Kağıt endüstrisi atık suyunun çöktürme ile iyileştirilmesi ve adaptif keşifsel pH kontrolu
The treatment of the paper mill wastewater by coagulation and adaptive heuristic pH control
Yazar: BÜŞRA MERAL
Danışman: DOÇ. DR. ZEHRA ZEYBEK
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Atık su arıtma = Waste water treatment ; Kağıt = Paper ; Kağıt endüstrisi = Paper industry ; Koagülasyon = Coagulation ; Süreç kontrol = Process control

Özet:
ÖZETYüksek Lisans TeziKAĞIT ENDÜSTRİSİ ATIK SUYUNUN ÇÖKTÜRME İLE İYİLEŞTİRİLMESİ VE ADAPTİF KEŞİFSEL pH KONTROLUBüşra MERALAnkara ÜniversitesiFen Bilimleri EnstitüsüKimya Mühendisliği Anabilim DalıDanışman: Doç. Dr. Zehra ZEYBEKKağıt hamuru ve kağıt üretim prosesleri doğal kaynaklardan yüksek miktarlarda kullanıp aynı doğrultuda çevreye yüksek oranda atık bırakan endüstri kuruluşlarıdır. Üretilen her bir ton kağıt başına 60 m3 su harcanmakta, yaklaşık 10-50 m3 atık su açığa çıkmaktadır. Üretim sonucunda çevreye deşarj edilen atık su toprağa ve canlılara zarar verebilecek derecede yüksek miktarda çeşitli kirleticiler içermekte ve bu atık suyun karakterizasyonu; biyokimyasal oksijen ihtiyacı (BOİ), kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ), askıdaki katı madde miktarı (AKM), toksisite ve renk parametreleri ile değerlendirilmektedir.Çöktürme, kimyasal bir arıtma yöntemi olup, kağıt endüstrisi atık sularının arıtımında çoklukla kullanılan bir prosestir. Kağıt endüstrisinde çöktürme prosesi ile atık su içindeki kirlikleri çöktürmek için kullanılan koagülant maddeler; demir klorür, demir sülfat, alüminyum klorür, polialüminyum klorür ve alüminyum sülfattır. Bu çalışma kapsamında yapılan deneylerde demir klorür, demir sülfat, alüminyum klorür ve alüminyum sülfat kullanılmıştır. Çöktürme için en uygun koagülant miktarı ve ortam pH'ını belirlemek için yapılan deney ve analiz sonuçları ile Design Expert programında bir optimizasyon çalışması yapılmış ve koagülant maddeler için en uygun derişim ve pH değerleri sırasıyla; 1200 mg/L ? 8.0, 1000 mg/L ? 9.0, 1200 mg/L ? 6.8 ve 1200 mg/L ? 6.0 olarak belirlenmiştir.Çalışmanın ikinci kısmında Adaptif Keşifsel Kontrol(AKK)algoritması ile pH kontrolu deneyleri yapılmıştır. Optimizasyon çalışması ile belirlenen derişim değerlerinde koagülant maddenin ortama eklenmesi ile başlatılan deneylerde optimum pH değerleri sisteme set noktası olarak verilmiş ve AKK algoritması ile atık suyun pH kontrolu gerçekleştirilmiştir. Deneyler ardından alınan numuneler ile Kimyasal Oksijen İhtiyacı (KOİ) analizleri yapılarak çöktürme prosesinin etkinliği incelenmiştir. Arıtma yapılmamış atık suyun başlangıç KOİ değeri 978.66mg/L iken arıtmadan sonra elde edilen sonuçlar ise şöyledir; FeCl3 ile arıtmada 180 mg/L %82 giderim, FeSO4 ile arıtmada 142 mg/L %86 giderim, AlCl3 ile arıtmada 127 mg/L %87 giderim ve Al2(SO4)3 ile arıtmada 110 mg/L %89 giderim oranları elde edilmiştir.Aralık 2012, 79 sayfaAnahtar Kelimeler: Kağıt endüstrisi, kağıt hamuru, atık su, koagülasyon, pH kontrol, kimyasal oksijen ihtiyacı.

Abstract:
ABSTRACTMaster ThesisTHE TREATMENT OF THE PAPER MILL WASTEWATER BY COAGULATION AND ADAPTIVE HEURISTIC pH CONTROLBüşra MERALAnkara UniversityGraduate School of Natural and Applied SciencesDepartment of Chemical EngineeringSupervisor: Assoc. Prof. Dr. Zehra ZEYBEKPulp and paper manufacturing processes use large amounts of natural resources in line with a high rate of waste left to the environment. 60 m3 of water is used for producing per tonne of paper and nearly 10-50 m3 of waste water is released after processing. As a result of producing of waste water that is discharged into the environment can damage the soil and the living creatures because of including the high rate of pollutants. Biochemical oxygene demand (BOD), chemical oxygene demand (COD), suspended solids (SS), toxicity and colour are the parameters for evaluating the waste water characterization.Coagulation is a chemical treatment process which is mostly used for treatment of paper industry waste water. In paper industry the cogulants used for coagulation process are ferric chloride, ferric sulphate, polyaluminium chloride, aluminium chloride and aluminium sulphate. In this study ferric chloride, ferric sulphate, aluminium chloride and aluminium sulphate have been used for experimental studies.The optimum coagulant concentration and pH have been determined by experiments and analysis. The results of these experiments and analysis have been used in an optimization study in Design Expert software. After that the optimum concentrations and pH values are 1200 mg/L ? 8.0, 1000 mg/L ? 9.0, 1200 mg/L ? 6.8 and 1200 mg/L ? 6.0 for given coagulants in order.The second stage of this study is on-line pH control. The control mechanism is managed by Adaptive Heuristic Control (AHC) algorithm. The optimum pH values are given to the programme as the set points, then the system pH controlling studies has been carried out. After the control experiments waste water samples have been taken from the reactor. Chemical oxygene demand (COD) analysis has been done with these samples for researching the effect of the coagulation processes. The untreated waste water sample COD value is 978.66 mg/L. The treated samples COD values are with FeCl3 180 mg/L, with FeSO4 142 mg/L, with AlCl3 127 mg/L and with Al2(SO4)3 110 mg/L.December 2012, 79 pagesKeyWords: Paper mill, pulp, waste water, coagulation, pH control, chemical oxygen demand.