Eloksal banyolarında istenen asit konsantrasyonunun sağlayabilmesi için banyolardaki H2SO4 konsantrasyonunun 200,0 g/L, alüminyum konsantrasyonunun 11,0 g/L değerine yaklaĢtığı zaman haftada bir banyoların yarısının boĢaltılıp atılması gerekmektedir. Bu durumda her biri 12 m³ hacminde olan 3 adet banyodan haftada(6 günde) 36/2=18 m³ olmak üzere günde 18/6=3 m³ atıksu oluĢmaktadır.
Pilot uygulamada RFa=25 25 L hacimde 500 L/h kapasiteli Pilot AĠD Ünitesi(A870 Reçine)‟nin sülfürik asit geri kazanım verimi %91,1 dir. RFb=25 L 25 L hacimde 500 L/h kapasiteli Pilot AĠD Ünitesi(Selion AR850 Reçine)‟nin sülfürik asit geri kazanım verimi %77,4 tir.Bu nedenle gerçek ölçekliAĠD Ünitesi‟nin tasarımı,geri kazanım verimi daha yüksek olan A870 Reçine‟ye göre
yapılmıĢtır. Banyodan günde oluĢan 3 m³ atıksuiçin pilot ölçekle orantılı olarak, 250 L banyo atıksuyunun reçineden geçirildikten sonra 250 L yumuĢaksu kullanılarak reçine üzerinden geri kazanım yapılacaktır. Bu iĢlem 5.000 L/h=5 m³/h kapasiteli gerçek ölçekli geri kazanım ünitesi gereklidir. Reçine üzerinde tutulan iyonların yumuĢaksu ile geri yıkanması sonucunda %91,1 verim ile sülfürik asit geri kazanımı yapılmaktadır.
Eloksal Banyosu‟ndan H2SO4 geri kazanımı için AĠD Ünitesi akıĢ Ģeması ġekil 5.2‟de verilmiĢtir.
Geri kazanılan asit banyoda tekrar kullanılır
ġekil 5.2: Eloksal Banyoları Gerçek Ölçekli 250 L Hacimli 5 m³/h Kapasiteli Asit Geri Kazanım Sistemi(AĠD) AkıĢ ġeması
250 L YumuĢak Su Tankı 3 adet toplam 36 m³ hacimdeki Eloksal Banyosu‟nda 6 günde 18 m³ olmak üzere günde atılan 3 m³ banyo atıksuyu(198,7 g/L H2SO4 ve Al:9,1 g/L) 250 L Asit Geri Kazanım Tankı (Purolite A870 model Reçine üzerinde; 181,1 g/L H2SO4, ve Al:5,8 g/L) 250 L Geri Kazanım Tankı (içeriği (181,1 g/L H2SO4) 250 L Eloksal Banyo Deposu Ġçeriği (250 L su, 198,7 g/L H2SO4 ve Al:9,1 g/L) Alüminyum Sülfat ve geri kazanılamayan Sülfürik Asit‟li karıĢım(17,6 g/L H2SO4, ve Al:3,3 g/L)
ġekil 5.2‟ye göre; Eloksal Banyosu‟ndan günde atılan 3 m³ Sülfürik Asit ve Alüminyum(iyon halinde) içeren banyo atığı(içeriği) 250 L kapasiteli depoya alınmakta ve bu depodan da içinde Purolite A870 model Reçine bulunan250 L hacminde AĠD Geri Kazanım Tankı(Ünitesi)‟nden geçirildiğinde tank içindeki reçine üzerindeki 181,1 g/L H2SO4, ve Al:5,8 g/L tutulmaktadır. Reçine üzerinde tutulamayan 198,7-181,1=17,6 g/L H2SO4, ve 9,1-5,8=Al:3,3 g/L ayrıca banyo içeriğinde iyon halinde bulunan Sülfat ve Alüminyum‟un reaksiyonu sonucunda(AĠD Tankı-Ünitesi çıkıĢından sonra) katı halde oluĢan Alüminyum Sülfat AĠD Ünitesi‟nden atılmaktadır. 250 L yumuĢak(saf) su AĠD Ünitesi‟ne basıldığında reçine üzerinde tutulan 181,1 g/L H2SO4 içeren karıĢım 250 L Geri Kazanım Tank‟ına alınmakta ve buradan da proseste tekrar kullanılmak üzere Eloksal Banyoları‟na gönderilmektedir. 250 L yumuĢak su reçine üzerine gönderildikten sonra reçineden 237 L geri kazanım suyu alınabilmektedir. Bu durumda ünitenin atıksu geri kazanım verimi 237/250=%95 olmaktadır.
Ġçinde %98'lik 450 kg Sülfürik Asit ve 20 kg Alüminyum bulunan 3 m³ eloksal banyosu atıksuyunun gerçek ölçekli geri kazanımı için 250 L hacimli 5 m³/h kapasiteli AĠD Ünitesi(Purolite A870 model Reçine kullanılarak) ile 3 m³ yumuĢak su kullanılarak %91,1 verim ile 410 kg Sülfürik geri kazanılarak eloksal banyolarında tekrar kullanılacaktır. Ayrıca %63,7 verim ile 12,74 kg iyon halindeki Alüminyum geri kazanılacaktır. Banyo içeriğinde iyon halinde bulunan Sülfat ve Alüminyum‟un reaksiyonu sonucunda(AĠD Ünitesi çıkıĢından sonra) katı halde oluĢan Alüminyum Sülfat ise kimyasal arıtma tesislerinde koagülant olarak kullanılmaktadır.
Günde ortalama 195-200 g/L H2SO4, Al:8,5-9,5 g/L konsantrasyonuna sahip 3 m³ banyo atıksularının geri kazanımı yapılarak 177,65-188,2 g/L değerleri arasındaki H2SO4 banyoda tekrar kullanılacaktır. Geri kazanılamayan 17,35- 17,8 g/L değerleri arasındaki H2SO4ve Al:3,08-3,45 g/L değerleri arasındaki 3 m³ atıksu ĠSKĠ limitlerinde deĢarj için kimyasal arıtma tesisine gidecektir. Eloksal banyosundan günde oluĢan 3 m³ atıksuyun 250 L Hacimde 5 m³/hkapasiteli gerçek ölçekli AĠD Ünitesi kullanılarak yapılacak geri kazanım iĢleminin maliyeti Çizelge 5.4‟te, yapılacak geri kazanım iĢleminin getirisi ise Çizelge 5.5‟te verilmiĢtir.
Çizelge 5.4:Eloksal Banyolarında 250 L Hacimde 5 m³/h Kapasiteli Gerçek Ölçekli AĠD Ünitesi Ġle Geri Kazanım Maliyet Tablosu
Maliyet Konusu Günlük Maliyet(TL) Yıllık Maliyet(TL)
Elektrik sarfiyatı 1,5 450
Reçine Maliyeti 6,85 2.055
Geri Kazanım için Harcanan YumuĢak Su
Maliyeti 50,00 15.000
Toplam Maliyet 58,35 17.505
Çizelge 5.4‟teki maliyetleri değerlendirdiğimizde; Reçine üzerinde biriken asit ve alüminyumun reçine üzerinden yumuĢaksu ile geri yıkanarak geri kazanılması için 5 kW gücündeki elektrik motoru kullanılarak 1 saat çalıĢtırılacaktır. Elektiriğin kWh maliyeti 0,3 TL olması nedeniyle ünitenin çalıĢtırılmasında kullanılan elektriğin maliyeti günlük 5x0,3=1,5 TL olacaktır. 1 adet reçinenin fiyatı 7.500 TLdır. Reçine 1.095 günde ömrünü tamamlamaktadır. Bu durumda günlük reçine maliyeti 7.500/1.095=6,85 TL olacaktır. AĠD Ünitesi‟nde günde kullanılacak olan 3 m³ Ģebeke suyunun yumuĢatılmasının maliyeti 50 TL dır. Gerçek ölçekli Eloksal Banyosu AĠD Ünitesi ile günlük geri kazanım maliyeti toplam 58,35 TL, ortalama 300 gün çalıĢma ile de yıllık maliyeti 17.505 TL olacaktır.
Çizelge 5.5: Eloksal Banyoları 250 L Hacimde 5 m³/h Kapasiteli AĠD Ünitesi ĠleGeri Kazanım Gelir Tablosu
Getiri Konusu Günlük Kazanç(TL)
Geri Kazanılan H2SO4 328
Atıksu Geri Kazanımı 28,5
Atıksu ArıtılmayıĢı 24,225
Toplam Kazanç 380,725
Çizelge 5.5‟teki kazançları değerlendirdiğimizde; Eloksal Banyosu‟ndan günde atılan 3 m³ atıksudan AĠD Ünitesiile geri kazanılan günlük 328 TL getiriyi eloksal banyosunda tekrar kullanılmak üzere %91,1 verim ile geri kazanılan 410 kg H2SO4(%98‟lik 1 kg. H2SO4=0,8TL olmak koĢuluyla 410x0.8=328 TL) oluĢturmaktadır, 3 m³ yumuĢak su kullanılarak %95 verim ile banyoya kazandırılan 2,85 m³suyun getirisi 2,85x10=28,5 TL olacaktır. Tesise ait Kimyasal Arıtma Tesisi‟nin atıksu arıtma maliyeti m³ baĢına 8,5 TL dır. Günde 2,85 m³ banyoya verilen suyun arıtılmayıĢına bağlı olarak 8,5x2,85=24,225
TL‟lık kazanç sağlanacaktır. Bu durumda günde toplam 328 + 28,5 + 24,225 =380,725 TL kazanç sağlanacaktır.
Eloksal banyolarında gerçek ölçekli 500 L hacimde 5 m³/h kapasiteli gerçek ölçekli AĠD Ünitesi kullanılarak günde 380,725-58,35=322,375 TL olmak üzere ortalama 300 gün çalıĢma ile yılda 300x(322,375)=96.712,5 TL kazanç sağlanacaktır. Günde 410 kg olmak üzere yılda 300 gün çalıĢma ile 123.000 kg sülfürik asit geri kazanılarak banyoda tekrar kullanılacaktır.
250 L hacimde reçine 5 m³/h kapasiteli gerçek ölçekli bir AĠD Ünitesi‟nin kurulum maliyeti yaklaĢık 85.000 TL + KDV 'dir. Eloksal banyoların günde oluĢan 2,85 m³ atıksuyun geri kazanılması için gerçek ölçekte tasarlanacak AĠD Ünitesi‟nin kullanılmasıyla yıllık kazanç(getiri) 96.712,5 TL olacaktır. Gerçek ölçekli AĠD Ünitesi kendisini yaklaĢık 11 ayda amorti edecektir.
5.3 Eloksal Durulama Banyoları Ġçin Gerçek Ölçekli AKD Ünitesi ÇalıĢması