Metal endüstrisinde asit ve asit durulama proses atıksularının geri dönüşümü
Recycling of acid and acid washing process wastewaters in the metal industry
Yazar: BÜŞRA HASANÇEBİ
Danışman: PROF. DR. HÜSEYİN SELÇUK
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Çevre Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Metal madeni ve metal yüzey işlemleri endüstrileri metalleri makine parçaları, cihazlar ve diğer endüstrilerin ihtiyaç duyduğu metal ekipmanların yapımı sağlayan sektörlerdir. İstenen metal ekipmana göre endüstriyel üretimde çok farklı metal prosesleri kullanılmaktadır. Özellikle metal yüzey işlemleri sırasında yüksek miktarda su kullanılmaktadır. Su kıtlığı ve atıksu ve tehlikeli atıkların bertarafı için ortaya çıkan yüksek arıtma maliyetleri nedeniyle çevre politikaları asit-alkali likörlerin geri kazanılması ve su ihtiyacının karşılanmasında atıksuların geri dönüşümü gibi yeni su kaynaklarının oluşturulması konularında yoğunlaşmıştır.
Metal yüzey işlemleri sırasında kullanılan sülfürik asitten dolayı atıksu içindeki sülfat konsantrasyonu yüksektir. Sıkılaşan deşarj standartları nedeniyle sülfat konsantrasyonunun düşürülmesi veya sülfat arıtımı gerekmektedir. BaCl2 ile koagülasyon metal endüstrisi atıksularında sülfat giderimi için kullanılan temel arıtma metodudur. Ba2+ tehlikeli kimyasal olduğundan dolayı BaCl2 koagülasyonu sonucu oluşan tehlikeli çamur ayrı bir çevre problemine sebep olmaktadır. Sonuç olarak metal endüstrisinde atıksu arıtma maliyetleri 10-16,8 TL/m3 (2.60-4.5 $/ m3) gibi yüksek seviyelerde olmaktadır. Türkiye' de yaşanan su sıkıntısı nedeniyle su maliyetleri 11 TL/m3 (2.94 $) değerine yükselmiştir. Metal endüstrisinde birim maliyetleri yüksek H2SO4 ve NaOH kimyasalları aynı zamanda metal endüstrisi üretim sistemlerinin temel giderleri durumundadır. Bundan dolayı atıksu arıtımının ve geri dönüşümünün yanında asit-baz geri kazanımın da ele alınması gerekmektedir. 
Yukarıda bahsedilen sorunlardan dolayı bu çalışmada elektrodiyaliz (ED) prosesi farklı koşullar altında metal madeni ve metal yüzey işlem endüstrilerinde asit solüsyonlarının geri kazanılması için kullanılmıştır. Bu metodun uygulanması ile söz konusu endüstrilerde, asit-baz kazanımı, sülfat kontrolü ve atıksu geri kullanımının birlikte gerçekleştirilmesi hedeflenmiştir. Çalışmada bir alüminyum yüzey işlem endüstrisi seçilerek ED ile geri dönüşümün endüstri için kar-zarar analizi yapılmıştır.

Abstract:
The metal mining and metal surface treatment industries process metals in order to manufacture machine components, instruments and tools which are needed by other industries as well as by the other different sectors. Various types of metals and alloys are used as starting materials, many different surface treatment processes are used according to the requested final products. Especially during the surface treatment processes large amount of water is used. Faced with increasing water scarcity and high treatment costs of wastewater and hazardous wastes, policy-makers are increasingly interested in recycling of acid-alkaline liquors tapping non-conventional water resources, such as recycled wastewater, to meet demands for water in metal industries. 
During metal surface treatment sulfuric acid is used in acid bath thus sulfate concentration is high in the effluent of metal wastewater treatment systems. Due to the stringent discharge standard sulfate should be reduced before discharge.  Generally BaCl2 coagulation is used to reduce sulfate concentration in wastewater. Ba2+ is hazardous chemical thus the sludge generated by BaCl2 coagulation create another environmental problem. Consequently operational cost of wastewater treatment in metal industries may increases up to 10-16,8 TL/m3 (2.60-4.5 $/ m3). In Turkey, due to the water scarcity problems, cost of process water increased around 11 TL/m3 (2.94 $).  In the metal industries, as costs of H2SO4 and NaOH are main costs and high in metal industries. acid-base recoveries should be also taken into consideration. 
Due to the above mentioned points, in this study, electrodialysis (ED) method is used under different operational conditions to recovery acid liquors in metal mining and aluminum surface treatment industries. By this method, acid-base recovery, sulfate control and wastewater reuse were aimed together to reduce treatment and production costs in metal industries.  An aluminum surface treatment industry was selected as case study for cost-benefit analysis.