Bu çalıĢ mada bir boya endüstrisi nde su bazlı boya ve mür ekkep üreti mi nden kaynakl anan atı ksul arı n arıtılabilirli ği i ncel enmi Ģtir. ÇalıĢ mal ar da atıks uyun Su Ki rlili ği Kontrol Yönetmeli ği’nde bu endüstri dalı na iliĢki n belirlenmiĢ ol an deĢarj st andartları nı n sağl anması hedefl enmiĢtir. Bu amaç doğr ult usunda t esisten alı nan atı ksu nu munel eri üzerinde koagül asyon-fl okülasyon deneyl eri yür üt ülmüĢ, el de edilen veriler, gi deri m veri mleri, ça mur özelli kl eri ve arıt ma mali yetleri yönünden değerl endiril miĢtir. Koagül asyon-fl okül asyon deneyl eri nde sodyu m bent onit, al ümi nyu m sülfat, de mi r III kl orür ve de mir II sülfat ol mak üzere dört farklı ki myasal madde kull anıl mıĢ, değiĢi k pH değerleri nde ve dozajlarda atı ksuyun karakt eri nde meydana gel en deği Ģi mler belirlen miĢtir. Atı ksuyun karakt eri nde me ydana gel en değiĢi mler, ki myasal çökt ür me sonrası ol uĢan ça mur özelli kl eri ve biri m arıt ma mali yetleri göz önünde bul undur ularak en uygun koagül antı n ve en uygun Ģartları n belirlenmesi ne çalıĢıl mıĢtır. Koagül asyon-fl okül asyon deneyl eri ni n ta ma ml an ması ve ki myasal arıt ma mali yetleri ni n hesapl anması ndan sonra her bir koagül ant i çi n mali yetleri ne bakıl arak seçilen değerlerde ve ha m atı ksu numunesi il e i nert KOĠ reakt örleri kurul muĢ ve ki myasal arıt manı n atı ksuyun i nert KOĠ bil eĢenl eri üzeri nde yarattı ğı et kiler belirlenmiĢtir. Tesiste proses atı ksul arı sadece su bazlı boya ve su bazlı mür ekkep üreti minden kaynakl anmaktadır ve 50 m3/ gün’l ük bir debi ye sahi ptir. Tesist e ayrı ca 20 m3/ gün’l ük bir evsel niteli kli atı ksu ol uĢumu da söz konusudur. Ġ nert KOĠ reakt örleri ni n kur ul ması nda t esist e ol uĢan pr oses atı ksul arı ve evsel nit eli kli atı ksul arı n debil eri baz alı nmıĢ ve ki myasal çökt ür meye t abii t ut ul muĢ pr oses atı ksul arı il e evsel nit eli kli atı ksul ar debil eri oranı nda karıĢtırılarak i nert KOĠ reakt örleri kur ul muĢt ur.
Tesiste ol uĢan pr oses atıksul arı önce bir ki myasal arıt maya t abii t ut ul duktan sonra evsel nit eli kli atı ksul arla karıĢtırılarak bi yol oji k arıt ma ünit esi ne gönderil mekt edir. Konvansi yonel atı ksu karakt eri zasyonuna bakıldı ğı nda atı ksul arı n KOĠ i çeri ği ni n 1/ 3’ünü parti kül er KOĠ ol uĢt ur makt adır. Bu nedenl e ki myasal çökt ür me yapıl ması zor unl udur. Ki myasal arıt ma sonrası evsel nit eli kli atı ksul arla debil eri or anı nda
karıĢtırılarak bi yol oji k arıt ma ünit esi ne gönderilen atı ksul arı n i nert KOĠ i çeri kl eri ni n bili nmesi bi yol oji k arıtma çı kıĢı nda atı ksuyun KOĠ’si hakkı nda fi kir ver mesi bakı mı ndan da öne mli dir. ÇalıĢ mada el de edilen bul gul ar ve öneriler aĢağı da sıral anmakt adır.
Su bazlı boya ve mür ekkep üreti mleri ni n gerçekl eĢti ği pr osesl erden kaynakl anan atı ksul arı n konvansi yonel karakt erizasyonu literat ürde benzer endüstriler i çi n sunul an verilerle uyuml udur. Tesiste ol uĢan atı ksul arı n karakt erizasyonu il e literat ürde benzer endüstrileri n ol uĢt urduğu atıksul ar i çi n verilen ve daha önce Böl ü m 2. 2. 3’te t abl ol ar hali nde sunul an atı ksu karakt erizasyonl arı karĢılaĢtırıl dı ğı nda verileri n birbirleri yl e uyu ml u ol dukl arı gör ül mekt edir. Ayrı ca literat ürde su bazlı boya üreti mi gerçekl eĢtiren t esislerde 1 litre boya üreti minde, 0 il e 1 litre arası nda atı ksu ol uĢt uğu belirtil mekt edir ( Gönüll ü ve di ğ., 1983). Bu dur u mda t esist e ol uĢan atı ksul arı n biri m debi si olan 0, 83 m3 atı ksu / t on boya değeri de lit erat ür il e uygunl uk göst er mekt edir.
Tesisten el de edil en atı ksul arı n konvansi yonel karakt erizasyonuna bakıl dı ğı nda atı ksul arı n t opl a m KOĠ’si ni n 1/ 3’ünün parti kül er bil eĢenl erden ol uĢt uğu gör ül mekt edir ve bu nedenl e de atı ksul ar ki myasal koagül asyon-fl okül asyon i Ģl e mi ne tabii t ut ul malı dır. Bu nedenl e t esisten alı nan atı ksu nu munel eri ile koagül asyon-fl okül asyon deneyl eri yür üt ül müĢt ür. Ancak koagül asyon-asyon-fl okül asyon deneyl eri nde el de edil en KOĠ gi deri m veri mleri hi çbir koagül ant i çi n deĢarj st andartl arı nı sağl aya ma makt adır. DeĢarj st andartları nı n sağl anması i çi n ki myasal ol arak arıtılan atı ksul ar bi yol oji k arıtma si st e mi nde t ekrar arıtıl malı dır. Deneysel veril er ve hesapl anan biri m arıt ma mali yetleri ne bakıl arak yür üt ül en i nert KOĠ deneyl eri ni n sonuçl arı bir arada değerl endirilerek en uygun ki myasal arıt ma Ģartları t espit edil miĢtir. Ki myasal çöktür me deneyl eri nde her bi r koagül ant i çi n el de edilen veril er ve i nert KOĠ deneyl eri sonrası nda el de edilen veriler aĢağı da özetlenmiĢtir.
Koagül ant ol arak sodyum bent oniti n kull anıl dı ğı deneyl erde, pH 9 ve p H 10’ da el de edilen KOĠ gi deri m veriml eri he men he men birbiri ne eĢit, oriji nal pH değeri nde el de edilen KOĠ gi deri m veriml eri ise pH 9 ve p H 10’da el de edil en veri mlere gör e daha düĢük çı ktı ğı gör ül müĢtür. Ancak KOĠ gi derimi açısı ndan sodyu m bent onit il e yapıl an deneyl erde, hi çbir Ģartta deĢarj st andartları sağl ana ma makt adır. Çökt ür me
çı kmıĢtır. DeĢarj st andartları nı n sağl ana ma ması ki myasal arıt madan sonra i ki nci bir arıt ma adı mı nı zor unl u kıl makt adır. Bunun i çi n en uygun çözü m ki myasal ol arak arıtılan atı ksul arı n evsel atı ksul arla birleĢtirilerek bi yol oji k arıtma ya t abii t ut ul ması dır. Bu dur u m göz önünde bul undur ul arak, zat en KOĠ gi deri m veri mleri açısı ndan birbiri ne çok yakı n ol an bent onit dozl arı i çerisi nde, mali yeti en uygun ol an alternatifler uygun bent onit dozl arı ol arak seçil miĢtir. Sodyu m bent onit ile oriji nal pH değeri nde 100 mg/l ve pH 10 değeri nde 100 mg/l dozajlarda çalıĢ mak mali yetleri ni n düĢük ol ması nedeni yl e uygun bent onit dozl arı ol arak değerl endiril miĢtir. Orijinal pH’t a % 23 KOĠ gi deri m veri mi el de edil en 100 mg/l dozda mali yet 0, 039 $/ m3 atı ksu ol arak bul unurken p H 10’ da 100 mg/l dozda el de edilen veri m % 33, birim arıt ma mali yeti ise 0, 048 $/ m3
atı ksu ol arak bul un muĢt ur. Dozajı n arttırıl ması KOĠ gi deri m veri mleri üzerinde çok büyük et ki yarat ma makt a ancak mali yetleri n art ması na neden ol makt adır. Sodyu m bent onit i çi n belirlenen bu dozl arda ki myasal çökt ür me yapıl ması nı n ar dı ndan atı ksul arı n i nert KOĠ bil eĢenl eri tespit edil mek üzere i nert KOĠ reakt örleri kur ul muĢt ur.
Al ü mi nyu m s ülfat ile yürüt ül en deneyl erde i se en düĢük mali yet e sahi p ol an p H 6’ da 100 mg/l al ü m dozunun al ü m i çi n en uygun doz ol duğuna karar verilmi Ģtir. Bu Ģartlarda el de edil en KOĠ gi deri m veri mi % 52 ol urken mali yet biri m atıksu baĢı na 0, 05 $/ m3 ol arak ger çekl eĢ miĢtir. Al ü m i çi n de sodyu m bent onit il e benzer Ģekil de dozajı n arttırıl ması nı n KOĠ gi deri m veri mleri üzeri nde ci ddi bir et kisi ol ma makt a ve el de edil en gi deri m veri mleri he men he men aynı değerl erde çı kmakt adır. Aynı Ģekil de hi çbir dozaj da deĢarj st andartları sağl anama dı ğı i çi n ki myasal arıtma sonrası i ki nci bir arıt ma uygul an ması gerek mekt edir. Bu nedenl e ki myasal arıtma da düĢük mali yetli alternatif t erci h edil meli dir. Al ü mi nyu m sülfatı n seçilen bu dozunda ki myasal çökt ür me yapıl ması nı n ar dı ndan evsel nit eli kli atı ksul ar il e karıĢtırılan atı ksu nu munesi ni n i nert KOĠ i çeri ği ni n t espit edil mesi i çi n i nert KOĠ reakt örl eri ni n kur ul ması na karar veril miĢtir.
De mi r III Kl or ür il e yürüt ül en deneyl erde el de edil en KOĠ gi deri m veri mleri % 40-60 aralı ğı nda gerçekl eĢ miĢtir ve deĢarj st andartları nı sağl ayan değerl er el de edile me mi Ģtir. Oriji nal pH değeri nde 50 mg/l dozda de mir III kl orür il e el de edil en gi deri m veri mi % 40 ol urken arıt ma mali yeti 0, 044 $/ m3
ol makt adır. Dozajı n arttırıl ması nı n veri m üzeri nde çok büyük bir et kisi ol mazken arıt ma mali yetleri
t ut ul acak ol mal arı nedeni yl e de mir III kl orür i çi n en düĢük mali yetli alternatif ol an oriji nal pH değeri nde 50 mg/l dozda ki myasal çökt ür me yapıl ması ve elde edil en ki myasal ol arak arıtıl mıĢ atı ksul arla evsel nit eli kli atı ksul arı n debil eri or anı nda karıĢtırıl ması yl a ol uĢan nu mune üzeri nde i nert KOĠ deneyl eri ni n yür üt ül mesi ne karar veril miĢtir.
De mi r sülfat ile yür üt ülen deneyl erde i se orji nal p H değeri nde el de edilen gi deri m veri mleri pH 9, pH 10 ve pH 11’ de el de edil en veri mleri n çok altı nda kal makt adır. Oriji nal pH değeri nde % 15- 24 aralı ğı nda gerçekl eĢen KOĠ gi deri m veri mleri pH 9’ da % 52- 54, pH 10’ da % 52- 53 ve p H 11’ de % 50 mert ebesi nde gerçekl eĢ miĢtir. Yüksek p H’l ardaki KOĠ gi deri m veri mleri ni n he men he men birbiri ne eĢit ol ması nedeni yl e mali yeti düĢük ol an doz en uygun de mir II sülfat dozu ol arak kabul edil meli dir. Oriji nal pH değeri nde 100 mg/l de mi r II sülfat dozajı nda arıtma mali yeti 0, 048$/ m3 ol arak gerçekl eĢ miĢtir. p H 9’ da 100 mg/l de mir sülfat il e ki myasal çökt ür me yapıl ması dur umunda da arıt ma mali yeti 0, 048 $/ m3
ol arak gerçekl eĢir ken KOĠ gi deri m veri mi % 53 ol makt adır. Bu nedenl e en uygun de mir II sülfat dozajı nı n pH 9’ da 100 mg/l olduğuna karar veril miĢtir. Bu dozda ki myasal çökt ür me uygul anması nı n ar dı ndan ki myasal ol arak arıtılmı Ģ atı ksul ar evsel nit elikli atı ksul ar ile debileri oranı nda karıĢtırıl mıĢ ve i nert KOĠ reakt örleri kur ul muĢt ur.
Deneysel çalıĢ manı n i kinci aĢa ması nda atı ksul ara seçilen Ģartlarda ki myasal arıt ma uygul a ması nı n atı ksuyun i nert KOĠ bil eĢenleri üzeri nde yarattı ğı et kil eri n belirlenmesi hedefl enmi Ģ ve bu a maç doğr ult usunda belirlenen Ģartlarda ki myasal çökt ür meye t abii t ut ul muĢ atı ksul ar il e evsel niteli kli atı ksul ar debil eri or anı nda karıĢtırılarak i nert KOĠ reakt örleri kurul muĢt ur.
Ġnert KOĠ deneyl eri ni n sonuçl arı na bakıl dı ğı nda oriji nal pH değeri nde 100 mg/lt bent onit ve p H 9’ da 100 mg/lt de mir II sülfat il e ki myasal çökt ür me yapıl ması dur umunda atı ksul arı n i nert KOĠ bil eĢenl erini n 200 mg/lt ol duğu ve deĢarj st andartları nı e mni yetli bir Ģekil de sağl aya madı ğı gör ül müĢt ür. Boya endüstrisi atı ksul arı nda KOĠ paramet resi i çi n SKKY’ nde belirlenmiĢ sı nır değer de 200 mg/lt’dir.
pH 10’ da 100 mg/lt sodyu m bent onit, pH 6’ da 100 mg/lt al ümi nyu m s ülfat ve oriji nal pH değeri nde 50 mg/lt de mir III kl orür il e ki myasal çökt ür me yapıl ması
dur umunda i se sadece i nert KOĠ i çeri kl eri ne bakılarak en uygun koagül antı n hangi si ol duğuna karar verebil mek mü mkün ol a ma makt adır. En uygun koagül antı n hangi si ol duğuna karar verebil mek i çi n i nert KOĠ i çeri kl eri ile birli kt e mali yetlere ve i Ģl et me Ģartları na bakıl mıĢtır.
pH 10’ da 100 mg/lt sodyu m bent onit, pH 6’ da 100 mg/lt al ümi nyu m s ülfat ve oriji nal pH değeri nde 50 mg/lt de mir III kl orür il e ki myasal çökt ür me yapıl ması dur uml arı nı n her üçü i çin de atı ksul arı n çözün müĢ i nert KOĠ i çeri kl eri deĢarj i çi n sı nır KOĠ değeri ol an 200 mg/lt’ni n altı ndadır ve ki myasal arıt ma biri m mali yetleri de birbiri ne ol dukça yakı ndır. pH 10’ da 100 mg/lt sodyu m bent onit ile ki myasal çökt ür meni n biri m maliyeti 0, 048 $/ m3, pH 6’da 100 mg/lt al ümi nyum s ülfat il e ki myasal çökt ür meni n bi ri m mali yeti 0, 050 $/ m3
ve oriji nal p H değeri nde 50 mg/lt de mir III kl orür il e ki myasal çökt ür meni n biri m mali yeti 0, 044 $/ m3
ol arak hesapl anmıĢtır. Ancak bu koagül antl ardan al üm il e ki myasal çökt ür me yapıl ması dur umunda ça mur kur utma yat akl arı yüzeyi nde ol uĢan ça mur keki ni n kalı nlı ğı 1, 1 c m gi bi ol dukça küçük bir değer ol makt adır. Bu değer ça mur uzakl aĢtır mada ça mur keki ni n yat ak yüzeyi nden sı yrıl ması nda sor unlara neden ol acaktır. 2 c m kek kalı nlı ğı nı n altı ndaki değerl er he m f azl a i Ģçili k ihti yacı he m de ça mur un sı yrıl ması sırası nda ol uĢan aĢırı ku m kaybı nedeni yl e i st enme mekt edir ( EPA, 1987). Bu nedenl erle ki myasal arıtma i çi n al ümi nyu m sülfat kullanıl ması uygun değil dir. Oriji nal pH’t a 50 mg/lt De mi r III Kl or ür ve pH 10’ da 100 mg/lt sodyu m bent onit il e ki myasal çökt ür me yapıl ması dur uml arı karĢılaĢtırıl dı ğı nda i se de mir III kl or ür ün sodyu m bent onit e göre çok daha uygun ol duğu gör ül mekt edir. De mir III kl orür il e ki myasal çökt ür me yapılması dur umunda atı ksuları n i nert KOĠ i çeri kl eri p H 10’ da bent onit ile çökt ür me yapıl ması dur umundaki i nert KOĠ konsantrasyonuna göre daha düĢükt ür ve ça mur kur utma yat ağı yüzeyi nde ol uĢan ça mur keki ni n kalı nlığı da daha yüksektir. Ça mur keki kalı nlı ğı nı n yüksek ol ması ça mur un uzakl aĢtırıl ması nda iĢlet me kol aylı ğı sağl a makt adır. KOĠ gi deri m veri mleri açısı ndan da orji nal pH’t a 50 mg/lt de mir III kl orür ile ki myasal çökt ür me daha et kili dir. Ayrı ca orji nal pH değeri nde 50 mg/lt de mi r III kl orür il e ki myasal arıt manı n mali yeti de p H 10’ da 100 mg/lt sodyu m bent onit ile ki myasal arıt ma yapıl ması durumuna göre daha düĢükt ür.
Bu nedenl er göz önünde bul undur ul arak bu çalıĢma da i ncel enen boya endüstrisi nden kaynakl anan atı ksul arı n ki myasal ol arak arıtıl ması i çi n en uygun koagül antı n de mir III kl orür ve en uygun dozajı n da orji nal pH’t a 50 mg/lt ol duğu sonucuna varıl mıĢtır.
KAYNAKLAR
Akça, L., Sevi mli, M. F., Al p, K., 1998. Boya Sanayii Arıt ma Tesisi Çamurl arı nı n
Kar akt erizasyonu ve Uzakl aĢtırıl ması, İ TÜ 6. Endüstri yel Ki rl enme
Kont rol ü Se mpozyumu, İstanbul, 3 – 5 Haziran, 183-190
AP HA, A WWA, AND WEF, 1995. St andar d Met hods f or t he Exami nati on of
Wat er and Wast e wat er, 18 t h ed., Was hi ngt on DC, USA
Cas ey, T. J., 1997. Unit Tr eat ment Pr ocesses i n Wat er and Wast e wat er Engi neeri ng,
El sevi er Sci ence, Amst erda m
Dol d, P. L., Eka ma, G. A. and Marai s, G.v. R., 1980. A general model f or the acti vat ed
sl udge process, Prog. Wat. Technol., 12, 47-77.
Eka ma, G. A., Dol d, P. L. and Marai s, G. v. R., 1986. Pr ocedures f or det er mini ng
i nfl uent COD fracti ons and t he maxi mu m s pecific gr owt h rat e of het erotrophs i n acti vat ed sludge syst e ms, Wat. Sci. Tech., 18, 91-114.
EPA, 1977. Pai nt and I nk For mul ati on, US Environment Pr ot ecti on Agency,
EPA-430/ 9- 76- 017c, Vol ume III.
EPA, 1987. Desi gn Ma nual, De wat eri ng Muni ci pal Wast e wat er Sl udges, US
Envi ron ment Prot ecti on Agency, EPA- 625/ 1- 87- 014
EPA, 1990. The Pai nt Ma nuf act uri ng I ndustry, US Envi ron ment Pr ot ecti on Agency,
EPA/ 625/ 7- 90/ 005
Fili beli, A., 1996. Arıt ma Ça murl arı nı n ĠĢl en mesi, Dokuz Eyl ül Yayı nl arı, İz mi r Göknil, M. H., Toröz, Ġ. ve Çi mĢit, Y., 1984. Endüstri yel Atı ksul arı n Kontr ol ve
Kı sıtla ma Esasl arı Pr oj esi- Tekstil Endüstrisi, İ TÜ Çevre ve Şehi rcilik
Uygul ama Araştır ma Merkezi, İst anbul
Gönüll ü, M. T., Gökni l, M. H. ve Toröz, Ġ., 1983. Boya Endüstrisi Kull anıl mıĢ
Sul arı nı n Tasfi yesi, II Ulusal Çevre Se mpozyumu, İz mir
Ger mirli, F., Orhon, D. and Art an, N., 1991. Assess ment of t he i nitial i nert sol ubl e
COD i n i ndustrial wast e wat ers, Wat. Sci. Tech., 23, 1077- 1086.
Ger mi rli, F., Or hon, D. , Art an, N., Ubay, E. ve Görgün, E., 1993. Effect of
Ger mi rli, F., Or hon, D. , Ere me kt ar, G., 1998. Inert COD Fr acti ons i n Two St age
Tr eat ment of a Pul p and Paper Mill Effl uent, J. Che m. Technol.
Bi ot echnol., 72, 7- 14.
Güngör, N., 1992. Radyoaktif Atı k Yöneti minde Bent onit, İTÜ Dergisi, 50, 4.
Güngör, N., Dil maç, S., 1994. Bent onit Su Si st e mleri ni n Reol oji k Özelli kl eri
Üzeri ne Ġki Farklı El ektroliti n Et kisi, İTÜ Dergisi, 52, 1-2.
He nze, M. , 1992. Char act eri zati on of Wast e wat er f or Modelli ng of Acti vated Sl udge
Pr ocesses, Wat. Sci. Tech., 25 (6), 1-15.
He nze, M., Grady, C. P. L. Jr., Guj er W. , Marais, G.v. R. and Matsuo, T., 1987.