Atıksuların ileri arıtımında membran proseslerinin kullanımının araştırılması
Investıgatıon of usage membrane processes in tertıary waste water treatment
Yazar: BURCU KALELİ
Danışman: PROF. HULUSİ BARLAS
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2006
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Bu çalışmada mikrofiltrasyon (MF), ultrafiltrasyon (UF) ve nanofiltrasyon (NF) prosesleri,tek tek uygulanarak veya kombine edilerek, ilaç ve tekstil endüstrisi atıksularının ileriarıtımı araştırılmıştır. Deneylerde, İstanbul'da bulunan bir ilaç fabrikasının kimyasal vebiyolojik arıtma tesisleri çıkışından ve ayrıca Çerkezköy'de bulunan bir tekstil fabrikasınınbiyolojik atıksu arıtma tesisi çıkışından alınan arıtılmış atıksular kullanılmıştır.Deneysel çalışmalar üç aşamada gerçekleştirilmiştir. Birinci aşamada, deneylerdekullanılan membranların farklı sıcaklık ve basınçlardaki saf su akıları belirlenmiştir. İkinciaşamada ilaç endüstrisi atıksuyu öncelikle MF membranından geçirilmiştir. MF çıkışındatoplanan süzüntü ise ayrı ayrı UF ve NF membranlarına verilmiştir. Üçüncü aşamada isetekstil endüstrisi atıksuyu önce MF membranından, süzüntüsü de NF membranındangeçirilmiştir. Ham tekstil atıksuyu bu aşamada ayrıca sadece NF membranından dageçirilmiştir.Deneyler esnasında akı değerleri ve süzüntüden alınan anlık numunelerin Renklilik Sayısı(RES) ve iletkenlik değişimleri izlenmiştir. Toplam süzüntülerde ise ek olarak KimyasalOksijen İhtiyacı (KOİ), Askıda Katı Madde (AKM) ve pH ölçümleri yapılarak, her birmembran prosesinin giderim verimleri belirlenmiştir.İlaç ve tekstil endüstrisi atıksularıyla yapılan her iki çalışmada da en yüksek giderimverimleri MF + NF kombinasyonu ile elde edilmiştir. İlaç endüstrisi atıksuyunda 436 nm,525 nm ve 620 nm'de ölçülen RES parametresine göre girişte sırasıyla 10 m-1, 2 m-1, 0,4 m-1olan değerler süzüntüde 1,3 m-1, 0,3 m-1 ve 0 değerlerine; ayrıca girişte sırasıyla 678mg/L ve 293 mg/L olan KOİ ve AKM değerleri, süzüntüde 48 mg/L ve 11 mg/L'yedüşürülmüştür. Tekstil endüstrisi atıksuyunda yukarıdaki RES dalga boylarında 25 m-1,25,6 m-1 ve 9,2 m-1 olarak ölçülen değerler, süzüntüde 1 m-1, 0,8 m-1 ve 0,1 m-1'e; giriştesırasıyla 180 mg/L ve 157 mg/L olan KOİ ve AKM değerleri ise süzüntüde 72 mg/L ve 60mg/L'ye düşürülmüştür.İlaç endüstrisi atıksuyuyla yapılan deneyler sonucunda MF membranının tek başınakullanımı durumunda bile rengin yüksek oranda giderildiği ve RES parametresinde AvrupaNormunda belirtilen limitlerin altına inilebildiği ortaya çıkmıştır.Tekstil endüstrisi atıksuyuyla yapılan deneylerde, sadece NF çıkışındaki süzüntüde ve MF+ NF çıkışında toplanan süzüntüde giderilemeyen renk miktarları açısından çok büyük birfark görünmese de KOİ, iletkenlik miktarları ve deneylerdeki akı düşüşleri dikkatealındığında MF'nin NF öncesi ön arıtma olarak uygulanmasının son derece yararlı olduğugörülmüştür.

Abstract:
With this study, the tertiary treatment of pharmaceutical and textile industry wastewaterwas investigated within seperate or combined usage of microfiltration (MF),ultrafiltration (UF) and nanofiltration (NF) processes. During the tests, treatedwastewater coming from the chemical and biological wastewater treatment plants froma pharmaceutical factory in Istanbul and the biological wastewater treatment plant froma textile factory in Cerkezkoy was used.Laboratory tests were done in three steps. On the first step, the pure water flux of themembranes that are used during the investigation were determined in differenttemperatures and pressures. On the second step, pharmaceutical industry wastewaterwas passed through the MF membrane. The permeate that was collected from MF outletwas given to UF and NF seperately. On the third step, textile industry wastewater wasfed to MF and the permeate was given to NF membrane. Raw textile wastewater wasalso fed only to NF membrane on this step.During the tests, the flux values and the DFZ (durchsichtsfarbzahl) and conductivitychanges of the instant samples were followed. Also Chemical Oxygen Demand (COD),Suspended Solid (SS) and pH were measured in composite permeates and eachmembrane process? removal efficiency was determined.In both studies with pharmaceutical and textile industry wastewater, the best removalefficiency was reached by MF+NF combination. In pharmaceutical industry wastewater,the RES values calculated in 436 nm, 525 nm and 620 nm were 10 m-1, 2 m-1, 0,4 m-1 ininlet and were decreased to 1,3 m-1, 0,3 m-1 and 0 in permeate. Also the COD and SSvalues were 678 mg/L and 293 mg/L in inlet and were decreased to 48 mg/L and 11mg/L in permeate. In textile industry wastewater the inlet DFZ values, calculated at thesame wavelengths as above, were 25 m-1, 25,6 m-1 and 9,2 m-1, and were decreased to1 m-1, 0,8 m-1 and 0,1 m-1 in permeate. The COD and SS values were 180 mg/L and 157mg/L in inlet and were decreased to 72 mg/L and 60 mg/L in permeate.As a conclusion on the study of the pharmaceutical industry wastewater, it was cameout that, even in the case of using the MF membrane alone, the color was removed in ahigh efficiency. Also the reached values were under the European Norms limits in DFZparameter.During the studies on textile industry wastewater, although there was not a bigdifference at the non-removed color amounts in the collected permeats between NFalone and MF+NF combination, but concerning COD, conductivity and the fluxdecreases, it was noticed using MF as a pretreatment of NF was extremely beneficial.i