Deri endüstrisi atık sularında magnezyum amonyum fosfat çöktürmesinin biyolojik arıtılabilirliğe etkisi
Magnesium ammonium phosphate precipitation in tannery wastewaters and its effect on biological tretability
Yazar: GÜLSÜM EMEL ZENGİN
Danışman: PROF. DR. OCAY TÜNAY
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2001
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Atık su = Waste water ; Biyolojik arıtma = Biological treatment ; Deri endüstrisi = Leather industry ; Endüstriyel atık su = Industrial waste water ; KOİ = COD ; Magnezyum amonyum fosfat = Magnesium ammonium phosphate ; Çöktürme = Percipitation

Özet:
DERİ ENDÜSTRİSİ ATDXSULARINDA MAGNEZYUM AMONYUM FOSFAT ÇÖKTÜRMESİNİN BİYOLOJİK ARTITLABİLİRLİĞE ETKİSİ ÖZET Günümüzde azot, çevrede oluşturduğu olumsuz etkileri nedeniyle dikkatle değerlendirilmesi gereken bir parametredir. Zira azot deşarj edildiğinde alıcı ortamlarda ötrofikasyona sebep olmaktadır. Bu nedenle azot arıtılması gereken bir parametre olarak ele alınmakta ve araştırmalar, yüksek verimli azot giderme yöntemleri üzerinde yoğunlaştırılmaktadır. Bu çerçevede bünyesinde yüksek konsantrasyonlarda azot bulundurabilen deri endüstrisi atıksulannda azot giderimi üzerinde çalışmalar önem kazanmaktadır. Bu çalışmada deri endüstrisi atıksulanndan azot giderimi için kullanılabilecek diğer yöntemlere göre uygulama kolaylığı olan ve proses sonucu oluşan çökeltinin gübre olarak kullanım potansiyeli olan magnezyum amonyum fosfat çöktürmesi incelenmiştir. Çalışmanın amacı doğrultusunda deri endüstrisi atıksulannda azot giderimi için kullanılması düşünülen magnezyum amonyum fosfat çöktürmesinin bir ön arıtma olarak uygulama esasları belirlenmiştir. Bu esaslar doğrultusunda uygulanan MAP çöktürmesi sonucunda yüksek oranda amonyak azotu giderilmiş ve işlem sonunda kalan azot miktarı da biyolojik arıtmanın nutrient ihtiyacına karşı gelmesi nedeniyle nitrifikasyon-denitrifikasyon proseslerinin kullanım ihtiyacını ortadan kaldırmıştır. Elde edilen sonuçlar çerçevesinde ön arıtma olarak MAP çöktürmesinin ve yine deri endüstrisi atıksulannda yaygın olarak kullanılan basit çöktürmenin karşılaştırmalı olarak biyolojik antılabilirliğe etkileri incelenmiştir. Bu çerçevede; atıksuyun biyolojik karakterini belirlerken esas alman kriterler; atıksuyun inert KOİ bileşenlerindeki ve biyolojik antmayı karakterize eden katsayılardaki değişimler olmuştur. Çünkü antma tesisi çıkış suyunda bulunan çözünmüş ve partiküler KOİ bileşenleri antma tesisinin çıkış suyu kalitesini, verimini etkilemekte ve sağlanması gereken deşarj limitlerini aşmasına neden olabilmektedir. Bu parametrelerin belirlenmesiyle birlikte MAP çöktürmesinin ve basit çöktürmenin atıksuyun biyolojik karakterine etkileri, literatürde yer alan deri endüstrisi auksulan üzerinde uygulanmış kimyasal çöktürme uygulamaları ile karşılaştırılarak değerlendirilmiştir. Bu değerlendirme sonucunda MAP çöktürmesinin basit çöktürmeye oranla çok daha yüksek düzeyde askıda madde ve organik madde giderdiği; bu giderimlerin kimyasal çöktürme performansına yakın olduğu ve biyolojik anulabilirlik açısından da kimyasal çöktürme ile benzer bir performans sergilediği belirlenmiştir. Sonuç olarak; deri endüstrisi atıksulannda kimyasal çöktürmeye alternatif bir antma yöntemi olarak MAP çöktürmesinin uygulanması ile hem amonyak giderilmekte hem de ön antma peribrmansı ve biyolojik anulabilirlik açısından kimyasal çöktürme ile eşdeğer avantajlar sağlanmış olmaktadır. Aynca deri endüstrisi atıksulannda kromun kaynak bazında arıtılması gerçekleştiğinde MAP çöktürmesi sonucu oluşan çökeltinin gübre olarak değerlendirilmesi imkanı da bulunmaktadır. vii

Abstract:
MAGNESIUM AMMONIUM PHOSPHATE PRECIPITATION IN TANNERY WASTEWATERS AND ITS EFFECT ON THE BIOLOGICAL TREATABILITY SUMMARY Recently, because of its adverse effects on the environment, nitrogen has to be considered carefully. Because when nitrogen is discharged into the receiving body, it causes eutrophication and as a result deterioration of water quality. Therefore nitrogen is considered as a parameter to be treated and researches are focus on nitrogen treatment processes. Consequently, the studies focus on the treatment of tannery wastewaters including high concentrations of nitrogen is getting importance. In this study, the magnesium ammonium phosphate precipitation will be studied in the tannery wastewaters to remove nitrogen because of its ease of operation when it's compared with the other methods and having an opportunity to use the sludge as a fertilizer. The objective of the study was to determine the potential of MAP precipitation as a pretreatment in tannery wastewaters and according to the experimental results of MAP precipitation; ammonium was removed with a high efficiency that the need of nitriphication-denitriphication processes were eliminated. Within the results obtained, the impact of MAP precipitation and simple settling (which is a common process used in tannery wastewaters) on the biological treatability of the wastewater was investigated. To determine the biological characterization of the wastewater, inert COD fractions, kinetic and stochiometric coefficents were taken as the main criteria. Because the change in the inert COD fractions in the effluent of the wastewater treatment system can affect the quality, the efficiency of the effluent and also can cause problems in reaching the discharge limitations. By assesing the inert COD fractions, kinetic and stochiometric coefficents, the impact of MAP precipitation and simple settling on the biological treatability of the wastewater was evaluated by comparing these two processes within the studies of chemical precipitation on tannery wastewaters in literature. As a result of the evaluation; it was clear that when it's compared with the simple settling; the suspended solids and the organic matter were removed in higher efficiencies with MAP precipitation and these removal efficiencies and the performance of biological treatability is found to be similar with the chemical precipitation. Consequently; the removal of ammonium in high efficiencies, the performance of pretreatment and biological treatability being similar to chemical precipitation and also the opportunity to use the sludge as a fertilizer if the chromium in the wastewater is removed makes MAP precipitation as an alternative treatment method to chemical precipitation in tannery wastewaters. Vlll