Savunma ve silah sanayi atık sularından kimyasal çöktürme yöntemi ile Cr (VI) iyonunun uzaklaştırılması ve proseste kullanılan kimyasalların giderim performanslarının değerlendirilmesi
Removal of Cr (VI) ion by chemical precipitation method from the wastewaters of defense and weapon industry and evaluation of removal performance of chemicals used in process
Yazar: AHMET DEMİRCİ
Danışman: PROF. DR. YASEMİN ÖZTEKİN
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Ateşli silahlar = Firearms ; Atık su arıtma = Waste water treatment ; Elektrokaplama = Electroforming ; Endüstriyel atık su = Industrial waste water ; Kimyasal çöktürme = Chemical precipitation ; Krom kaplama = Chromium plating ; Metal kaplama = Metal coating ; Savunma silahları = Defensive weapons ; Yüzey kaplama yöntemleri = Surface coating methods

Özet:
Savunma ve silah sanayinde, sağladığı mekanik ve dekoratif katkılar nedeniyle metal kaplama işlemleri oldukça sık kullanılmaktadır. Bu metal kaplamaların en önemlilerinden bir tanesi elektroliz yöntemi ile krom kaplamadır. Krom kaplama yönteminin en büyük sorunlarından biri kaplama sonrası oluşan atık sulardan Cr (VI) iyonunun uzaklaştırılmasıdır. Çevre için oldukça zararlı olan bu ağır metal iyonu, aynı zamanda insan sağlığını önemli derecede etkileyen olumsuz bir faktördür. Bu yüzden bu ağır metal iyonunun atık sulardan en etkin şekilde uzaklaştırılması önem arz etmektedir. 
Günümüzde atık sulardan Cr (VI) iyonunun uzaklaştırılması için en çok kullanılan yöntemlerden bir tanesi kimyasal çöktürme yöntemidir. +6 değerlikli krom iyonunun +3 değerlikli krom iyonuna indirgenip daha sonra çöktürülmesi esasına dayanan bu yöntemde indirgeme ve çöktürme reaksiyonlarını gerçekleştirebilmek için farklı kimyasal maddeler kullanılmaktadır. Kaplama öncesi ve sonrası yapılan işlemlerde kullanılan kimyasalların atık sulara karışması sebebi ile kimyasal çöktürme yöntemi dezavantajlı olabilmektedir. 
Bu tez çalışmasında, atık sulardan kimyasal çöktürme yöntemi ile krom iyonlarının uzaklaştırılması işleminin, atık suda bulunan kirletici parametrelerin mevzuattaki deşarj izin sınır değerleri de dikkate alınarak nitelikli, sürdürülebilir ve verimli hale getirilmesi amaçlandı. Bu amaç doğrultusunda savunma ve silah sanayisine ürünler üreten ve bünyesinde krom kaplama prosesi bulunan işletmeden gerekli görülen izinler eşliğinde alınmış atık suyun karakterizasyonu yapıldı. Atık sudan krom iyonlarının uzaklaştırılmasına etki eden numune başlangıç pH değeri, indirgeme ve çöktürme işlemlerinde kullanılan maddelerin türü ve konsantrasyonları gibi 6 farklı parametre ile 16 farklı deneysel çalışma yapıldı ve mevzuatta da belirtilen ilgili parametrelerin deşarj izin sınır değerleri dikkate alınarak en verimli çöktürme prosesi oluşturulmaya çalışıldı. 
Çalışmadan elde edilen sonuçlara bağlı olarak yerel mevzuata göre Cr (VI) iyonu, toplam krom ve yağ-gres için en iyi değerlere; atık su başlangıç pH değeri 1.5 olduğunda, indirgeyici madde olarak 50 g/L sodyum metabisülfit ve çöktürücü madde olarak 50 g/L kalsiyum hidroksit kullanıldığında ulaşıldı. Bir diğer taraftan, kimyasal çöktürme işlemi sonrası 10 g/L aktif karbonun 30 dakika temas süresince kullanılması durumunda atık sudaki Cr (VI) iyonu miktarının, kimyasal oksijen ihtiyacının ve askıda katı madde miktarının azaldığı görüldü.

Abstract:
Metal plating processes are used quite frequently in the defense and weapon industry due to the mechanical and decorative additives it provides. One of the most important of these metal coatings is chrome plating by electrolysis method. One of the biggest problems of the chrome plating method is the removal of Cr (VI) ions from wastewater after plating. This heavy metal ion, which is very harmful for the environment, is also a negative factor that significantly affects human health. Therefore, it is important to remove this heavy metal ion from wastewater via the most effective way.
Today, chemical precipitation is one of the most widely used methods for the removal of Cr (VI) ions from wastewater. In this method, which is based on the principle of reducing the +6 valent chromium ion to the +3 valent chromium ion and then precipitating it, different chemicals are used to perform the reduction and precipitation reactions. Chemical precipitation methods can be disadvantageous due to the mixing of the chemicals used in the process before and after the coating into the wastewater.
In this thesis, it was aimed to create a qualified, sustainable and an efficient method for the removal of chromium ions from wastewater by chemical precipitation method by taking into account the discharge permit limit values of the pollutant parameters in the wastewater. For this purpose, the characterization of the wastewater obtained from the enterprise, which produces products for the defense and weapon industry and has a chrome plating process, was carried out after the permission taken from the company. 16 different experimental studies were carried out with 6 different parameters such as the initial pH value of the sample, the type and concentration of the chemical substances used in the reduction and precipitation processes, which affect the removal of chromium ions from the wastewater, and the most efficient precipitation process was tried to be created by considering the discharge permit limit values of the relevant parameters specified in the legislation.
Depending on the results of the study, the best values for Cr (VI) ion, total chromium and oil-grease according to local legislation were obtained when the initial pH value of the wastewater was 1.5, 50 g/L sodium metabisulfite as the reducing agent and 50 g/L calcium hydroxide as the precipitating agent were used. On the other hand, it was observed that the amount of Cr (VI) ion, chemical oxygen requirement and suspended solids amount in the wastewater decreased when 10 g/L activated carbon was used with treatment of 30 minutes after the chemical precipitation process.