Yüksek miktarda kaliteli suya ihtiyaç duyan ve aynı şekilde yüksek miktarda atıksu oluşturan tekstil endüstrilerinde, değerli ve günümüzde tüm dünyada olduğu gibi ülkemizde de yaşanan iklim değişikliği dolayısıyla yenilemez değerli bir doğal kaynak konumuna gelen su kaynaklarının her platformda etkin bir şekilde kullanılması gerekmektedir. Öyle ki; günümüzde artık endüstriyel sistemlerde endüstriyel ekoloji yaklaşımı çerçevesinde ‘’zero discharge- Sıfır deşarj’’
yaklaşımının benimsenmesine yönelik politikaların hayata geçirilmesi, gerek yasal mevzuatlar açısından gerekse endüstriyel sistemlerin alıcı ortamlar üzerinde meydana getirdiği geri dönüşümü yüksek etkiler açısından bir gereklilik olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu anlamda tekstil endüstrisi gibi birçok su tüketen endüstri sektöründe, bu anlamda üretim proseslerinde kullandığı sularını alıcı ortama vermeden basit veya ileri düzeyde ön arıtım işlemlerinden geçirdikten sonra tekrar ya üretim prosesi içerisinde yada endüstriyel sistemin başka noktalarında kullanım amacına bağlı olarak değerlendirilerek alternatif bir su kaynağı yaratma çabaları her geçen gün daha da önem kazanmaktadır.
Bu yaklaşım çerçevesinde bu çalışma; Çorlu/Tekirdağ’da bulunan ve %100 pamuk esaslı iplikten dokunmuş ve indigo boya (bitkisel kökenli boya) ile boyanmış denim kumaşı, gabardin ve benzeri kumaşların kullanıma hazır hale getirilmesi amacıyla muhtelif tekstil terbiye işlemlerinin uygulandığı bir tekstil endüstrisinin arıtılmış atıksuları üzerinde yürütülmüştür. Endüstrinin aerobik biyolojik atıksu arıtma tesisinin son çöktürme havuzu çıkışından 24 saatlik kompozit numuneler toplanmış ve incelenen periyotta endüstrinin aerobik atıksu arıtma tesisi son çöktürme havuzu çıkış suyunda, incelenen endüstride boyanan kumaşların kaliteleri üzerinde etkili olduğu konusunda endüstri yetkilileri ile birlikte mutabakata varılan İletkenlik, Renk, Sertlik, KOİ, Mn, Zn, Cu, Fe ve HCO3 parametreleri ölçülmüş ve ardından söz konusu arıtma tesisi çıkış suyu, laboratuvar ölçekli UF ve NF membran sistemlerine beslenerek geri kazanım imkanları araştırılmıştır.
Çalışma sonunda; Membran filtrasyon denemelerinden elde edilen süzüntü suyu 71
ölçüm sonuçları değerlendirildiğinde; en iyi verimin NP030 membranlar kullanılarak gerçekleştirildiği görülmüştür. UF ön arıtmasının NP030 uygulamasının akı da olduğu gibi giderme veriminde de önemli etkiler yaratmadığı tespit edilmiştir. Yapılan denemeler sonucunda süzüntü numunelerinde basınç artışına bağlı olarak süzüntü kalitesi de bir miktar artış göstermiştir. Ancak 8 ve 10 bar basınç uygulanan denemeler arasında önemli düzeyde süzüntü suyu kalitesinde fark belirlenemediği için tekstil materyalinde boyama amaçlı kullanılmak üzere belirlenen numuneler 8 barda çalışılan numunelerden seçilmiştir. Literatürde tekstil endüstrisinde boyama prosesinde kullanılacak su kalitesi ile ilgili sınırlı sayıda bilgi bulunmakla birlikte kesin aralıklar söz konusu değildir. Tablo 3.3’te belirtilen geri kazanım suyu kriterlerine göre değerlendirilecek olursa, bu çalışmada elde edilen süzüntü sularının kalitesinin, tekstil boyama prosesinde kullanıma elverişli olduğu sonucuna varılabilmektedir.
İncelenen endüstrideki boyama koşullarının birebir simüle edildiği laboratuvar ölçekli boyama çalışma sonuçları değerlendirildiğinde ise; boyanan kumaş rengi açısından, tüm dalga boylarında, %1 boyarmadde konsantrasyonundaki (renk şiddetindeki) banyolarda yapılan boyama işleminde kullanılan arıtılmış süzüntü suları ve endüstride kullanılan işlem görmüş (iyon değiştirici reçinelerde yumuşatılmış) işletme suyu farklı kombinasyonlarda karıştırılarak kullanılmış (%100; 75:25; 50:50; 25:75) ve söz konusu karışım oranlarının tümünde boyanan kumaş numunelerinde boyama verimi açısından optimum değerlerin sağlandığı tespit edilmiş olup en yüksek renk verimi değerlerinin ise “kırmızı” renk boyarmadde ile yapılan boyamalarda elde edildiği gözlemlenmiştir (Şekil 4.12).
Renk haslığı testleri açısından bir değerlendirme yapılacak olursa; incelenen endüstrinin işlem görmüş işletme suyunun kullanıldığı standart boyamalar ile farklı oranlarındaki arıtılmış süzüntü suyu karışımlarının, Everlight firmasının %1 renk şiddetinde tanımladığı renk haslığı değerlerini (mavi, sarı ve kırmızı esaslı tüm boyar maddelerin boyama sonuçlarında ön gördüğü renk haslığı 3-4 iyi ve üzeri) tüm boyamalarda sağladığı görülmektedir.
Dolayısıyla; NP010, NP030, UC100+NP010 ve UC100+NP030 denemeleri sonucunda elde edilen süzüntü sularının incelenen endüstrideki boyama
72
koşullarının bire bir simüle edildiği laboratuvar ölçekli boyama çalışmalarında kumaşın rengi ve renk haslığı üzerinde herhangi olumsuz bir etkiye sahip olmadığı ve bu anlamda NP030 nanofiltrasyon membranının tek başına kullanılabileceği sonucuna ulaşılmıştır. Ancak, endüstriyel sistemlerde sürekli ve yüksek miktarda su ihtiyacının olması ve nanofiltrasyon sistemlerinin uzun süreli işletileceği dikkate alındığında, incelenen endüstride su geri kazanımı amacıyla kullanılacak olan bu sistemin işletme verimini ve maliyetini optimize edebilmek için bir ön arıtma uygulaması olarak mutlaka UC100 ultrafiltrasyonunun sisteme dahil edilmesi faydalı olacaktır.
Su kaynaklarının sürdürülebilir bir şekilde kullanılması ve su tasarrufunun sağlanması açısından endüstriyel sistemlerde gerek proses içi atıksuların gerekse arıtma tesisinde arıtılmış atıksuların kullanılması teknolojisinin yaygınlaştırılması önem taşımaktadır. Endüstrilerde arıtılmış atıksuyun kullanılmasına ilişkin teknolojilerin geliştirilmesi ve desteklenmesi, alıcı ortam üzerindeki baskılar azaltılacağı için ekolojik dengenin korunması, canlıların sürdürülebilir gelişiminin sağlanması ve endüstriyel sistem içinde bu ve buna benzer alternatif su kaynaklarının daha etkin ve verimli bir şekilde kullanılması için önemli bir adım atılmasına imkan yaratacaktır. Bu çalışmada elde edilen sonuçlar; optimum geri kazanım uygulaması sonrasında elde edilen suyun üretimde proses suyu olarak kullanılması ile büyük miktarlarda su ihtiyacı gerektiren tekstil endüstrileri için alternatif bir su kaynağını tanımlaması açısından yol gösterici niteliktedir. Bunun yanında ülkemizde Aralık 2011 yılında yürürlüğe giren TEKSTİL SEKTÖRÜNDE ENTEGRE KİRLİLİK ÖNLEME VE KONTROL TEBLİĞİ ile ilk etapta yoğun su tüketimi ile karakterize edilen Tekstil endüstrilerinde Mevcut En İyi Teknikler (MET) uygulamalarına da bilimsel bir yaklaşım getirmektedir.
73
KAYNAKLAR
A. Bes-P´ıa, A. Iborra-Clar, J.A. Mendoza-Roca, M.I. Iborra-Clar, M.I. Alcaina-Miranda, Nanofiltration of biologically treated textile effluents using ozone as a pre-treatment, Desalination 167 (2004) 387–392.
A. Bes-Pi´a, J.A. Mendoza-Roca, L. Roig-Alcover, A. Iborra-Clar, M.I. Iborra-Clar,M.I.
Alcaina-Miranda, Comparison between nanofiltration and ozonation of biologically treated textile wastewater for its reuse in the industry, Desalination 157 (2003) 81–86.
A. Pala, E. Tokat, Activated carbon addition to an activated sludge model reactor for color removal from a cotton textile processing wastewater, J. Environ. Eng-ASCE 129 (2003) 1064–1068.
B. Van der Bruggen, J.H. Kim, F.A. DiGiano, J. Geens, C. Vandecasteele, Influence of MF pretreatment on NF performance for aqueous solutions containing particles and an organic foulant, Sep. Purif. Technol. 36 (2004) 203–213.
BALCI O., “Farklı Bitim (Apre) İşlemlerinin Kumaş Rengine Olan Etkisinin İncelenmesi Ve Uygun Tahmin Modellerinin Geliştirilmesi”, Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Doktora Tezi, 2008
D. Orhon, F.G. Babuna, G. Insel, Characterization and modeling of denimprocessing wastewaters for activated sludge, J. Chem. Technol. Biot. 76 (2001) 919–931.
J.A. Libra, M. Borchert, L. Vigelahn, T. Storm, Two stage biological treatment of a diazo reactive textile dye and the fate of the dye metabolites, Chemosphere 56 (2004) 167–180.
M.M¨antt¨ari, K.Viitikko, M. Nystr¨om, Nanofiltration of biologically treated effluents from the pulp and paper industry, J. Membr. Sci. 272 (2006) 152–160.
R. Zyłła, J. S´ojka-Ledakowicz, E. Stelmach, S. Ledakowicz, Coupling of membrane filtration with biological methods for textile wastewater treatment, Desalination 198 (2006) 316–325.
S. Barredo-Damas, M.I. Iborra-Clar, A. Bes-Pia, M.I. Alcaina-Miranda, J.A. Mendoza-Roca, A. Iborra-Clar, Study of preozonation influence on the physical-chemical treatment of textile wastewater, Desalination 182 (2005) 267–274.
S. Chakraborty, S. De, J.K. Basu, S. DasGupta, Treatment of a textile effluent: application of a combination method involving adsorption and nanofiltration, Desalination 174 (2005) 73–85.
S.H. Lin, M.L. Chen, Treatment of textile wastewater by chemical methods for reuse, Water Res. 31 (1997) 868–876.
T. Kim, C. Park, J. Lee, E. Shin, S. Kim, Pilot scale treatment of textile wastewater by combined process (fluidized biofilm process – chemical coagulation – electrochemical oxidation), Water Res. 36 (2002) 3979–3988.
74
T. Kim, C. Park, J. Yang, S. Kim, Comparison of disperse and reactive dye removals by chemical coagulation and Fenton oxidation, J. Hazard. Mater. 112 (2004) 95–103.
P.C. Vandevivere, R. Bianchi, W. Verstraete, Treatment and reuse of wastewater from the textile wet-processing industry: review of emerging technologies, J. Chem. Technol. Biot.
72 (1998) 289–302.
V. Golob, A.Vinder,M. Simonic, Efficiency of the coagulation/flocculation method for the treatment of dyebath effluents, Dyes Pigments 67 (2005) 93–97.
W.S. Chang, S.W. Hong, J. Park, Effect of zeolite media for the treatment of textile wastewater in a biological aerated filter, Process Biochem. 37 (2002) 693–698.
A. Akbari, J.C. Remigy and P. Aptel, Treatment of textile dye effluent using a polyamide-based nanofiltration membrane, Chem. Eng. Proc., 41 (2002) 601–609.
A. Bottino, G. Capannelli, G. Tocchi, M. Marcucci and G. Ciardelli, Membranes processes for textile wastewater treatment aimed at its re-use. Prec. 8th World Filtration Congress, Symposium and Exhibition, Brighton, UK, 2000, pp. 521 524.
A. Erswell, C.J. Brouchaert and C.A. Buckley, The reuse of reactive dye liquors using charged ultrafiltration membrane technology, Desalination, 70 (1988) 157-167.
Babursah, M. Çakmakci and C. Kinaci, Analysis and monitoring: costing textile effluent and reuse, Filtration Sep., June 2006.
Bes-Pia A., Iborra-Clar M.I., Iborra-Clar A., Mendoza-Roca J.A., Cuartes-Uribe B., Alcaina-Miranda M.I. (2005) “Nanofiltration of textile ındustry wastewater using a physicochemical process as a pre-treatment” Desalination, 178, 343-349.
B. Van der Bruggen, E. Curcio and E. Drioli, J. Environ. Manage., 73 (2004) 267-274.
C.A. Buckley, War. Sci. Technol., 25 (1992) 203
C.A. Buckley, Water Sci. Technol., 25 (1992) 203_-209.
Cheima Fersi, Lassaad Gzara, Mahmoud Dhahbi, Treatment of textile effluents by membrane technologies, Desalination 185 (2005) 399-409
Ciardelli, L. Corsi and M. Marcucci, Membrane separation for wastewater reuse in the textile industry, Resources, Conservation Recycling, 31 (2000) 189–197.
C. Suksaroj, M. Heran, C. Allegre and F. Persin, Treatment of textile plant effluent by nanofiltration and/or reverse osmosis for water reuse, Desalination, 178 (2005) 333–341.
C. Tang, V. Chen, Nanofiltration of textile wastewater for water reuse, Desalination 143 (2002) 11-20.
C. Tang, V. Chen, Nanofiltration of textile wastewater for water reuse, Desalination 143 (2002) 11-20, 2001
75
E. Debik, Gul Kaykioglu, A. Coban, I. Koyuncu, Reuse of anaerobically and aerobically pre-treated textile wastewater by UF and NF membranes, Desalination 256 (2010) 174-180
E.Sahinkaya, N.Uzal, U.Yetis, F.B. Dilek, Biological treatment and nanofiltration of denim textile wastewater for reuse, Journal of Hazardous Materials 153 (2008) 1142-1148.
Everlight, 2014, http://www.evershinebd.com/everlight_n.html (Erişim tarihi : 16.02.2015) GR. Groves and C.A. Buckley, Treatment of textile effluents by membrane separation processes, Proc. 7th Int Symp. Fresh Water form the Sea, Amsterdam, 2 (1980) 249-257.
ISO 105 E04, 2013 http://www.tekstildershanesi.com.tr/?sec=haber&id=144&title=iso-105-e04-standartina-gore-terleme-hasligi-testi (Erişim Tarihi: 18.02.2015)
J.A. Libra and F. Sosath, Combination of biological and chemical processes for the treatment of textile wastewater containing reactive dyes, J. Chem. Technol. Biotechnol., 78 (2003) 1149–1156.
J.C. Watters, E. Biagtan and 0. Senler, Ultrafiltration of a textile plant effluent, Separation Sci.& Tech., 26(1&11) (1991) 1295-1313.
J.M. Gozálvez-Zafrilla*, D. Sanz-Escribano, J. Lora-García, M.C. León Hidalgo,Nanofiltration of secondary effluent for wastewater reuse in the textile industry, Desalination 222 (2008) 272-279
K. Madwar and H. Tarazi, Desalination techniques for industrial wastewater reuse, Desalination, 152 (2002) 325–332.
K.-H. Choo, S.-J. Choia and E.-D. Hwang, Effect of coagulant types on textile wastewater reclamation in a combined coagulation/ultrafiltration system, Desalination, 202 (2007) 262–270.
Kocaer O. ve Alkan U. Boyar madde içeren tekstil atıksularının arıtım alternatifleri Uludağ Üniversitesi Mühendislik- Mimarlık Fakültesi Dergisi, (2002) Cilt 7, Sayı 1, 47-55.
Koyuncu İ. (2001) “Nanofiltrasyon Membranları ile Tuz Gideriminde Organik İyon Etkisi”
İTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü Doktora tezi,
Koyuncu I., Topacık D., Yuksel E. (2004) “Reuse of reactive dyehouse wastewater by nanofiltration: process water quality and economical implications” Separation and Purification
K. Ranganathan, K. Karunagaran and D.C. Sharma, Recycling of wastewaters of textile dyeing industries using advanced treatment technology and cost analysis—Case studies, Resources, Conservation Recycling, 50(3) (2007) 306–318.scale.
K. Treffry-Goatley, C.A. Buckley and G.R. Grove, Desalination, 47 (1983) 313-320.
76
L.R. Gravelet-Blondin, C.M. Carliell, S.J. Barclay and C.A. Buckley, Management of water resources in South Africa with respect to the textile industry,Proc. 2nd IAWQ Specialised Conference on Pretreatment of Industrial Wastewaters, Athens, Greece, 16-18 October 1996.
M.I. Alcaina-Miranda, S. Barredo-Damas, A. Bes-Pia , M.I. Iborra-Clar, A. Iborra-Clar, J.A.
Mendoza-Roca, Nanofiltration as a final step towards textile wastewater reclamation, Desalination 240 (2009) 290-297
M.Marcucci, G. Nosenzo, G. Capannelli, I.Ciabatti,D. Corrieri, G.Ciardelli, Treatment and reuse of textile effluents based on new oltrafiltration and other membrane technologies, Desalination 138 (2001) 75-82, 2001
M. Marcucci, G. Ciardelli, A. Matteucci, L. Ranieri and M. Russo, Experimental campaigns on textile wastewater for reuse by means of different membrane processes, Desalination, 149 (2002) 137–143.
M. Marcucci, G. Ciardelli, A. Matteucci, L. Ranieri and M. Russo, Experimental campaigns on textile wastewater for reuse by means of different membrane processes, Desalination, 149 (2002) 137–143.
M. Marcucci and L. Tognotti, Reuse of wastewater for industrial needs: the Pontedera case, Resources, Conservation Recycling, 34 (2002) 249–259.
M. Tzitzi, D.V. Vayenas and G. Lyberatos, Pretreatment of textile wastewater with ozone, Water Sci. Technol., 29 (1994) 151–160.
M. Unlu, H. Yukseler, U.Yetis, Indigo dyeing wastewater reclamation by membrane-based filtration and coagulation processes, Desalination 240 (2009) 178-185
N. Hilal, H. Al-Zoubi, N.A. Darwish, A.W. Mohammad and M.A. Arabi, A comprehensive review of nanofiltration membranes: Treatment, pretreatment, modelling, and atomic force microscopy, Desalination, 170 (2004) 281–308.
Petrinic I., Andersen N.P.R., Sostar-Turk S., Le Marechal A.M. (2007) “The removal of reactive dye printing compounds using nanofiltration” Dyes and Pigments, 7, 512-518.
S. Babursah, M. Çakmakci and C. Kinaci, Analysis and monitoring: costing textile effluent and reuse, Filtration Sep., June 2006.
S. Barredo-Damas, M.I. Alcaina-Miranda, M.I. Iborra-Clar, A. Bes-Pia, J.A. Mendoza-Roca and A. Iborra-Clar, Study of the UF process as pretreatment of NF membranes for textile wastewater reuse, Desalination, 200 (2006) 745–747.
S. Barredo-Damas*, M.I. Alcaina-Miranda, M.I. Iborra-Clar, A. Bes-Piá, J.A. Mendoza-Roca, A. Iborra-Clar, Study of the UF process as pretreatment of NF membranes for textile wastewater reuse, Desalination 200 (2006) 745,747
S.H. Lin and C.F. Peng, Continuous treatment of textile wastewater by combined coagulation, electrochemical oxidation and activated sludge, Water Res., 30 (1996) 587–
592.
77
S.H. Lin and M.L. Chen, Treatment of textile wastewater by chemical methods for reuse, Water Res., 31 (1997) 868–876.
S. Petrov Petrov et al., Ultrafiltration purification of waters contaminated with bifunctional reactive dyes, Desalination, 154 (2003) 247–252.
S. Sostar-Turk et al., Wastewater treatment after reactive printing, Dyes Pigments, 64 (2005) 147–152.
T. Tsuru, U. Masakatsu, S. Nakao and S. Kimura, Negative rejection of anions in the loose reverse osmosis separation of mono- and divalent ion mixtures, Desalination, 81 (1991) 219-231.
U. Pagga and K. Taeger, Development of a method for adsorption of dyestuff on activated sludge, Water Research, 28 (1994) 1051-1057.
Uzal N., Yılmaz L., Yetiş U. (2006) “Microfiltration: a pretreatment alternative for indigo dyeing textile wastewater” Desalination, 199, 515-517.
Woei-Jye Lau, A.F. Ismail, Polymeric nanofiltration membranes for textile dye wastewater treatment: Preparation, performance evaluation, transport modelling, and fouling control
— a review, Desalination 245 (2009) 321-348
X. Chen, Z. Shen, X. Zhu, Y. Fan and W. Wang, Advanced treatment of textile wastewater for use using electrochemical oxidation and membrane filtration, Water SA, 31 (2005) 127–132.
Yalçın F. (1998) “Membran Proseslerle Endüstriyel Atıksulardan Renk Giderimi” İTÜ Fen Bilimleri Yüksek Lisans Tezi, İstanbul.
Y.F. Zhang, C.F. Xiao, E.H. Liu, Q.Y. Du, X. Wang and H.L. Yu, Investigations on the structures and performances of a polypiperazine amide/polysulfone composite membrane, Desalination, 191 (2006) 291–295.
Y.J. Song, P. Sun, L.L. Henry and B.H. Sun, Mechanisms of structure and performance controlled thin film composite membrane formation via interfacial polymerization process, J. Membr. Tech., 251 (2005) 67–79.
Y. Xu, R. Lebrun, P.J. Gal10 and P. Blond, Treatment of textile dye plant effluent by nanofiltration membrane, Separation Sci. &Tech., 34(13) (1999) 2501- 2519.
U.S, Environmental Protection Agency Office of Water (4601), EPA 815-R-06-009 November 20
YEŞİL Y., “Melanj Elyaf Karışımlarında Renk Değerlerinin Yeni Bir Algoritma Geliştirilerek Tahmin Edilmesi”, Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Doktora Tezi, 2010
78
EK 1: RENK HASLIĞI TESTLERİNİN UYGULANDIĞI TÜM KUMAŞLARIN FOTOĞRAFLARI
TER HASLIĞI
IŞIK HASLIĞI
79
SU HASLIĞI
SÜRTME HASLIĞI
80
YIKAMA HASLIĞI
81