Flokülasyon ve flok-flotasyon yöntemleri ile doğaltaş atıksularının arıtılması
Treatment of natural stone wastewaters by flocculation and floc-flotation methods
Yazar: HANDE KILIÇ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. TUBA TAŞDEMİR
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Cevher Hazırlama Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining
Dizin: Cevher hazırlama = Mineral processing ; Flokülant = Flocculant ; Flokülasyon = Flocculation ; Flotasyon = Flotation ; Jameson flotasyon hücresi = Jameson flotation cell ; Mermer atıkları = Marble wastes

Özet:
Bu çalışmada, -20 mikron doğaltaş tozu ile hazırlanmış atıksu numunesinin flokülasyon özellikleri belirlenmiş ve flok-flotasyonu yönteminin uygulanması ile atıksuyun arıtılabilirliği araştırılmıştır. Flokülasyon performansı atıksuyun kalan bulanıklık değerine ve flokların çökelme hızına göre; flok-flotasyonu yönteminin başarısı ise atıksuyun kalan bulanıklık değeri ve yüzdürme verimine göre değerlendirilmiştir.Deneysel çalışmalar üç aşamada yürütülmüştür. İlk aşamada uygun flokülant seçimi ve miktarı için flokülasyon testleri yapılmıştır. En düşük bulanıklık değeri (3 NTU) ve en yüksek çökelme hızı (870 mm/dk) SPP 508 anyonik flokülant ile 0,3 mg/L dozajında elde edilmiştir. İkinci aşamada, uygun toplayıcı tipinin ve miktarının belirlendiği ön flotasyon deneyleri klasik hücrede yapılmıştır. 750 gr/ton dozajında Aero 845 anyonik toplayıcının en uygun flotasyon reaktifi olduğu tespit edilmiştir. Son aşamada ise Jameson flotasyon hücresinde flok-flotasyonu deneyleri iki aşamalı gerçekleştirilmiştir. Birinci aşamadan geçirilen temizlenmiş atıksu numunesi koşullandırılarak, ikinci aşama olarak tekrar sisteme geri beslenmiş ve flotasyona tabii tutulmuştur. Birinci aşamada en iyi sonuç, doğal pH'da (pH=8) anyonik toplayıcı (Aero 845) ve katyonik flokülant (Enfloc 440 C) kullanılması ile elde edilmiş ve atıksuyun başlangıç bulanıklık değeri 12000 NTU'dan 304 NTU'ya düşürülmüş ve %99.2 yüzdürme verimine ulaşılmıştır. İkinci aşamada, atıksuyun bulanıklık değeri noniyonik SPPN 134 flokülant kullanılması ile 27 NTU' ya kadar düşürülmüştür. En yüksek yüzdürme verimi (%99.9) ise Enfloc 440 C katyonik flokülant ile elde edilmiştir. Noniyonik SPPN 134 flokülantının ve Aero 845 toplayıcının birlikte kullanıldığı; koşullandırma süresi, besleme debisi ve katı oranının yüzdürme verimine etkisinin incelendiği Jameson flotasyon deneylerinde ise en yüksek yüzdürme verimleri 5 dakika koşullandırma süresi, 7.5 L/dk besleme debisi ve %2 katı oranında elde edilmiştir.Sonuç olarak Jameson hücresinde flok-flotasyonu yönteminin iki aşamalı olarak uygulanması halinde, karışık doğaltaş tozları içeren atıksuyun %99.9 yüzdürme verimiyle temizlenebileceği bulunmuştur.Anahtar Kelimeler: Doğaltaş, atıksu, flokülasyon, flotasyon, flok-flotasyonu

Abstract:
In this study, flocculation properties of a wastewater sample prepared from natural stone powder cutting fines of -20 micron were determined and possibility of its treatment was investigated by applying floc-flotation method. Flocculation performances were evaluated according to residual turbidity of wastewater and settling rate of flocs while the success of floc-flotation was determined by residual turbidity of wastewater and flotation recovery.Experiments were made in three stages. In the first stage, the flocculation tests were carried out in jar test machine for the selection and the appropriate amount of the flocculants. In these experiments, the least turbidity value (3 NTU) and the highest settling rate (870 mm/min) were obtained by SPP 508 anionic flocculant with 0.3 mg/L dosage. In the second stage of experiments, pre-flotation tests were carried out in classical flotation cell to determine suitable type and the amount of the collector. Anionic type of Aero 845 collector with 750 gr/ton dosage was found the most suitable. In the final stage, floc-flotation experiments were carried out in a Jameson flotation cell with two stage experiments. The cleared wastewater obtained from the first flotation stage was conditioned and fed back to the system again to apply second stage flotation. The best result in the first stage was obtained at natural pH (pH=8) by using anionic collector type (Aero 845) with cationic type of flocculant (Enfloc 440 C) and the initial turbidity value of 12000 NTU was reduced to 304 NTU with 99.2% flotation recovery. In the second stage flotation, turbidity value of wastewater was reduced to 27 NTU by using SPPN 134 flocculant. The highest flotation recovery was obtained as 99.9% by cationic type of flocculant (Enfloc 440 C). In the experiments where the effect of conditioning time, feed flowrate and solid ratio on flotation recovery were investigated, the highest recovery was obtained at 5 min conditioning time, 7.5 L/min feed flowrate and 2% solid ratio by using nonionic type of flocculant (SPPN 134) with Aero 845 collector.In conclusion, the wastewater containing mixed natural stone cutting can be cleared with a 99.9% flotation recovery by applying two stage floc-flotation in Jameson cell.Keywords: Natural stone, wastewater. flocculation, flotation, floc-flotation.