Dinamik membran biyoreaktör kullanılarak tekstil endüstrisi atıksuyunda boya giderimi
Color removal in textile industry wastewater using a dynamic membrane bioreactor
Yazar: ERKAN BAŞARAN
Danışman: DOÇ. DR. DENİZ UÇAR ; DR. ÖĞR. ÜYESİ ADEM YURTSEVER
Harran Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Atık su arıtma = Waste water treatment ; Azo boyar maddeler = Azo dyestuffs

Özet:
Tekstil faaliyetleri sırasında 1 kg tekstil ürünü elde edebilmek için kullanılan prosese bağlı olarak 95-400 litre su gerekmektedir. Faaliyetlerin sonucunda da çevreye zararlı, yüksek konsantrasyonda organik madde, askıda katı madde ve renk içeren atıksular oluşur. Bu atıksuların arıtımında dinamik membran biyoreaktörler, klasik membran biyoreaktörlerdeki yüksek ilk yatırım ve işletme maliyetlerine bir alternatiftir. Bu çalışmada tekstil atıksularının arıtımında farklı gözenek boyutuna sahip destek tabakalar (20 µm, 53 µm ve 100 µm)  değişen akı (8-33,5 LMH), arası gaz geri devir oranları (SADm: 2-10 m3/(m2.h)) ve gaz geri devir döngü süreleri (sürekli, 1 dk çalış/5 dk dur vb) ile denenmiştir. Bu çalışmadan elde edilen verilerle seçilen bir destek tabaka uzun süreli olarak dinamik membran biyoreaktörde kullanılmıştır. Yapılan deneme neticesinde 20 µm'lik destek tabaka çıkış AKM konsantrasyonları ve dinamik tabaka oluşum hızı açısından 53 µm ve 100 µm'lik destek tabakalardan çok daha iyi sonuçlar vermiş olup 7-10 gün sürelerle yapılan 2 dakikalık geri yıkamalarla dinamik membran oldukça stabil şekilde işletilebilmiştir. Seçilen 20 µm'lik destek tabaka ile kurulan reaktörde ise (10000 mg/L reaktör içi AKM) başlangıçta yüksek çıkış AKM ölçülse de 25 günlük süre sonunda çıkış 10 mg/L'nin altına düşmüştür. Çalışma boyunca giriş KOİ 1000 mg/L iken çıkışta 96±49 mg/L olarak gözlenmiştir. Çalışmada test edilen iki farklı renk konsantrasyonu (100±6 ve 201±5 mg/L) için %97'nin üzerinde giderim verimi elde edilmiştir. Çalışmada kritik akı 90-95 LMH olarak belirlenmiş olup tüm süreçler için membran kirletici karakterizasyonları reaktör içi, süzüntü, kek tabakası ve EPS numunelerinden; kek tabakası ve reaktör içi çamurunun kurutulmasıyla elde edilen numunelerden ise membranlardan SEM ve SEM-EDS analizleri ile değerlendirilmiştir.

Abstract:
During textile activities, 95-400 liters of water is required depending on the process used to produce 1 kg of textile product. As a result, wastewaters are formed that are harmful to the environment and contain high concentrations of organic matter, suspended solids and colors. In the treatment of these wastewater, dynamic membrane bioreactors are an alternative to high initial investment and operating costs in conventional membrane bioreactors. In this study, the effects of support layers with different pore sizes (20 µm, 53 µm and 100 µm), different fluxes (8-33.5 LMH), gas recirculation rates (SADm: 2-10 m3/(m2.h)) and gas recycle cycle times (continuous, 1 min run / 5 min stop etc.) on textile wastewater treatment were investigated. A support layer selected with the experimental results of this study was used in long term dynamic membrane operation. As a result of the experiment, 20 µm support layer provided satisfying results in terms of effluent SS concentrations whereas 53 µm and 100 µm support layers provided good results in terms of dynamic layer formation speed. The dynamic membrane could be operated quite stably with 2 minutes of backwashing for each 7-10 days periods. With the utilization of 20 µm support layer (10000 mg/L in-reactor SS), although high effluent SS was measured initially, the effluent SS decreased below 10 mg/L at the end of the 25-day period. Throughout the study, influent and effluent COD concentrations were 1000 mg/L and 96 ± 49 mg/L, respectively. Removal efficiency was over 97% for two different color concentrations tested in the study (100±6 and 201±5 mg/L). The critical flux in the study was determined as 90-95 LMH, and membrane contaminant characterizations for all processes were performed from the bulk reactor,  permeate, cake layer and EPS samples. SEM and SEM-EDS analyzes were also performed from samples obtained by drying the cake layer and reactor sludge