Arıtma tesisi çamuru kullanılarak atıksudan fosfat giderimi
Phosphate removal from wastewater by using water treatment plant sludge
Yazar: ERCAN ERKAN
Danışman: PROF. DR. NİLGÜN BALKAYA
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Atıksularda bulunan fazla fosfor alıcı ortamlardaki ötrofikasyonun temel nedenlerinden biridir. Ötrofikasyonun bir sonucu olarak, özellikle göl ve körfezlerde su kalitesi olumsuz yönde etkilenmekte ve doğal ekolojik denge bozulmaktadır. Fosfat giderimi için hem biyolojik hem de fiziko-kimyasal prosesler kullanılmaktadır.

Bu çalışmanın amacı, sulu çözeltiden fosfat giderimi için içme suyu arıtma tesisi çamurunun ¬¬(alüm çamuru) adsorban olarak kullanımının uygunluğunu incelemektir. Adsorbanın fiziksel ve kimyasal karakterizasyonu yapılmıştır. Kesikli adsorpsiyon çalışmalarında adsorban dozunun, başlangıç fosfat derişiminin, temas süresinin, başlangıç pH?sının ve sıcaklığın adsorpsiyon üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Çalışmada, fosfat adsorpsiyonun Freundlich izoterm modeline daha uygun olduğu belirlenmiştir. Maksimum adsorpsiyon kapasitesi (qmax) 0.76 mg/g bulunmuştur.

Deneysel veriler yalancı birinci derece ve ikinci derece kinetik modeller kullanılarak analiz edilmiş ve yalancı ikinci derece kinetik modelin alüm çamuru ile fosfat gideriminde daha uygun olduğu bulunmuştur. Alüm çamurunun adsorban olarak kullanılmasıyla sulu çözeltiden %84 fosfat giderimi sağlanmıştır. Termodinamik çalışmalarda, alüm çamuruyla fosfat adsorpsiyonunun kendiliğinden gerçekleştiğini ve endotermik olduğunu göstermiştir. 

Alıcı su kaynaklarındaki fosfatın çevresel etkisinin azaltılmasına odaklanıldığı bu çalışmada atıksuların içerdiği fosfatın, adsorban olarak kolay ulaşılabilir ve ekonomik bir materyal olan alüm çamuru kullanılarak arıtılabileceği sonucuna varılmıştır.

Abstract:
Excess phosphorus in wastewaters is one of the main causes eutrophication in receiving waterways. As a result of eutrophication, natural ecologic balance is deformed and water quallitty in lakes and gulfs is affected negatively. In this regard, both biological and physico?chemical treatment processes are used to remove phosphate from contaminated wastewater.

The object of this study was to examine the feasibility of using drinking water treatment plant sludge (alum sludge) as an adsorbent for phosphate removal from the aqueous solution. The physical and chemical characterization of the adsorbent was performed.  The effects of adsorbent dose, initial phosphate concentration, contact time, initial pH, temperature on adsorption were was investigated by batch studies. Experimental equilibrium data were better fitted to the Freundlich isotherm equilibrium model. The maximum adsorption capacity (qmax) was found to be 0,76 mg/g.
Experimental data were analyzed using the pseudo?first? and second?order kinetic models, of which a pseudo second-order kinetic model was found to be superior. Phosphate removal from aqueous solution were determined in the range of 84 % by using alum sludge as a adsorbent. Thermodynamic study indicated that the phosphate adsorption onto alum sludge is spontaneous and endothermic in nature. 
It was concluded that, focusing on the reduction of the environmental impact of the phosphate on receiving water bodies, wastewaters containing phosphate could be treated by using the alum sludge as an easily available and economical material.