Tekstil Endüstrisi Atıksularının Özellikleri

Yılda ortalama 700000 tonun üzerinde ve yaklaĢık 10000 farklı boyar madde üretilmekte ve üretilen bu boyar maddeler boya, baskı ve tekstil endüstrilerinde bir Ģekilde

Tablo 3.1. Pamuklu tekstil iĢletmelerinde iĢlem çeĢidine göre su tüketimi ve iĢletme atıksuyunun karakterizasyonu (Yakartepe ve Yakartepe, 1995; Kanlıoğlu, 2000)

ĠĢlem ÇeĢidi Su Tüketimi _(m3_/ton) pH _(mg/L) BOĠ Toplam Katı Madde _(mg/L)

HaĢıllama 0.5-8 - - - HaĢıl Sökme 2.5-20 4-8 1700-5200 16000-32000 Yıkama 2.5-42 - - - Merserizasyon 17-300 9-12 45-100 600-1900 Ağartma 2.5-125 9-11 90-1700 2300-14400 Boyama 40-250 6-12 80-500 2000-20000 Baskı 12.5-30 6-11 100-600 500-1000 Apre 12.5 - - -

Tablo 3.2. Yünlü tekstil iĢletmelerinde iĢlem çeĢidine göre su tüketimi (Yakartepe ve Yakartepe, 1995)

ĠĢlem ÇeĢidi Su Tüketimi

(m3/ton) Yıkama 17-100 Dinkleme 330-830 Karbonize ve Yıkama 100-130 Ağartma 2.5-22 Boyama 16-22

kullanılmaktadır. Tekstil endüstrisi toplam üretilen boyar maddenin yaklaĢık % 67’lik kısmını tüketmektedir. Tekstil endüstrisinde kullanılan boyar maddelerin yaklaĢık % 50’si boyama ve boyama sonrası yıkama prosesleri ile atıksulara geçmekte ve alıcı ortamların kirlenmesine neden olmaktadır (Sponza vd., 2000).

Tekstil endüstrisi atıksuları yüksek hacimli, alkali özellikte, iĢlenilen boyar maddenin hakim olduğu renkte ve bileĢimi büyük değiĢimler gösterebilen atıksulardır. Boyar maddeli atıksuların karakterizasyonu, sabit bir bileĢime sahip olmamalarından dolayı oldukça zordur. Tablo 3.3’de tekstil endüstrisinde kullanılan bazı kimyasal maddeler ve bu kimyasal maddelerin kullanım amaçları verilmiĢtir. Tablo 3.3, boyama prosesi çıkıĢ sularında boyar maddeler haricinde çok sayıda farklı bileĢiklerin bulunduğunu göstermektedir. Bu atıksuların bileĢiminin çok değiĢken olmasına yol açan faktörler;

1. ĠĢlenen ham madde,

2. Kullanılan kimyasal maddeler,

3. GerçekleĢtirilen iĢlemlerinin farklılığı,

4. Her iĢlem için uygulanan teknolojinin çeĢitliliği, 5. Su kullanımındaki farklılıklar

Ģeklinde sıralanabilir.

Tekstil endüstrisindeki boyama iĢlemlerinde, kompleks yapılı atıksuların oluĢmasına yol açan en önemli sebep, farklı kimyasal sınıflardan çok sayıda boyar madde ve yardımcı maddelerin kullanılmasıdır. Tek bir boyama iĢlemi sırasında dahi farklı kimyasal sınıftaki boyar maddelerin birlikte kullanılabiliyor olması, çıkıĢ suyu bileĢimini daha da karmaĢık hale getirmektedir. Boyama prosesi çıkıĢ sularındaki kimyasal yük, prosesin kimyasının yanı sıra, boyama iĢleminin kesikli yada sürekli olmasına bağlı olarak da farklılıklar göstermektedir.

Boyama iĢleminde kullanılacak boyar maddelerin ve yardımcı kimyasal maddelerin belirlenmesinde en önemli etkenlerden biri boyanacak tekstil materyalinin türüdür. Örneğin, siyah boyanmıĢ kot üretimi sırasında kullanılan kimyasal maddeler sebebi ile arıtılması oldukça zor olan koyu renkli atıksular oluĢmaktadır. Moda da, tekstil atıksularının bileĢiminde önemli rol oynamaktadır (Yakartepe ve Yakartepe, 1995). Boyar madde türüne etki eden bir diğer önemli faktör ise, teknik ve ekonomik Ģartlardır. Tekstil ürünleri, güneĢ ıĢığı, su, sabun, ağartıcı, ter ve zaman gibi parametrelerle renklerini kaybetmemeleri gerekir. Tekstil ürünleri, yapılarını ve renklerini koruyabilmeleri için

Tablo 3.3. Tekstil endüstrisinde kullanılan kimyasal maddeler ve fonksiyonları (Correia vd.,1994; Gezergen Asma, 1998) Kimyasal Maddenin Sınıfı Örnek Kimyasal Maddeler Tekstil Endüstrisindeki Fonksiyonları Tuzlar Sodyum klorür Sodyum sülfat Magnezyum sülfat

Boyar maddenin tekstil materyaline geçirilmesi, Tekstil materyalinin zeta potansiyelini nötralize etmek, YavaĢlatıcı. Mineral asitler Hidroklorik asit Sülfürik asit Fosforik asit Borik asit pH kontrolü, Nötralizasyon,

Reçine artıklarının temizlenmesi,

Arta kalan boyar maddenin temizlenmesi.

Organik asitler Formik asit Asetik asit Oksalik asit Sitrik asit pH kontrolü,

Reçine küründe katalizör.

Alkaliler Kostik Soda külü Trisodyum fosfat Sodyum bikarbonat Amonyak Sodyum metasilikat Potasyum ortosilikat Boraks Disodyum fosfat pH kontrolü,

Peroksit ile kasarda aktivatör görevi görür, Reaktif boyar maddeler ile boyanan tekstil materyali için aktivatör,

Nötralizasyon, Merserizasyon.

Tampon çözeltiler Monosodyum fosfat pH kontrolü

Ayıraçlar Etilendiamin tetraasetik asit

Kompleks sertlik sağlama, YavaĢlatıcı,

Boyar maddenin tekstil materyaline uygulanmasını düzenleme.

Dispers ediciler ve yüzey aktif maddeler

Dispers boyar maddelerde, YumuĢatıcı olarak,

Boyar maddenin materyale uygulanmasını düzenleme. Yükseltgenler Peroksit Klorür Hipoklorit Perkarbonat Perborat Permanganat Dikromat Kasar,

Arta kalan boyar maddelerin çıkarılması.

Ġndirgenler

Hidrosülfit Bisülfit Tiyosülfat Tiyoüre dioksit

Vat ve kükürt boyar maddelerinin çözündürülmesi, Arta kalan boyar maddelerin giderilmesi.

TaĢıyıcılar Fenil fenolleri _{Klorlü benzenler} Absorpsiyon artırıcı.

Ağır metaller

Bakır Krom Kobalt

Boyar maddenin tekstil materyaline tutunmasını artırmak.

Bükücü yağlar ÇeĢitli Bükülme proseslerine ilave edilir. Boyar maddeler ÇeĢitli Tekstil materyalini boyamak için.

oldukça yüksek kimyasal ve fotolitik kararlılığa sahip olmalıdırlar. Tekstil materyaline bu vasıfların kazandırılabilmesi amacıyla tekstil materyali farklı teknikler ile çeĢitli kimyasal maddeler kullanılarak iĢlenir.

Tekstil endüstrisi atıksularının en önemli kirlilik parametreleri; kimyasal oksijen ihtiyacı, yüksek pH, sıcaklık, toksik maddeler, yüzey aktif maddeler, yağ-gres, kükürt içerikli maddeler, askıda katı madde ve alkalinitedir. Ortalama büyüklükte bir pamuklu tekstil tesisi için niĢastalı atıklar, toplam atıksu hacminin % 16'sını, biyolojik oksijen ihtiyacının (BOĠ) % 53 'ünü, toplam katıların % 36'sını ve alkalinitenin % 6'sını teĢkil etmektedir. Kostik sodalı atıksular, toplam atık su hacminin % 19'unu, BOĠ’nın % 37'sini, toplam katıların % 43'ünü ve toplam alkalinitenin % 60'ını oluĢturmaktadır. Yıkama, ağartma, boyama ve apre atıkları, kompozit atık hacminin % 65'inı, BOĠ'nın % 10'unu, toplam katı maddenin % 2'sini ve toplam alkalinitenin ise % 34'ünü oluĢturmaktadır (Correia vd., 1994). Bir fikir vermesi amacıyla Tablo 3.4’de bazı boyama atıksularının tipik karakteristikleri verilmiĢtir. Boyama atık sularının rengi günden güne ve hatta gün içinde değiĢik zamanlarda değiĢebilir (Lin ve Peng, 1994).

Tekstil atıksuları boyama proseslerinde değiĢik türlerde boyar madde kullanılması nedeniyle çok düĢük ve çok yüksek pH değerlerine sahiptir ve pH değeri 2-12 arasında değiĢebilmektedir. Büyük pH değiĢimleri tekstil atıksularının kimyasal arıtma ve aktif çamur prosesleri gibi sınırlandırılmıĢ pH değerlerinde uygulanan arıtım yöntemleri ile arıtımında sıkıntı yaratır. Bu nedenle boyar madde atıksularının pH’sının makul bir değere getirilmesi gerekmektedir (Yakartepe ve Yakartepe, 1995).

Tablo 3.4. Boyama atıksularının karakteristikleri (Correia vd., 1994)

Boya Türü Elyaf ÇeĢidi _(ADMI) Renk _(mg/L) BOĠ _(mg/L) TOK _(mg/L) AKM _(mg/L) ÇKM pH

Asit Poliamid 4000 240 315 14 2028 5.1

1/2 Metal

Kompleks Poliamid 370 570 400 5 3945 6.8

Bazik Akrilik 5600 210 255 13 1469 4.5

Direkt Viskoz 12500 15 140 26 2669 6.6

Reaktif Kesikli pamuklu 3890 0 150 32 12500 11.2

Reaktif Sürekli pamuklu 1390 102 230 9 691 9.1

Vat Pamuklu 1910 294 265 41 3945 11.8

Dispers Yüksek sıcaklıkta

polyester 1245 198 360 76 1700 10.2

ADMI: American Dye Manifacturers Institute (Amerikan Boya Ġmalatçıları Enstitüsü renk birimi) BOĠ: Biyolojik Oksijen Ġhtiyacı

TOK: Toplam Organik Karbon AKM: Askıda Katı Madde ÇKM: ÇözünmüĢ Katı Madde

Tekstil endüstrisi atıksuları, kimyasal maddeler haricinde çeĢitli safsızlıklar da içerir. Örneğin, yün atıksularında, saman, diken, toprak, kum, alkali maddeler, organik asitler, yağ, H2S, deterjanlar, kimyasal ve organik maddeler bulunur. Bu atıksular koyu renkli, bulanık ve kuvvetli alkalidir. Ayrıca, yüksek miktarda askıda katı madde içerir.

Tekstil endüstrisinde kükürt içeren boyar maddelerin ve sodyum sülfat, sodyum sülfit, sodyum hidrosülfit gibi kimyasal maddelerin oldukça fazla miktarda kullanılması nedeniyle tekstil atıksularında kükürt oranı oldukça yüksektir. Tekstil atıksularındaki sülfat, boyama esnasında kullanılan sodyum sülfattan kaynaklanmaktadır. Sülfürlerin kaynağı ise kükürtlü boyama banyolarıdır.

Tekstil endüstrisinde yağ ve gresin en önemli kaynakları, yüzey aktif madde içeren boyar maddeler ve beraberinde kullanılan yağlar ve doğal elyaflardır. Özellikle yünün iĢlenmesi sırasında, elyafı kayganlaĢtırmak ve ipliklerin birbirine yapıĢmasını önlemek için çeĢitli yağlar kullanılmaktadır. Bu amaçla, birinci sınıf yünler için zeytin ve yer fıstığı yağı, ikinci kalite yünler için olein yağı kullanılmaktadır. Pamuklu tekstil üretiminde yağ ve gres kullanımı düĢük fakat yünlü tekstil üretiminde oldukça yüksektir. Tekstil endüstrisi atık sularında yağ ve gres konsantrasyonu 12-6000 mg/L arasında değiĢebilmektedir (Nas, 2006).

Tekstil endüstrisi atıksularının sıcaklığı yüksektir. Boyama prosesi sırasında çeĢitli kademelerde kullanılan durulama suyu sıcaklıklarının 90 ºC’nin üzerinde olmasından dolayı, bu atıksuların sıcaklıkları 40 ºC’ye kadar varmaktadır.

Tekstil endüstrisi atıksuları, bu özellikleri nedeniyle atıksu arıtma tesislerinde çamurda kabarma, renkte süreklilik, pH’da, sıcaklıkta ve ağır metallerde aĢırılık, hidrolik akıĢ hızında değiĢiklikler gibi sorunlara sebep olmaktadırlar (Buckley, 1992).

Tekstil boyar maddelerinin kalitesi, boyar madde üretim teknolojilerinin geliĢmesine bağlı olarak yıldan yıla artmaktadır. Buna bağlı olarak, boyar madde üretimi konusundaki araĢtırmalar da çevreye duyarlılık ön plana çıkmaya baĢlamıĢtır. Boyar madde üretiminde daha az yardımcı kimyasal madde kullanılması, tekstil endüstrisi atıksu çıkıĢlarında özellikle tuz miktarının azaltılması ve bunun sonucunda çevresel zararların azaltılması konusunda baĢarılı çalıĢmalar yapılmaktadır (Nas, 2006).