Çinko kaplama endüstrisi atıksularının geri kazanımı
Recovery of zinc plating industry wastewater
Yazar: MERVE DÖNMEZ ÖZTEL
Danışman: PROF. DR. FERYAL AKBAL
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Atık su arıtma sistemleri = Waste water treatment systems ; Endüstriyel kirlilik = Industrial pollution ; Metal kirlilik = Metal pollution ; Polimer komplekslemeli ultrafiltrasyon = Polymer enhanced ultrafiltration ; Sürdürülebilir çevre = Sustainable environment

Özet:
Bu çalışmada çinko kaplama endüstrisi atıksuyunun geri kazanılarak proses suyu olarak kullanılabilir hale getirilmesi amaçlanmıştır. Çalışmada ultrafiltrasyon (UF) membran prosesi ve elektrokimyasal arıtım prosesinin entegre olarak kullanıldığı hibrit sistem geliştirilmiştir. Çinko kaplama işlemi yapan metal sanayii sektöründen alınan numunede atıksu karakterizasyonu çalışmaları yapılmıştır. Çinko, kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ), yağ ve gres, askıda katı madde (AKM), pH ve iletkenlik parametrelerine bakılmıştır. Deneysel işlem olarak, elektrokoagülasyon (EK) ve UF'da optimum çalışma koşulları belirlenmiştir. Hibrit sistemin etkisini incelemek üzere EK-UF işlemi ile ilgili çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Polivinilpirolidon (PVP) ve Poliakrilik asit (PAA) sodyum tuzu kullanılarak polimer destekli ultrafiltrasyon (PDUF) hibrit sistem ve polimer destekli EK-UF hibrit sistem çalışmaları yapılmıştır. EK-UF hibrit sistemde pH 9 değerinde 60 dakika proses süresinde %100'e yakın çinko giderim verimine ulaşılmıştır. Hibrit sistemde 3 A akım değerinde EK prosesinde çinko giderimi 5 dakika proses süresinde %60 seviyelerindeyken UF prosesi ile bu verim 5 dakika proses süresinde %94 seviyelerine ulaşmıştır. PVP destekli UF prosesinde çinko giderim veriminin pH 9 ve pH 11'de %100'e yakın olduğu belirlenmiştir. Polimer-UF etkisiyle çinko giderim verimi PVP:Zn (1:100)   polimer değerinde 60 dakika proses süresinde %100'e yakın olmuştur. PVP destekli EK-UF deneylerinde pH 9 ve PVP:Zn (1:1000) değerinde 60 dakika proses süresinde %100'e yakın giderim  verimine ulaşılmıştır. PAA destekli UF prosesinde çinko giderim veriminin 60 dakika proses süresi sonunda PAA:Zn (1:1000) değerinde UF etkisiyle %100'e yakın olduğu belirlenmiştir. PAA destekli EK-UF deneylerinde çinko giderim verimi 5 dakika proses süresinde yalnız polimer etkisiyle %39 seviyelerindeyken EK'un etkisiyle %89'a ulaşmıştır. 60 dakika proses süresinde ise verim %100'e yakın olmuştur.

Abstract:
In this study, it is aimed to make the zinc plating industry wastewater recyclable as process water. In this context, a hybrid system was developed to integrate an ultrafiltration membrane process and an electrochemical treatment process. Firstly, samples were taken from the metal industry sector, which processes zinc plating. Wastewater characterization studies were carried out in wastewater samples. Zinc, chemical oxygen demand (COD), oil and grease, suspended solids (SS), pH and conductivity parameters were examined. Firstly, optimum operation conditions were determined for electrocoagulation (EC) and UF process in the experimental studies. Afterwards, studies on EC-UF process were conducted to evaluate the effect of hybrid system. In addition, polymer-assisted ultrafiltration (PAUF) hybrid system and polymer-assisted EC-UF hybrid system studies have been performed by using two different polymers (Polyvinylpyrrolidone (PVP) and Polyacrylic acid (PAA) sodium salt). In the EC-UF hybrid system, zinc removal efficiency of 100% was reached at 60 min at pH 9. In the hybrid system with 3 A current in the EC process, 60% zinc removal was achieved in 5 min. With the UF process, this yield reached 94% in 5 min. In the PVP-assisted UF process, the yield of zinc removal was found to be close to 100% at pH 9 and pH 11. The efficiency of zinc removal with the effect of polymer-UF was about close to 100% at 60 min in PVP: Zn (1: 100) polymer value. At the end of the 60 min, at pH 9 and PVP: Zn (1: 1000) values, 100% reduction efficiency for zinc was achieved. In the PAA-assisted UF process, the zinc removal efficiency was found to be close to 100% at the end of the 60 min and at PAA: Zn (1: 1000) polymer value. The efficiency of zinc removal in PAA-assisted EC-UF experiments is 39% with only polymer effect at 5 min. With the effect of EC, removal efficiency was reached 89% with only polymer effect at 5 min. The yield was close to 100% at 60 min of process time.