Boya endüstrisi atıksuyunun koagülasyon ile ön arıtımı
Pretreatment of dye industry wastewater by coagulation
Yazar: ÖMER YASİN BALIK
Danışman: YRD. DOÇ. DR. SERDAR AYDIN
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Dünyada ve Türkiye' de boya ve boyar madde üretimi yapan tesislerin sayısı oldukça fazladır. Bu tesislerin sanayi faaliyetlerinden kaynaklanan katı ve sıvı atıklar da dolayısıyla çevreye etkisi bakımından önemli bir yer tutmaktadır. Bu çevresel etkinin azaltılması için üretimde alınması gereken önlemlerin yanı sıra, üretim sonrasında oluşan atıkların çeşitli arıtma yöntemleriyle iyileştirilmesi de hem insani bir sorumluluk hem de yönetmeliklerle sınırlanması nedeniyle bir mecburiyettir. 
Yapılan çalışmada su bazlı boya üretimi yapan iki tesisin tank yıkamasından kaynaklı atıksularının koagülasyon ve flokülasyon yöntemi ile arıtılması amaçlanmıştır. Bu arıtım için ALUM, demir klorür, demir sülfat ve PAC koagülant olarak seçilmiş ve farklı konsantrasyonlarda uygulamalar gerçekleştirilmiştir. Polielektrolit olarak da anyonik ve katyonik polielektrolitlerden faydalanılmıştır. Askıda Katı Madde, Kimyasal Oksijen İhtiyacı, Renk ve Bulanıklık giderim oranları da etkinlik değerlendirmesinde kullanılmıştır. Koagülant seçimi yapılırken mümkün oldukça çok koagülantın birbiriyle mukayese edilmesi amacı temel alınmış ve ilk olarak arıtılması üzerine çalışılan atıksu için yaygın olarak kullanılan alum, demir klorür ve kullanımı üzerine çalışmaların nispeten daha yeni olduğu PAC tercih edilmiştir. İkinci atıksu için demir sülfat denemesi de çalışmaya ilave edilmiştir. Ayrıca ikinci atıksu için uygun koşullarda en iyi performans verdiği yorumlanan alum ve demir klorürün beraber kullanıldığında atıksuyun verdiği tepki de uygulamaya ilave edilmiştir. Etkinlik değerlendirmesi için seçilen parametreler de Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği'ne göre seçilmiş ve temel kirlilik göstergeleri oldukları için tercih edilmiştir. 
Çalışması yapılan birinci atıksu için optimum koagülant dozu olarak belirlenen 4000 mg/l de AKM giderim verimleri neredeyse her koagülant için aynıdır. KOİ için PAC ve alum için en iyi arıtım verimi gözlemlenmiş olup verimler aynıdır. En iyi renk gideriminde ve oluşan en fazla çamur miktarında ise açık ara göze çarpan koagülant PAC olarak dikkat çekmektedir. En az çamur oluşumu ise açık ara aluma aittr. Optimum doz için harcanan en yüksek sodyum hidroksit miktarı ise 14 ml/l ile diğerlerine göre neredeyse 2-3 katı daha fazla olan demir klorüre aittir. Bu değerlendirmede en düşük sarfiyata ise alum ile ulaşılmıştır.
İkinci atıksuda elde edilen değerlere bakılacak olursa da optimum doz olarak değerlendirilen 250 mg/l için AKM ve Renk bütün koagülantlarda çok yüksek verimde arıtılmıştır. KOİ giderimi için demir klorür ön plana çıkmış olup çift koagülant uygulaması da ciddi oranda giderime katkı sağlamıştır. En az çamur oluşumu demir sülfat ile sağlanmıştır. Ancak KOİ giderim veriminin çok düşük olması sebebiyle bu koagülant için optimum doz 500 mg/l olarak alındığında bu konudaki üstünlük el değiştirmektedir. Bu şartlarda en az çamur oluşumu aluma ait olup onu çift koagülant uygulaması takip etmektedir. pH ayarlaması için gerekli olan sodyum hidroksit sarfiyatı ise tüm koagülantlar için çok yakın değerlere sahiptir.  
Arıtım sonucunda oluşan çamur miktarları Çökebilen Katı Madde analiziyle ml/l ( litre başına oluşan çamur ) olarak değerlendirilmiştir. Bu değerlendirmede her iki atıksu için optimum dozlarda alumun en az çamur oluşumuna neden olduğu tespit edilmiştir. 
Çalışmanın en sonunda ekonomik analiz de incelenmiştir. Yapılan değerlendirmede en az maliyetle çalışan arıtma sisteminin de birçok yönden değerlendirmesi yapılmış ve maliyeti etkileyen faktörler ayrı ayrı ele alınmıştır.

Abstract:
The number of facilities producing dye and colorant in Turkey and in the world is quite great. Due to solid wastes and effluents resulting from industrial activities, these facilities are of quite importance in terms of their impact on the environment. As well as the precautions to be taken in production in order to minimize this environmental impact, improving the wastes emanating during post-production by means of various treatment methods is both a humanitarian responsibility and an obligation as it is restricted by regulations.
This study is intended for depurating, through coagulation and flocculation methods, the wastewaters caused by the tank demolition of two facilities producing water-based paint. For this treatment, ALUM, Iron(III) chloride hexahydrate, Iron (II) Sulphate Heptahydrate and PAC were selected as coagulants, and the applications at different concentrations were performed. Also, anionic and cationic polyelectrolytes were utilized as polyelectrolyte. Suspended Solids, Chemical Oxygen Demand, Colour and the rates of crispening ( the elimination of muddiness) were used in efficiency rating. While selecting the coagulants, the target of comparing as many coagulants with each other as possible were grounded on. The PAC, on which the studies are only relatively new was preferred to the commonly used alum, iron chloride and their use for the wastewater which is studied to be treated in the first place. Ferrous sulphate assay is added to the second working, too. When alum and iron chloride that are interpreted to show the best performance under suitable conditions for the second wastewater are utilized together, the reaction from the wastewater was also included in the application. The parameters selected for the efficiency rating were also picked out according to the Water Pollution Control Regulations and were preferred as they were basic pollution indicators.
The TSS elimination efficiency in 4000 mg/l determined as the optimum coagulant dose for the first wastewater studied is almost the same for each coagulant. PAC for COD and the best treatment efficiency for alum were observed and the efficiencies are the same. In the best chemical stripping (decolorization) and in the amount of the most of the mud emanated, on the other hand, the noticeable coagulant by far  draws the attention as PAC. The least mud emanation belongs to alum by far. The amount of the highest sodium hydroxide - with 14 ml/l - spent for the optimum dosage belongs to the iron chloride which is almost 2-3 times as much as the others. In this evaluation, the lowest wastage was achieved by alum.
As far as the values obtained in the second wastewater are concerned, the TSS and colour were depurated at a very high efficiency in all the coagulants for 250 mg/l assessed as the optimum dose. The iron chloride became prominent for COD removal and the double coagulant application also made a serious contribution to the elimination / removal. The least mud emanation was done by iron sulphate. However, when the optimum dose is taken as 500 mg/l for this coagulant due to the fact that COD removal efficiency is too low, the superiority for the matter involved changes hands. Under such conditions, the least mud emanation belongs to alum and this is followed by double coagulant application. The sodium hydroxide wastage necessary for PH adjustment, on the other hand, is of very close values for all the coagulants.
The amount of mud formed /emanated as the result of the treatment was evaluated as ml/l (the mud formed per litre) through Settleable Solids Analysis. In this evaluation, the alum at optimum doses is determined to cause the least mud emanation for both wastewaters.
The economical analysis was also examined at the end of the study. During the evaluation made, the treatment system operating at minimum costs was also evaluated in many ways and the factors affecting the cost / expenses were separately dealt with.