Bu çalıĢ mada farklı kapasitelerde çalıĢan üç deği Ģi k boya endüstrisi nde su bazlı boya üreti minden kaynakl anan atı ksul arı n arıtılabilirli ği i ncel enmiĢtir. Deneysel çalıĢ mal arda a maç, Su Ki rlili ği Kontrol Yönetmeli ği‟nde ( 1988) bu endüstri dalı na iliĢki n belirlenmiĢ ol an deĢarj st andartları nı n sağl anması ol arak belirl enmi Ģtir. Bu a maç doğr ult usunda t esislerden alı nan atı ksu nu munel eri üzeri nde koagül asyon- fl okül asyon deneyl eri yür üt ül müĢ, el de edil en t ü m deneysel veriler, KOĠ gi deri m veri mleri, ça mur özellikl eri ve arıt ma mali yetleri yönünden değerl endiril miĢtir. ÇalıĢ mada koagül asyon-fl okül asyon deneyl eri nde Tesis 1 i çi n Sodyu m Bent onit il e Al u mi nyu m Sülfat; Tesis 2 i çi n Sodyu m Bent onit, Al u mi nyu m Sülfat, De mi r II Sül fat il e De mi r III Kl orür; Tesi s 3 i çi n i se sadece Sodyu m Bent onit kul lanıl mıĢtır. Her t esise ait pr oses atı ksul arı i çi n farklı pH değerl eri nde ve farklı dozajl arda atı ksuyun karakt eri nde meydana gel en değiĢi mler belirlenmiĢtir. At ı ksuyun karakt eri nde meydana gel en deği Ģi mler, ki myasal çökt ür me sonrası ol uĢan ça mur özelli kl eri ve biri m arıtma mali yetleri göz önünde bul undur ul arak boya endüstrisi ne ait bu üç farklı t esis içi n ki myasal arıt ma i Ģl e mi nde uygul anacak en uygun koagül antı n ve en uygun Ģartları n belirlenmesi ne çalıĢıl mıĢtır.
Tesi s 1‟ de pr oses atı ksul arı sadece su bazlı boya ve s u bazlı boya bağl ayı cı sı üreti minden kaynakl anmakt adır ve 50 m3/ gün‟l ük bir debi ye sahi ptir. Tesist e ayrı ca 25 m3/ gün‟l ük evsel niteli kli atı ksu ol uĢumu da söz konusudur.
Tesiste ol uĢan pr oses atıksul arı önce bir ki myasal arıt maya t abi t ut ul makt a ar dı ndan evsel nit eli kli atı ksul arla karıĢtırılarak bi yol oji k arıt ma ünit esi ne gönderil mekt edir. Tesiste meydana gel en pr oses atı ksul arı nı n konvansi yonel atı ksu karakteri zasyonu i ncel endi ği nde KOĠ içeri ği ni n 2/ 3‟ünü parti kül er KOĠ‟ ni n ol uĢt ur duğu gör ül mekt edir. Bu nedenle ki myasal çökt ür me yapıl ması zor unl udur. ÇalıĢma da el de edilen bul gul ar ve öneriler aĢağı da sıral anmakt adır.
Tesisten el de edil en pr oses atı ksul arı nı n konvansiyonel karakt erizasyonu l iterat ür de benzer endüstril er i çi n daha önce Böl ü m 2. 1. 4‟t e t abl ol ar hali nde sunul an atı ksu karakt eri zasyonl arı ile uyu ml udur. Ayrı ca l iterat ürde su bazlı boya ür eti mi
gerçekl eĢtiren t esisl erde 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 umda t esi st e ol uĢan atı ksul arı n bi ri m debi si ol an 0, 2 m3 atı ksu/t on boya değeri de literatür il e uygunl uk göst er mekt edir. Tesisten el de edil en atı ksul arı n t opl a m KOĠ‟si nin 2/ 3‟ ünün parti kül er bileĢenl erden ol uĢ ması dol ayı sı yl a atı ksul ar ki myasal koagülasyon-fl okül asyon i Ģl emi ne t abi t ut ul malı dır. Bu nedenle 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-fl okül asyon deneyl eri nde el de edil en KOĠ gi derim veri mleri uygul anan koagül antl ar ( Sodyu m Bent onit ve Al u mi nyu m Sül fat) 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 ek bi r arıt ma siste mi ile tekrar arıtıl malı dır.
Sodyu m Bent onit il e yürüt ül en deneyl er de, oriji nal p H değeri nde, p H 9 ve p H 10‟ da el de edil en KOĠ gi deri m veri mleri birbiri ne yakın değerl er ol arak t espit edil miĢtir. Ancak Sodyu m Bent oni t il e yapıl an deneyl er de KOĠ gi deri mi açı sı ndan, hi çbir koĢul da deĢarj st andartları sağl ana ma makt adır. Çökt ür me deneyl eri sonucunda el de edilen ÇHĠ değerl eri ise sı nır değeri n altı nda, ol dukça uygun çı kmıĢtır. DeĢarj st andartları nı n sağl ana ma ması ki myasal arıt madan sonra i ki nci bir arıtma adı mı nı zor unl u kıl makt adır.
Al u mi nyu m Sül fat il e yapıl an deneyl er de de Sodyu m Bent onit il e yapıl an deneyl er de tepit edil en s onuçl ara benzer sonuçl ar el de edil miĢtir. Koagül ant dozajı nı n arttırıl ması nı n KOĠ gi deri m veri mi üzeri nde ci ddi bir et kisi ol madı ğı t espit edil miĢtir. Aynı za manda her bir pH ve dozaj i çi n el de edilen gi deri m veri mlerini n he men he men birbiri ni n aynı değerl erde ol duğu belirlenmi Ģtir. Aynı Ģekil de hi çbir dozaj da deĢarj st andartları sağl ana madı ğı i çi n ki myasal arıt ma sonrası i ki nci bir arıt ma uygul anması gerekmekt edir. Bu nedenl e maliyeti düĢük bir alt ernatifi n t erci h edil mesi sonucuna varılmı Ģtır.
Böl ü m 5. 4. 1. 3‟ t e arıt ma mali yetleri ni n karĢılaĢtırıl ması nda her i ki koagül ant i çi n opti mu m Ģartlar belirlemi Ģtir. Bu sonuçl ara göre, Sodyu m Bent onit i çin en uygun seçenek en yüksek gi der me veri mine sahi p ol an p H 9‟ da 500 mg/lt‟li k dozaj; Al u mi nyu m Sül fat i çi n i se en düĢük mali yetli seçenekl er i çi nden KOĠ gi der me veri mi daha yüksek ol an pH 5, 5‟t a 100 mg/lt‟li k al um dozajı seçil miĢtir. Tesis 1 i çi n
u i ki seçenekt en arıt ma mali yetl eri ve KOĠ gi derme veri mleri karĢıl aĢtırıldı ğı nda p H 5, 5‟ta 100 mg/lt‟li k al um dozajı terci h edil miĢtir.
Tesis 2‟ de i se sadece su bazlı boya ve bağl ayıcı üreti minden kaynakl anan pr oses atı ksul arı 50 m3/ gün‟l ük bir debi ye sahi ptir. Tesiste ayrı ca 50 m3/ gün‟l ük evsel nit eli kli atı ksu ol uĢumu da söz konusudur.
Tesiste ol uĢan pr oses atıksul arı önce fi zi ksel ve ki myasal arıt maya t abi tut ul makt a ar dı ndan evsel nit eli kli atı ksul arla karıĢtırılarak bi yol oji k arıt ma ünit esi ne gönderil mekt edir. Tesiste meydana gel en pr oses atı ksul arı nı n konvansi yonel atı ksu karakt eri zasyonu i ncel endi ği nde KOĠ i çeri ği ni n 2/ 3‟ünü parti kül er KOĠ‟ ni n ol uĢt urduğu gör ül mekt edir. Bu nedenl e ki myasal çökt ür me yapıl ması zor unl udur. ÇalıĢ mada el de edilen bul gul ar ve öneriler aĢağı da sıral anmakt adır.
Tesi st en el de edil en pr oses atı ksul arı nı n konvansi yonel karakt eri zasyonu i ncel endi ği nde literat ürde benzer endüstriler i çin sunul an verilerden daha yüksek değerl erden ol uĢt uğu belirlenmiĢtir.
Tesisten el de edil en atı ksul arı n t opl a m KOĠ‟si ni n yakl aĢı k ol arak 2/ 3‟ünün parti kül er bil eĢenl er den ol uĢ ması dol ayı sı yl a atı ksul ar ki myasal koagül asyon-fl okül asyon iĢle mine t abi t ut ul malıdır. Bu nedenl e t esisten alı nan atı ksu nu munel eri il e koagül asyon-fl okül asyon deneyl eri yür üt ül müĢt ür. Ancak koagül asyon-flokül asyon deneyl eri nde el de edil en KOĠ gi deri m veri mleri uygul anan koagül antl ar i çi n deĢarj st andartları nı sağl aya mama kt adır. DeĢarj st andartları nı n sağl anması i çi n ki myasal ol arak arıtılan atı ksul ar ek bir arıt ma siste mi ile tekrar arıtıl malı dır.
Sodyu m Bent onit il e yürüt ül en deneyl er de, oriji nal p H değeri nde, p H 9 ve p H 10‟ da el de edil en KOĠ gi deri m veri mleri birbiri ne yakın değerl er ol arak t espit edil miĢtir. Ancak Sodyu m Bent oni t il e yapıl an deneyl er de KOĠ gi deri mi açı sı ndan, hi çbir koĢul da deĢarj st andartları sağl ana ma makt adır. Çökt ür me deneyl eri sonucunda el de edilen ÇHĠ değerl eri ise sı nır değeri n altı nda, ol dukça uygun çı kmıĢtır. DeĢarj st andartları nı n sağl ana ma ması ki myasal arıt madan sonra i ki nci bir arıtma adı mı nı zor unl u kıl makt adır.
Al u mi nyu m Sül fat il e oriji nal p H, p H5 ve p H 6‟ da yür üt ül en deneyl erde Sodyu m Bent onit il e yapıl an deneyl er de ol duğu gi bi hi çbir Ģekil de deĢarj st andartl arı sağl ana ma mı Ģtır. ÇHĠ para metresi i çi n de hi çbir Ģekil de sı nır değer ol an 120 ml/ g‟ı n altı nda bir değer el de edile me mi Ģtir. En yüksek gi der me veri mi il e t opl a m KOĠ ancak
1820 mg/lt değeri ne düĢür ül ebil miĢtir. Bu nedenle Tesis 2 i çi n Al u mi nyum Sülfat il e ki myasal çökt ür me iĢle mi ni n uygun ol madı ğı na karar verirl miĢtir.
De mi r III Kl or ür il e ki myasal çökt ür me deneyl eri oriji nal p H, p H 5 ve p H 9‟ da yür üt ül müĢt ür. Deneyl er sonucunda hi çbir Ģartta deĢarj st andartları sağl ana ma mı Ģtır ve atı ksul arı n ki myasal artı manı n ar dı ndan i ki nci bir arıtı ma i hti yacı ol duğu t espit edil miĢtir. ÇHĠ para metresi açısı nda i ncel endi ği nde birkaç dozaj hari ç di ğer büt ün dozajl ar da sı nır değeri n altı nda bir değer el de edilmi Ģtir. KOĠ gi der me verimi , arıt ma mali yeti ve ÇHĠ para met rel eri birarada i ncel endi ği nde Tesis 2 i çi n De mir III Kl or ür ile yapıl acak ol an ki myasal çökt ür me i çi n en uygun Ģartı n oriji nal p H‟t a 200 mg/lt‟li k dozaj ol duğuna karar veril miĢtir.
De mi r II Sülfat il e ki myasal çökt ür me deneyl eri oriji nal p H, p H 9 ve p H 10‟ da gerçekl eĢtiril miĢtir. Deneyl er sonucunda hi çbir Ģartta deĢarj standartları sağl ana ma mı Ģtır ve atı ksul arı n ki myasal artı manın ar dı ndan i ki nci bir arıtıma i hti yacı ol duğu t espit edil miĢtir. De mir II Sülfat ile yapıl an ki myasal çökt ür me deneyl eri sonucunda en yüksek KOĠ gi der me veri mi % 95 il e oriji nal pH‟t a 500 mg/lt‟li k dozaj da el de edil miĢtir. 0, 05 $/ m3atı ksu‟l uk en düĢük arıt ma mali yeti ise yine oriji nal pH‟t a 200 mg/lt ve 300 mg/lt‟li k De mir II Sülfat dozajı ile sağl an mıĢtır. KOĠ gi der me veri mi, arıt ma mali yeti ve ÇHĠ değerl eri gözönünde bul undur ul arak oriji nal pH‟t a 300 mg/lt‟li k dozaj en uygun seçenek ol arak belirlenmiĢtir.
Tesis 2 i çi n dört farklı koagül ant il e farklı pH‟l arda ve dozajlarda yapıl an ki myasal çökt ür me deneyl eri ni n sonucunda arıt ma mali yeti, ÇHĠ ve KOĠ gi der me veri mleri gözönünde bul undur ul arak opti mu m Ģartlar belirlenmiĢtir. Bu para metreler ı Ģı ğı nda Tesis 2 i çi n opti mu m Ģartları n oriji nal pH‟ta 300 mg/lt De mir II Sülfat il e sağl anacağı na karar verilmi Ģtir. Ancak hi çbir Ģekil de deĢarj st andar dı sağlana madı ğı içi n, Tesis 2‟ ye ait pr oses atı ksul arı nı n ki myasal arıt mayı t aki ben i ki nci bir arıt maya tabi t ut ul ması gerekmekt edir
Tesis 3‟t e pr oses atı ksuları sadece su bazlı boya üreti minden kaynakl anmakt adır ve 4, 6 m3/ gün‟l ük bir debi ye sahi ptir. Tesiste ol uĢan pr oses atı ksul arı ki myasal arıt ma ile arıtılarak kanal a deĢarj edil mekt edir. Tesiste me ydana gel en pr oses atı ksul arı nı n konvansi yonel atı ksu karakt erizasyonu i ncel endiği nde t opl a m KOĠ değeri ni n di ğer tesislere oranl a daha düĢük ol duğu gör ül mekt edir.
Tesisten el de edil en pr oses atı ksul arı nı n konvansi yonel karakt eri zasyonu i ncel endi ği nde literat ürde benzer endüstriler içi n sunul an verilerle çoğunl ukl a uygunl uk göst erdi ği belirlenmiĢtir. Tesis 3‟t e ol uĢan atı ksul arı n biri m debisi i se 0, 23 m3 atı ksu / t on boya‟ dır ve literat ür il e uygunl uk göst er mekt edir.
Tesis 3 i çi n yür üt ül en ki myasal çökt ür me deneyl eri sadece Sodyu m Bent onit il e oriji nal p H, p H 9 ve pH 10‟ da gerçekl eĢtiril miĢtir. Tesi s 3 i çi n opti mu m Ģ artl ar Böl ü m 5. 4. 3. 2‟de yapıl an değerl endir meye göre belirlenmiĢtir. Ki myasal çökt ür me deneyl eri nde el de edil en verilere göre en düĢük arıt ma mali yeti oriji nal p H‟t a 500 mg/lt‟li k Sodyu m Bent onit dozajı nda el de edil miĢtir. Bunun yanı sıra en yüksek KOĠ gi der me veri mi pH 10‟ da 1000 mg/lt‟li k Sodyu m Bent onit dozajı nda gerçekl eĢ miĢtir. Tü m Ģartlarda deĢarj standartları sağl anmıĢ ve ÇHĠ değerl eri de sı nır değer ol an 120 ml/ g‟ı n ol dukça altı nda çı kmıĢtır. Bu sonuçl ara göre Tesis 3 i çi n opti mu m Ģartl ar oriji nal pH‟t a 500 mg/lt‟li k Sodyu m Bent onit dozajı ol arak belirlenmiĢtir.
Tesis 3 i çi n opti mu m Ģartlada yapıl an mol ekül er boyut dağılı mı analizi ni n sonuçl arı Böl ü m 5. 3‟t e veril miĢtir. Ha m atı ksu ve optimu m dozaj da arıtıl mıĢ atı ksu il e yür üt ül en ultrafiltrasyon deneyl eri sonucunda ha m atı ksu i çi n en büyük KOĠ kaynağı nı n 1, 2 µm‟ ni n üzeri ndeki fraksi yon ol duğu belirlenmiĢtir. Arıtılmı Ģ atı ksu içi n i se en yüksek KOĠ gi deri mini n aynı fraksi yonda gerçekl eĢti ği t espit edil miĢtir. Ha m atı ksu i çi n en düĢük KOĠ kaynağı 3 k Da – 10 k Da arası nda kal an fraksi yondur. Sodyu m Bent onit il e arıtıl mıĢ atı ksuya bakıl dı ğında da en düĢ ük KOĠ gi deri mi ni n aynı fraksi yon içi n gerçekl eĢ miĢ ol duğu gör ül mektedir.
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, Ġstanbul, 3 – 5 Haziran, s. 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, 18t h ed., Was hi ngt on DC, US A
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.
Dovl etogl ou, O., Phili ppopoul os, C., Gri goropoul ou, H., 2002. Coagulati on f or
treat ment of pai nt i ndustry wast e wat er. Journal of Environment al Sci ence
and Healt h, A 37( 7), 1361-1377.
DYO, Boya Üreti mine Ait Tekni k Notl ar, 2004
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-
EPA, 1990. The Pai nt Ma nuf act uri ng I ndustry, US Envi ron ment Pr ot ection Agency,
EP A/ 625/ 7- 90/ 005
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 Şehircilik
Uygul ama Araştır ma Merkezi, Ġstanbul
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, Ġz mir
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.
I SO, 1986. Wat er Quality- Det er mi nati on of t he Che mi cal Oxygen De mand, Ref. No.
I SO 6060- 1986.
Met es, A., Kopri vanac, N. and Gl as novi c, A., 2000. Fl occul ati on as a Tr eat ment
Met hod f or Pri nti ng I nk Wast e wat er, Wat er Envi ronment Research, 72 ( 6), 680- 688
Met calf and Eddy, 1984. Wast e wat er Engi neeri ng Tr eat ment, Di sposal, Reuse, Met calf and Eddy Inc., Ne w Del hi
Ne mero w, N. L., Agardy, F. J., 1997. Strat egi es of I ndustri al and Hazar dous Wast e
Ma nage ment, Envi ron ment al Engi neeri ng Series, Van Nost rand
Rei nhol d Publishers, New Yor k.
Si ncero, A. P, Si ncero, G. A., 2003. Physi cal-Che mi cal Tr eat ment of Wat er and
Wa st e wat er, Le wi s Publishers, Was hi ngt on.
St ephens on, R. L., Bl avkburn, J. B., 1998. The Ha ndbook of I ndustri al Wa st e wat er
Syst e ms, Jr Le wi s Publishers, Was hi ngt on.
Su Kirlili ği Kontrol Yönet meli ği, 1988. 19919 Sayılı Res mi Gazet e
ġengül, F., 1986. Endüstri yel Atı ksul arı n Arıtıl ması, Dokuz Eyl ül Yayı nl arı, Ġz mir
Toröz, Ġ., Eroğl u, V., 1992. Boya Sanayii Atı ksul arı nı n Fi zi ko- Ki myasal Tasfi yesi, İ TÜ 3. Endüstri yel Ki rlenme Kont rol ü Se mpozyumu, Ġstanbul, 7 – 8
Eyl ül, 175-181
Tünay, O., 1996. Çevre Mühendi sli ği nde Ki myasal Pr osesl er, Ġ TÜ Ġ nĢaat Fakült esi
Mat baası, Ġstanbul.
Tünay, O., 1996. Endüstri yel Kirlenme Kontrolü, Ġ TÜ Ġ nĢaat Fakült esi Mat baası,
Ġstanbul.
Vesili nd P. A., 1980. Tr eat ment and Di sposal of Wast e wat er Sl udges, Ann Ar bor Sci ence Publishers Inc., Mi chi gan.
We ber, J. R., and Wal ter, J., 1972. Physi cochemi cal Pr ocesses f or Wat er Qualit y
Cont r ol, Wil ey Inc., Ne w York.
www. boyex. com
www. dyo. com.t r
ÖZGEÇMĠ ġ
Güli n Kutl uay, 1978 yılı nda Ġst anbul‟da doğdu. 1996 yılı nda, Özel Anabili m Li sesi‟nden mezun ol du. 1997 yılı nda Yıl dı z Tekni k Üni versitesi Ġ nĢaat Fakült esi Çevre Mühendi sli ği Böl ümü‟ nde lisans öğrenimi ne baĢl adı. 2001 yılında lisans öğreni mi ni t a ma ml adı. Hal en, Ġst anbul Tekni k Üni versitesi Fen Bili mleri Enstit üsü Çevre Mühendi sli ği Anabili m Dalı‟nda 2001 yılı nda baĢl adı ğı yüksek lisans