Klinoptilolit İle Evsel Atıksulardan Gübre Etkin Maddelerin Giderim Ve Geri Kazanım Olanağının İncelenmesi

Abstract

Evsel atıksularda kirletici olarak bulunan azot ve fosfor, aynı zamanda potasyum ile birlikte bitkiler için gerekli bir besin kaynağıdır. Bu çalışmada amaç, evsel atıksulardan bitkilerin besi maddesi olarak kullanabileciği azot, fosfor ve potasyumu klinoptilolit ile adsoprsiyon/iyon değişimi yöntemiyle ayırma veriminin belirlenmesi ve bu gübre etkin maddelerin geri kazanım olanağının değerlendirilmesidir. Çalışmanın amacı doğrultusunda ilk olarak izoterm deneyleri ile klinoptilolitin amonyum ve potasyumu tutma kapasitesi belirlenmiştir. Evsel atıksuda Bigadiç ve Gördes klinoptilolitlerinin amonyum tutma kapasiteleri 25 mg NH4+/L denge konsantrasyonu için sırasıyla; 5.62 ve 10.2 mg NH4+/g klinoptilolittir. Benzer şekilde evsel atıksuda 12 mg K+/L denge konsantrasyonu için klinoptilolitin potasyum tutma kapasitesi sırasıyla; 3.98 ve 10.5 mg K+/g klinoptilolittir. Sonuç olarak, Gördes klinoptilolitinin iyon değişim kapasitesinin Bigadiç’e göre daha yüksek olduğu görülmüştür. İkinci aşamada, evsel atıksu kullanılarak gübre etkin maddelerin kapasitesi daha yüksek olan Gördes klinoptiloliti üzerine aktarımı sağlanmış ve sistemin arıtma/ayırım açısından davranışı izlenmiştir. Daha sonra evsel atıksudan klinoptilolite yüklenmiş gübre etkin maddelerin, desorpsiyon yöntemiyle, şebeke suyu kullanılarak, geri kazanılma potansiyeli değerlendirilmiştir. Arıtmadan çıkan doymuş klinoptilolitten, amonyum geri kazanımının % 86-94 arasında olduğu bulunmuştur. İdrardaki amonyumun klinoptilolit kullanılarak geri kazanımı çalışmalarıyla kıyaslandığında, her iki durumda da aynı miktarlarda amonyum geri kazanımı elde edildiği ortaya konmuştur. Ayrıca yüksek oranda potasyum tutulmasına karşın, tutulan potasyumun geri kazanımının % 10’un altında olduğu saptanmıştır. Sonuç olarak bu yöntem, arıtma sonrası doymuş klinoptilolitin kimyasal rejenerasyonla tekrar kullanımına alternatif olarak tarımsal amaçlı kullanımı konusunda olumlu ipuçları vermiştir.

Nitrogen and phosphorus, as the constituents of domestic wastewater, are also plant nutrients together with potassium. The aim of this work is to investigate the nitrogen, phosphorus and potassium removal and recovery from domestic wastewater by using clinoptilolite in the process of adsorption/ion exchange. For this purpose, the first stage was the determination of capacity of the clinoptilolite for cation plant nutrients of ammonium and potassium. Ammonium removal capacities of Bigadic and Gordes clinoptilolite were, 25 NH4+/L equilibrium concentration, as 5.62 and 10.2 mg NH4+/g clinoptilolite for domestic wastewater, respectively. Similarly, potassium removal capacities were, 12 K+/L equilibrium concentration, as 3.98 and 10.5 mg K+/g clinoptilolite for domestic wastewater, respectively. As a result, ion exchange capacity of Gordes clinoptilolite both ammonium and potassium are higher than Bigadic clinoptilolite. Subsequently, continious system experiments were run with domestic wastewater and Gordes clinoptilolite was used. In the last stage, the recovery of the plant nutrients from exhausted clinoptilolite was investigated through desorption. The recovery of ammonium from exhausted clinoptilolite from domestic wastewater was determined as % 86 and 94. Compare to the recovery of ammonium from urine and domestic wastewater by clinoptilolite, same recovery values were observed in both cases. Even though the high removal efficiencies, the recovery of potassium from exhausted clinoptilolite was below % 10. Consequently, it is obtained positive results regarding use of exhausted clinoptilolite beneficially in agriculture instead of reuse with chemical regeneration.