İçme Sularının TİO2 Fotokatalizi ile Dezenfeksiyonu-Drinking Water Disinfection with TİO2 Photocatalysis

ÖZET

Dezenfeksiyon, içme ve kullanma sularında muhtemel bulaşıcı hastalıkları önleyerek halk sağlığını koruyabilmek için gerekli su arıtım sürecidir. Titanyum Dioksitin (TiO₂)  kullanıldığı fotokataliz prosesi de bir içme suyu dezenfeksiyon yöntemidir. Son yıllarda, titanyum dioksit (TiO₂) üzerinde, bir çok çevresel soruna karşı fotokatalitik aktivite özelliğinden dolayı yoğun olarak çalışılmaktadır. TiO₂ fotokatalitik teknolojisi kullanılarak UV radyasyonu altında dirençli hücrelerin hücre duvarları okside edilerek bakteriler yok edilebilir. Bu çalışmada fotokatalitik proses tanımlanmış, içme suyu arıtımı alanındaki uygulamalar ve dünya genelinde son yıllarda geliştirilen UV ve solar fotoreaktörler hakkında bilgiler verilmiştir.

Anahtar Kelimeler: titanyum dioksit, fotokatalitik oksidasyon, içme suyu dezenfeksiyonu,

fotokatalitik reaktörler

ABSTRACT

Disinfection is a necessary application for water treatment processes to protect health of society by prohibiting possible contagious disease in the type of potable water. Photocatalysis by titanium dioxide (TiO₂) is a drinking water disinfection method. The purification of water by heterogeneous photocatalysis with TiO₂ is one of the most rapidly growing areas of interest to both research workers and water purification plants. Recently, titanium dioxide (TiO₂) has been studied extensively due to its high photocatalytic activity for handling of several types of environmental problems. TiO₂ photocatalytic technology can destroy bacteria, which are resistant to oxidative destruction of cell membrane caused by sole UV irradiation. Photocatalytic processes are described and information about the application area on drinking water treatment is given. Various solar and UV reactors for photocatalytic water disinfection based mainly on nonconcentrating and concentrating collectors developed during the last few years are also described in detail.

Key Words: titanium dioxide, photocatalytic oxidation, disinfection of drinking water, photocatalytic reactor

 Konu ile ilgili daha ayrıntılı bilgilere ulaşabilmek için formu doldurup benimle irtibata geçebilirsiniz.

İçindekiler

1.İçme Suyu Kaynakları ve Korunması…………………1

2.İçme Suları İçin Ulusal ve Uluslararası Standartlar……………3

2.1.Ulusal Mikrobiyal Standartlar……...……3

2.2.Uluslararası Mikrobiyal Standartlar.……….4

3.İçme Sularının Dezenfeksiyonu……..……..6

3.1.Klasik Yöntemler….……..7

3.2.İleri Oksidasyon Yöntemleri……………..7

3.2.1.Fotokatalitik Yöntemler…………..8

3.2.1.1.Fotokataliz…………9

3.2.1.1.a.Tanımı…………….9

3.2.1.2. Fotokatalitik Dezenfeksiyonun İnaktivasyon Mekanizması…….9

3.2.1.3.Fotokataliz Türleri………12

3.2.1.3.a.Homojen İleri Oksidasyon Prosesleri……….12

3.2.1.3.b.Heterojen İleri Oksidasyon Prosesleri………12

3.2.1.4.Fotokatalize Etki eden Faktörler………….15

3.2.1.4.1.Homojen Fotokatalize Etki Eden Faktörler…....…15

3.2.1.4.2.Heterojen Fotokatalize Etki Eden Faktörler……..16

4. TiO₂ Yapısı ve Özellikleri……21

5.Fotokatalitik Reaktörler……….26

5.1.Fotokatalitik Reaktör Tipleri….…29

5.1.1. UV Lamba Kullanılan Fotoreaktörler………..29

5.1.1.a.Batık Membran Fotoreaktör…..29

5.1.1.b.Çok Tüplü Reaktör(MTR)……31

5.2.Solar Fotoreaktörler……………32

5.2.1.Birleşik Parabolik Reaktörler (CPR)……….32

5.2.2.Sabit Yataklı-İnce Film Reaktör(TFFBR)……33

5.2.3.Sürekli Parabolik Reaktör(PTR)…….34

5.2.4.Birleşik Parabolik Reaktör(CPCR)………35

5.2.5.Çift Cidarlı Sac Reaktör(DSSR)……….36

5.3.Fotokatalitik Reaktör Tasarımındaki Genel Hususlar…37

5.3.1.Fotokatalitik Reaktör Tasarımında Optimum Işık Yoğunluğu ve TİO₂ Dozu…39

5.3.2.UV Reaktör Tasarımında Göz Önünde Bulundurulması Gereken Hususlar….…40

6.Dünyadaki Uygulamar……..42

6.1.SOLWATER Projesi………..…43

6.1.1.Genel Özellikleri……….43

6.1.2.Çalışma Prensipleri…….44

6.1.3.Reaktörün bulunduğu yerin özellikleri……46

7.UV/TİO2 Reaktör Tasarım Uygulaması…....47

8.Kaynaklar..51