Metal işleme endüstriyel atıksularının arıtılmasında membran proseslerin kullanılabilirliği
Treatment of metal working industrial wastewaters by using membrane processes
Yazar: BERK KÖKER
Danışman: PROF. DR. MELTEM SARIOĞLU CEBECİ
Cumhuriyet Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Membran süreci = Membrane process ; Metal endüstrisi = Metal industry

Özet:
Bu çalışmada, metal işleme endüstrilerinden kaynaklanan atık metal işleme sularının arıtımı hedeflenmiştir. Bu amaçla membran sistemleri kullanılmıştır. Öncelikli olarak atıksu karakterizasyonu yapılmış ve membran sistemine verilmeden önce, ön arıtım olarak bir kimyasal yumaklaştırma ve miktrofiltrasyon işlemlerinin uygulanmasının verimliliği değerlendirilmiştir. İki farklı koagülantın kullanıldığı kimyasal yumaklaştırma çalışmasından elde edilen sonuçlar, membran sisteminin ilk adımı olan mikrofiltrasyon (MF) membranlarının sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Bu iki ön arıtım şekli içerisinde en iyi performansı TM10 membranı sağlamıştır. TM10 membranı, %67,2 KOİ, %93,2 AKM, %98,6 Yağ, %53,9 TOK ve %99,3 bulanıklık giderimi sağlamıştır. Sadece KOİ parametresinde deşarj sınırlarının altına inilememiştir. 

Ön arıtım sonrasında ortaya çıkan atıksu, üç farklı ultrafiltrasyon (UF) membrandan [GH ve GE (GE Osmonics) ve UE10 (Trisep)] geçirilmiştir. GE ve GH membranları birbirlerine yakın performans sergilemişlerdir. Fakat GH membranı, akı miktarının çok daha iyi olması nedeniyle tercih edilen membran olmuştur. GH membranında giderim verimleri %65,6 KOİ, %97 AKM, %32,6 EC ve %99,7 bulanıklıktır. Fakat UF çalışmasında da istenilen KOİ giderim oranına ulaşılamamıştır. 

Son olarak üç farklı nanofiltrasyon (NF) membranının [TS80 ve XN45 (Trisep) ve NF245 (DOW)] giderim verimine bakılmıştır. En iyi giderimi TS80 membranının gerçekleştirdiği ve bu membranda %81,1 KOİ, %70,7 EC, %88,6 Bulanıklık, %81 Alkalinite giderimi sağlandığı belirlenmiştir.  Toplamda %96,2'lik bir KOİ giderim verimine ulaşılmasına rağmen, deşarj standartlarına inilememiştir. Fakat yağ, bulanıklık, ZSF gibi parametrelerde deşarj sıkıntısı yaşanmamıştır. 

Endüstrinin atıksuyunun arıtımında, ön arıtım olarak MF (TM10) membranı kullanılması ve ardından UF (GH) membranının uygulanmasının uygun olacağı belirlenmiştir.

Abstract:
The objective of this study is treatment of waste metalworking fluids of metalworking industry. For this purpose, membrane based systems used. Firstly, characterization of the wastewater was identified and before using membrane process, possibility of using coagulation and microfiltration (MF) as a pre-treatment were investigated. There were two different coagulants used in coagulation and results were compared to the microfiltration (MF) membranes to determinate the best alternative for pre-treatment. Best result for pre-treatment obtained with TM10 MF membrane. TM10 membrane provide 67.2% COD, 93.2% SS, 98.6% oil, 53.9% TOC and 99.3% turbidity removal.

After the pre-treatment, three different ultrafiltration (GE Osmonics GE, GH and Trisep UE10) membranes were tested. Retention performance of the GE and GH membranes was found similar to each other. Because of permeate flux of GH was superior to other membrane; GH membrane was selected as a best UF membrane. GH membrane provide 65.6% COD, 97% SS, 32.6% EC and 99.7% turbidity removal. 

And lastly, three different nanofiltration (TS80 and XN45 by Trisep and NF245 by DOW) membranes were tested. Best retention performance provided by TS80 membrane and for this membrane 81.1% COD, 70.7% EC, 88.6% turbidity and 81% alkalinity removal were obtained. The total COD removal were not satisfied the industrial wastewater discharge limits. However oil, turbidity and toxicity bioassay parameters were suitable for discharge. 

For treatment of waste metalworking fluids of metalworking industry, it is recommended to use TM10 MF membrane as a pre-treatment and after that GH UF membrane for removal of required parameters for discharge limits.