificial UV lamps provided higher COD and color removal compared to sunlight. Keywords: Advanced oxidation process, photocatalysis, pumice, Rosa damascena Mill., rose oil, sun light, TiO2, UV.
Tez (Doktora) - Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Çevre Mühendisliği Anabilim Dalı, 2017.
Kaynakça var.
Dünyanın en önemli gül yağı üreticileri sırasıyla Türkiye ve Bulgaristan'dır."Rosa damascena Mill." adıyla anılan yağ gülü, Türkiye'de en çok Isparta'da yetiştirilir. Gül çiçeğinin işlenmesi esnasında, gül çiçeği miktarının yaklaşık 3-4 katı su kullanılmaktadır. Kullanılan suyun 1/3'ü gül çiçeği tarafından absorblanmakta, 2/3'ü ise atıksu olarak deşarj edilmektedir. Atıksular, çoğu işletmelerde bekletme havuzlarında ya da çukurlarda toplanarak buharlaştırma ve sızma yoluyla uzaklaştırılmaktadır. İleri oksidasyon prosesleri, yüksek oksidasyon potansiyeline sahip serbest radikallerin oluşumuna dayanır ve atıksuların içerisinde yer alan dirençli ve toksik organik kirleticilerin parçalanması için çekici ve alternatif bir metottur. Bu tez çalışmasının amacı yüksek organik yüke ve renge sahip bu atıksuların ileri oksidasyon prosesi ile arıtımının araştırılmasıdır. Fotokatalizör olarak TiO2, ışık kaynağı olarak UVA, UVC ve güneş ışığı kullanılarak atıksudan renk ve KOİ giderimi belirlenmiştir. TiO2'nin yüksek fotokatalitik aktivitesine rağmen arıtım sonunda atıksudan ayrılması problem oluşturur. Bu problemin ortadan kaldırılması için, TiO2, poroz bir doğal madde olan pomza taşı üzerine immobilize edilerek farklı boyutlarda yeni fotokatalizörler elde edilmiştir. Ayrıca TiO2-pomza fotokatalizörü ile gül işleme atıksularının fotokatalitik olarak arıtılması ilk defa bu tez çalışmasında araştırılmıştır. UV/TiO2, UV/TiO2-pomza, Güneş ışığı/TiO2 Güneş ışığı/TiO2-pomza proseslerine, aydınlatma süresi, katalizör yüklemesi, pH ve ışık şiddeti gibi parametrelerin ve fotokatalizörlerin adsorpsiyon kapasitelerinin oksidasyon prosesi üzerine etkisi belirlenmiştir. Destek malzemesinin partikül boyutunun immobilizasyona etkisi XRD, XRF ve SEM EDX analizleri ile belirlenmiştir. UV/TiO2 prosesi ile optimum koşullarda renk giderimi %60, KOİ giderimi %17 olarak belirlenmiştir. İmmobilizasyon işlemi TiO2'nin fotokatalitik aktivitesini düşürmüştür. Ancak yüksek katalizör yüklemelerinde karşılaşılan bulanıklığın önlenmesi ve daha yüksek giderim yüzdeleri elde edilmesine olanak sağlamıştır. TiO2'nin destek malzemesi üzerine immobilizasyonu filtrasyon gereksimini ortadan kaldırmıştır. UV/TiO2-pomza prosesinde optimum koşullarda en iyi renk giderimi P2 fotokatalizörü ile %65, KOİ giderimi ise % 15 olarak bulunmuştur. Güneş ışığı/TiO2 prosesiyle optimum koşullarda %51,7 renk giderimi, %15,7 KOİ giderimi elde edilmiştir Yapay UV lamba kullanılarak yürütülen fotokatalitik oksidasyon deneyleri güneş ışığına kıyasla daha yüksek KOİ ve renk giderimi sağlamıştır. Anahtar Kelimeler: Fotokataliz, güneş ışığı, gül yağı, ileri oksidasyon prosesi, pomza, Rosa damascena Mill., TiO2, UV.
The world's major rose oil producers are, respectively, Turkey and Bulgaria. Oil rose called "Rosa damascena Mill." is mostly grown in Isparta in Turkey. The amount of the water used for processing of rose petals is about 3-4 times of the rose flower. During the process, the rose flowers absorb 1/3 of water and 2/3 is discharged as the waste stream. In most facilities, wastewater is collected in lagoons or pits and removed by evaporation and infiltration. Advanced oxidation processes are based on the formation of free radicals with high oxidation potential and are an attractive and alternative method for the removal of resistant and toxic organic pollutants in wastewaters. The aim of this thesis is to investigate the treatability of these wastewaters which has high organic load and dark color by advanced oxidation process. Color and COD removal from wastewater were determined by using TiO2 as photocatalyst, UV and sunlight as light source. Despite the high photocatalytic activity of TiO2, the separation of nanopartices from wastewater is a problem. To overcome this problem, TiO2 has been immobilized on porous natural pumice stone and new photocatalysts have been obtained in different sizes. In the literature, no other studies have been found to purify rose water by photocatalytic methods. Photocatalytic treatment of rose processing wastewaters with TiO2-pumice photocatalyst was also investigated in this thesis for the first time. The effects of parameters such as, illumination period, catalyst loading, pH and light intensity on the UV/TiO2, UV/TiO2-pumice, Sunlight/TiO2 and Sunlight/TiO2- pumice processes were determined. The effect of the adsorption capacities of the photocatalysts on the oxidation process was determined. The effect of the support material particle size on immobilization was analyzed by XRD, XRF and SEM EDX. The color removal was determined as 60% and the COD removal as 17%, under optimum conditions with UV/TiO2 process. The immobilization process reduced the photocatalytic activity of TiO2 photocatalyst. However, it avoided blurring in high catalyst loading and allowed higher removal percentages. In addition, immobilization of TiO2 on support material has eliminated the need for filtration. The highest color and COD removal were found to be as 65% and 15% respectively with P2 photocatalyst under optimum conditions with UV/TiO2-pumice process. The highest color removal was determined as 51.7% and the COD removal as 15.7%, under optimum conditions with Sun light/TiO2 process Photocatalytic oxidation experiments conducted using artificial UV lamps provided higher COD and color removal compared to sunlight. Keywords: Advanced oxidation process, photocatalysis, pumice, Rosa damascena Mill., rose oil, sun light, TiO2, UV.