Dergiler / Çukurova Üniversitesi Mühendislik-Mimarlik Fakültesi Dergisi / 2019 / Cilt: 34 - Sayı: 1
Kozmetik Sanayi Atıksularının Elektro-Fenton Yöntemi ile Arıtımında Cevap Yüzey Metodu Kullanılarak Proses Optimizasyonu
- Sayfa
- 57–66
- DOI
- —
Özet
Bu çalışmada, elektro-Fenton prosesi ile kozmetik sanayi atıksularından KOİ gideriminde proses parametrelerinin optimizasyonu ve matematiksel model oluşturulması için cevap yüzey metodlarından biri olan merkezi kompozit dizayn metodu uygulanmıştır. Proses değişkenleri olan pH, akım, reaksiyon süresi ve H 2 O 2 /KOİ oranının KOİ giderim verimleri üzerine etkileri değerlendirilmiştir. Giderim veriminin tahmin edilmesi için ikinci dereceden regresyon modelleri, Statgraphics Centurion XVI.I yazılım programı kullanılarak geliştirilmiştir. Optimum şartların belirlenmesi için varyans analizi (ANOVA) uygulanmış ve cevap yüzey grafikleri çizilmiştir. Model yardımıyla optimum şartlar; pH 4, akım 4 A, reaksiyon süresi 27,6 dakika ve H 2 O 2 /KOİ oranı 2 olarak belirlenmiş ve optimum şartlar altında KOİ giderim verimi %86 olarak belirlenmiştir. Optimum şartlarda elektrik ve elektrot sarfiyatını içeren işletme maliyeti 6,18 €/m 3 olarak belirlenmiştir. Çalışma sonuçları, cevap yüzey yönteminin, kozmetik sanayi atıksuyuna uygulanan elektro-Fenton prosesinin işletme şartlarının optimizasyonu için etkili bir yöntem olduğunu göstermektedir.
Abstract
In this study, response surface methodology (RSM) approach using Central Composite Design (CCD) was applied to develop mathematical model and optimize process parameters for COD removal from cosmetic industry wastewater by electro-Fenton process. Evaluation of the effects and interactions of process variables; pH, current, reaction time and H 2 O 2 /COD ratio were studied. Analysis of variance (ANOVA) showed the relative significance of process parameters in removal process. The second-order regression model was developed to predict the removal efficiencies using Statgraphics Centurion XVI.I software programme. The obtained optimum values via model for pH: 4, current: 4 A, reaction time: 27.6 min, H 2 O 2 /COD: 2 were determined. Under optimal values of process parameters 86% COD removal efficiency was obtained. The operational cost including both electricity and the electrode consumption at optimum conditions were determined to be 6.18 €/m 3 . Results of the study showed that RSM is a powerful tool for optimizing the operational conditions of electro-Fenton for COD removal from cosmetic industry wastewater.