Tekstil Endüstrisi Atıksularında Danecik Boyut Dağılımı Temelli Koi, Tok Ve Renk Profilleri Üzerine Biyolojik Arıtmanın Etkisi

Abstract

Çevre; insanların ve diğer canlıların yaşamları boyunca ilişkilerini sürdürdükleri ve karşılıklı olarak etkileşim içinde bulundukları fiziki, biyolojik, sosyal, ekonomik ve kültürel ortamdır. İnsanlık tarihinin en başından beri, çevre, insanların hayatında önemli bir rol oynamaktadır. Çevrenin sunduğu kaynakların doğru bir şekilde kullanılamaması, doğanın dengesini olumsuz bir şekilde etkilemektedir. Dahası, günümüzde endüstriyelleşme oranı yükseldikçe, atık üretimi de o oranda artmakta, çevre ve bütün canlı formları için tehdit oluşturmaktadır. Özellikle tekstil endüstrisi, tüm endüstriler arasında önemli bir yere sahiptir. Atıksularda organik kirleticiler, tüm kirleticilerin önemli bir kısmını oluşturmaktadır. Atıksu arıtma tesislerinde, aktif çamur gibi prosesler kullanılıp, atıksuların organik kirleticilerden arındırılması ve deşarj standartlarının sağlanması amaçlanmaktadır. Bu çalışmada fıltrasyon/ultrafiltrasyon ile partikül boyut dağılımı analizi, atıksular için doğru arıtma yöntemi belirlenebilmesi amacıyla atıksu karakterizasyonu için alternatif bir yöntem olarak önerilmektedir. Ayrıca, partikül boyut dağılımı (PBD) ile kimyasal oksijen ihiyacı (KOİ), biyolojik arıtılabilirlik açısından ilişkilendirilmektedir. Bu çalışmada, atıksu örnekleri Bursa'da bulunan arıtma tesisinin giriş ve çıkışından Nisan ve Mayıs aylarında, belirli zaman aralıklarında alınmıştır. Örneklerin alındığı arıtma tesisi, organize sanayi bölgesinde yer almaktadır. Organize sanayi bölgesinin büyük bir çoğunluğu tekstil sektöründen olmakla beraber; plastik ve kimya, elektrik- elektronik, mobilya, otomotiv ve inşaat gibi başka sektörlerden de firmalar bulunmaktadır. Tesislerden gelen atıksular aynı arıtma tesisinde arıtılmaktadır. Yapılan atıksu karakterizasyon deneylerinde, giriş akımı için KOİ 711 mg/l, TOK 185 mg/l ve renk Platinyum Kobalt (Pt-Co) cinsinden 1034 olarak belirlenmiştir. Çıkış akımı için ise, KOİ 106 mg/l, TOK 54 mg/l ve renk Platinyum Kobalt (Pt-Co) cinsinden 677 olarak belirlenmiştir. Atıksu karakterizasyonu ile birlikte kimyasal oksijen ihtiyacı fraksiyonu belirlenmiştir. Partikül boyut dağılımı, KOİ, TOK ve renk profillerini çizebilmek için kullanılmıştır. Özellikle, filtrasyon/ultrafiltrasyon kullanılarak belirlenen KOİ fraksiyonu, endüstriyel atıksu için bir kimlik görevi görmektedir. Filtrasyon/ultrafiltrasyon ile yapılan partikül boyut dağılımı analizlerinin sonuçlarına göre; giriş ve çıkış için kimyasal oksilen ihtiyacının büyük bir kısmı çözünebilir kısımda yer almaktadir (< 2nm). Ayrıca, biyolojik arıtma verimleri, giriş ve çıkış KOİ değerleri karşılaştırılarak saptanmıştır. Çalışmaya göre, biyolojik arıtma özellikle çözünebilir kısımda olmak üzere, toplamda %85 oranında bir arıtma verimi ile atıksuyun genelinde etkili olmaktadır. TOK deneyleri atıksu karakterizasyonu için bir araç olarak kullanılmıştır. Giriş akımı için TOK 185 mg/l, çıkış akımı için 54 mg/l olarak saptanmıştır. Deney sonuçlarına göre; KOİ ve TOK partikül boyut dağılımı açısından benzer trendler göstermiştir. Toplam organik karbonun büyük bir kısmı çözünebilir kısımda yer almaktadır (< 2nm). Dahası, biyolojik arıtım toplam organik karbonu büyük ölçüde gidermektedir. Renk konusundaki çalışmalarda, atıksudaki rengin büyük bir kısmının çözünebilir kısımda yer aldığı gözlemlenmiştir. Dahası, biyolojik arıtımın atıksudaki renk konusunda %30 gibi bir verimlilik sağladığı belirlenmiştir. Giriş akımı için renk 1034 Pt-Co, çıkış akımı için 677 Pt-Co olarak saptanmıştır. Atıksuda bulunan muhtemel zor çözünen boya türleri dolayısıyla, biyolojik arıtımın atıksudaki rengi yeterince gideremediği sonucuna varılmaktadır. Respirometrik analiz deneyleri, atıksudaki KOİ fraksiyonunu belirlemek için kullanılmıştır. Çalışmada, toplam KOİ'nin büyük bir çoğunluğunun çözünebilir formda olduğu saptanmıştır. Ayrıca hızlı hidroliz olabilen KOİ, bütün KOİ fraksiyonları arasında en büyük paya sahip olan fraksiyondur. Ham atıksu için, SH, toplam KOİ'nin %70'ini, biyolojik olarak ayrışabilen KOİ'nin %86'sını oluşturmaktadır. Ham atıksu için, inert KOİ oranları da saptanmıştır. İnert part, 45mg/l çözünmüş inert kısımla birlikte toplamda 135 mg/l olarak belirlenmiştir. Bu oran toplam KOİ'nin %19'unu oluşturmaktadır. Partikül boyut dağılımı temelli KOİ fraksiyonu, respirometrik analiz sonuçlarını tamamlayıcı niteliktedir. Ayrıca, biyodegredasyon karakterizasyonu tahminleri için de destekleyici bilgiler içermektedir. Partikül boyut dağılımı analizi ve respirometrik analizin beraber kullanılması, halihazırda uygulanan arıtma yöntemlerinin potansiyellerinin ve sınırlarının belirlenmesinde oldukça önemli bir yöntem olarak görülmektedir. Böylece, her atıksu için ona uygun arıtma yöntemleri kullanılarak, en yüksek verimde arıtım yapmaya olanak sağlanmış olmaktadır.

As the industrialization has rapidly increased, the production of wastes accelerates and threatens the environment as well as the existence of many living forms. In raw wastewaters, organics forms a typical and significant fractionation of the pollution. There are processes such as activated sludge systems in treatment plants to reduce organic pollutants to meet the disposal regulations. This study offers particle size measurement by sequential filtration/ultrafiltration as an alternative method for wastewater characterization in order to determine appropriate treatment technology. Moreover, the correlation between particle size distribution (PSD) and chemical oxygen demand (COD) fractionation provides an insight into biological treatability. In this study, wastewater samples were obtained as two sets from the influent and effluent streams of wastewater treatment plant located in an organized industrial district, Bursa, Turkey. The influent wastewater sample was characterized by a COD level of around 711 mg/L, with 185 mg/L of TOC and 1034 Pt-Co of color. Apart from the characterization experiments, COD fractionation was determined. Particle size distribution method was used for COD, TOC and color profiles. Especially, PSD-based COD fractionation by sequential filtration/ultrafiltration serves as fingerprints for industrial wastewater. PSD-based COD fractionation profiles identify that the bulk of the COD both for influent and effluent flow is in the soluble form (< 2nm). Moreover, treatment efficiencies were determined by comparing the profiles of the influent and effluents. The study shows that biological treatment is effective, especially in soluble part. The TOC experiments were used as a tool for wastewater characterization. The results show that COD and TOC profiles exhibit similar trends with regard to the particle size distribution. The studies on color profiles in wastewater reveals that the biological treatment process is not very effective on removing color from the wastewater. PSD-based fractionation also complemented the results of respirometric analyses and provided supporting information for the interpretation of biodegradation characteristics.