Yazar : Dr. Serdar AYDIN -------------------------------------------------------------------------------- Sayı : 16. Sayı (Ekim - Aralık 2007) -------------------------------------------------------------------------------- Konu : Arıtma -------------------------------------------------------------------------------- Tekstil endüstrisinde kullanılan hammaddeler ve uygulanan işlemler sonucu değişik özellik ve miktarlarda atıksular oluşmaktadır. Özellikle son terbiye ve boyama-yıkama işlemleri sırasında kullanılan su miktarları ve ilave edilen katkı maddeleri ile oluşan atıksuların arıtılmasında problemler ortaya çıkmaktadır. Tekstil endüstrisi atıksularının arıtılmasında kimyasal oksijen ihtiyacı (KOI) ve renk giderimi başlıca amaç olmakta ve bu amaçla kimyasal ve biyolojik arıtma kombinasyonları kullanılmaktadır. Atıksulardan KOI giderimi amacıyla biyolojik aktif çamur sistemleri kullanılırken, renk giderimi için adsorpsiyon, filtrasyon ve kimyasal prosesler tercih edilmektedir. Son yıllarda yapılan çalışmalarda, biyolojik aktif çamur sistemlerinde KOI ve renk giderimi amacıyla ortama farklı katkı maddeleri ilavesi yapılmış ve giderim verimleri araştırılmıştır. Bu çalışmalarda adsorbent özelliği taşıyan bentonit, aktif kil, toz aktif karbon gibi maddeler tercih edilmektedir. Yeni kurulan endüstriler ve gelişen çevre standartları ile sayıları gün geçtikçe artan atıksu arıtma tesislerinde dikkate değer miktarlarda arıtma çamuru oluşmaktadır. Arıtma çamurlarının bertarafı için çoğunlukla düzenli depolama ve yakma teknikleri kullanılmaktadır. Arıtma çamurlarının yeniden değerlendirilmesi amacıyla ise, yeni teknolojiler geliştirilmektedir. Bu amaçla, çamurların gübre, yakıt, yapı ve yol kaplama malzemesi ve çimento sanayi için hammadde olarak kullanımı araştırılmaktadır. Bu araştırma çalışmalarında arıtma çamurlarının hammadde olarak değerlendirilmesinde, yapı malzemesi, çimento hammaddesi ve adsorban olarak kullanımı ön plana çıkmaktadır. Son yılların araştırılan bir diğer güncel konusu da çamurların pirolizidir. Piroliz yüksek sıcaklıkta bir ayrıştırma yöntemidir. Bu yöntemle arıtma çamurlarının çevresel etkilerini en aza indirmek, gelişen çevre koruma sistemleri çerçevesinde atık minimizasyonu sağlamak amacıyla yapılan çalışmalarda, elde edilen katı ürünün adsorbent özelliğini geliştirmede yoğunlaşılmıştır. Arıtma çamuru uygun koşullar altında bazı kimyasallar ile ön aktivasyon sonrası pirolizi yapıldığında aktif karbona dönüşebilmektedir. Istanbul Üniversitesi Çevre Mühendisliği Bölümü’nde yaptığımız çalışmamızın başlangıcında, literatürden farklı olarak hem evsel hem de endüstriyel atıksu arıtma tesisi çamurlarının pirolizi ve yüzey alanı gelişimi araştırılmıştır. Arıtma çamurlarının değişken yapısı nedeniyle ülkemizde arıtma çamurlarının pirolizine ilişkin çalışma bulunmadığından, bu çalışmanın arıtma çamurlarının yeniden değerlendirilmesine yönelik çalışmalara yön vereceğine inanılmaktadır. Çalışmamızın devamında, tekstil boyama endüstrisi atıksularından KOI ve renk giderimi araştırılmıştır. Deneysel çalışmalarda kullanılan tekstil atıksuları, son terbiye ve boyama-yıkama proseslerinden alınmıştır. Adsorbentler ise, piroliz işlemi ile yüzey alanı geliştirilmiş atık arıtma çamurlarından elde edilmiştir. Deneysel çalışmalarda kullanılan atık arıtma çamurları, İstanbul’da değişik evsel ve endüstriyel atıksu arıtma tesislerinden seçilmiştir. Tekstil boyama atıksuyu, Istanbul Avcılar’da kurulu bir tesise ait atıksu arıtma tesisi girişinden alınmıştır. Atıksulardan KOI ve renk giderimi amacıyla kesikli biyolojik reaktörler kullanılmıştır. Bulgular Arıtma çamurlarından elde edilen adsorbentler ile tekstil boyama atıksularından KOI ve renk giderimi çalışmalarında, ilk olarak atık arıtma çamurunun kimyasal analizi ve adsorbent özelliği araştırılmıştır. Piroliz ile adsorbent özelliği kazandırılmış koklar, evsel ve endüstriyel arıtma tesisi çamurlarından üretilmiştir. Ã?alışmamızda, evsel ve endüstriyel kaynaklı arıtma çamurlarının pirolizi ve yüzey alanın gelişimi incelenmiş, karbon içeriği yüksek kül içeriği düşük atık arıtma çamurlarının azot ortamında pirolizi yapıldığında en yüksek yüzey alanı 814,48 m2/g olarak belirlenmiştir. Literatürde, Tay ve arkadaşları tarafından yapılan çalışmalarda çürütülmemiş evsel atıksu arıtma çamuru örnekleriyle gerçekleştirilen pirolizde 541,7 m2/g yüzey alanına ulaşılmış ve çalışmamızda daha düşük ZnCl2 katkısı ile daha yüksek yüzey alanı elde edilmiştir. Evsel kaynaklı arıtma çamurlarının pirolizi çalışmalarında ise, yüzey alanı gelişimi sağlanmasına rağmen elde edilen adsorpsiyon verimlerinin düşük olması nedeniyle, giderim çalışmalarında tercih edilmemektedir. Ticari aktif karbon için spesifik yüzey alan değerlerinin 600-1100 m2/g aralığında değiştiği göz önüne alındığında, özellikle kül içeriği düşük olan arıtma çamurlarının kimyasal aktivasyon ile uygun özellikte adsorbent olacağı görülmektedir. Arıtma çamuru kaynaklı piroliz koku diğer kaynaklardan üretilen koka göre umut verici olmuştur. Elde edilen kokun sahip olduğu yüksek yüzey alanı, ticari aktif karbonun kullanıldığı arıtma sistemlerine ucuz bir alternatif sunmaktadır. Halen klasik aktif çamur sistemi ile arıtılmakta olan tekstil endüstrisi boyama yıkama atıksularının piroliz koku katkısıyla kesikli biyolojik sistemde arıtılması, KOI ve renk parametrelerinin izlenmesiyle yürütülmüştür. Literatürde adsorbent özelliği taşıyan bentonit, aktif kil, toz aktif karbon gibi maddeler ilavesi ile sentetik olarak hazırlanan atıksu örnekleri kullanılmakta ise de, çalışmamızda gerçek bir tesis ve atıksu örneği tercih edilmiştir. Kesikli sistemlerde yürütülen çalışmamızda, mikroorganizma ve piroliz koku kullanılarak elde edilen verimlerin yalnız mikroorganizma kullanılması durumunda da büyük oranda değişmediği görülmektedir. Ancak sürekli bir sistemde ve değişen atıksu içeriğinde, ortamdaki piroliz kokunun daha etkin ve verime katkısının daha yüksek olacağı düşünülmektedir. Ayrıca piroliz kokunun aktif karbona benzer yapısı ile hem biyolojik sistemlerde karşılaşılabilecek inhibisyonlara engel olacağı hem de atık minimizasyonu çerçevesinde ekonomik olduğu göz ardı edilmemelidir. Sonuç olarak biyolojik aktif çamur uygulanan atıksu arıtma sistemlerine atık çamurların pirolizi ile elde edilen adsorbentin ilavesi, sistemin kararlılığını ve performansını artırmaktadır. Çalışmamıza konu edilen tekstil endüstrisi atıksularının çok değişken özellikte olması nedeniyle sistem performansı yanı sıra sistemin kararlılığı önem kazanmakta, bu bağlamda piroliz koku ilavesiyle yapılacak biyolojik arıtımın ilgili işletmeler için alternatif olacağı düşünülmektedir. Not: Bu yazı, Ekoloji’nin 64. sayısında yayınlanan, Serdar Aydın, Sinan Güneysu ve Semiha Arayıcı’ya ait "Arıtma Tesisi Çamurlarından Piroliz ile Elde Edilen Adsorbentlerin Tekstil Atık Sularından KOI ve Renk Giderimi için Kullanımının Araştırılması" başlıklı makale esas alınarak hazırlanmıştır.