Yüsek KOİ içeriğine sahip ilaç sanayi atık sularının arıtılabilirlik çalışmaları
Treatability studies of high strength pharmaceuitcal wastewater treatment
Yazar: ÜLKER DİLER KERİŞ
Danışman: PROF. DR. BÜLENT KESKİNLER
Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü / Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Adsorpsiyon = Adsorption ; Fenton reaksiyonu = Fenton reaction ; İlaç endüstrisi = Pharmaceutical industry

Özet:
İlaç üretimi sonrası atık olarak suya kompleks yapılı ve yüksek kirlilik yüküne sahip kimyasal maddeler karışmaktadır. Bu atıksularda bulunan toksik ve kalıcı özellikteki organik maddelerin birikimi, çevresel açıdan önemli bir sorun haline gelmektedir. Bu tip suların arıtılmasında, atık suyun içeriğindeki kompleks yapılı organik maddelerin biyolojik veya kimyasal olarak tam olarak parçalanamaması, birden fazla arıtım aşamasına ihtiyaç duyulmasına neden olmaktadır.Bu çalışmada ilaç sanayi atıksuyunun kimyasal ve biyolojik arıtılabilirliği incelenmiştir. Atıksuyun yüksek KOİ içeriğinin giderilmesi için öncelikli olarak Fenton oksidasyonu olarak denenmiştir. Çeşitli pH değerlerinde, farklı katalizör (FeSO4.7H2O) ve hidrojen peroksit (H2O2) miktarlarında çalışmalar gerçekleştirilmiş ve optimum değerler maliyette göz önünde bulundurularak elde edilmiştir. En uygun alternatifin pH 4'de %5 H2O2 ve 20 g/L FeSO4.7H2O kullanımının olacağı bulunmuştur. Fenton oksidasyonu ile % 75 KOİ giderim verimi eldesinden sonra istenilen deşarj değerlerinin sağlanması için anaerobik arıtım uygulanmıştır. Anaerobik arıtım deneyleri sonucunda %95'e varan verim elde edilmiştir.Atıksuyun yapısındaki yüksek miktardaki amonyak ve sülfatın hem KOİ giderimine hem de anaerobik arıtmaya olan etkileri incelenmiştir. Yüksek miktardaki amonyak mikroorganizmalar üzerinde toksik etki göstermiştir. Ancak sülfatın beklenilenin aksine arıtımda fazla bir etkisi olmadığı görülmüştür.Fenton ve anaerobik arıtımla %98'lere varan KOİ giderimi sağlansada, sonuç deşarj standartlarını sağlamamaktadır.Çalışmalar kapsamında en son olarak aktif karbon ile adsorpsiyon denemiştir. Aktif karbon prosesinde diğer denemelerden farklı olarak kompozit numune yerine asetaminofen ünitesi kristal atıksuyu kullanılmıştır. Bu çalışmalarda kırılma eğrileri ve yüksek KOİ giderimleri elde edilmiştir. Aktif karbon isopropil alkol rejenerasyonu araştırılmış ve rejenerasyon sonrası aktif karbon tekrar kullanılabilmiştir.

Abstract:
Various complex organic chemicals are present in the wastewater generated by pharmaceutical industries. Accumulation of toxic and persistent organic substances in wastewater is a very important problem for the environment. Usually more than one treatment process is needed to treat the wastewater, since the degradation of complex organic substances are usually not possible with biological or chemical processes alone.In this study, first the oxidation of organics by Fenton process was investigated. Following fenton oxidation, anaerobic degradation of wastewater was investigated. Last, sorption of organic matter to activated carbon and regeneration was studied.Fenton process was conducted at various pH values, in the presence of different amounts of catalyst (FeSO4.7H2O) and hydrogen peroxide (H2O2). Optimum pH and iron concentration was found. The best alternative was obtained in the presence of %5 H2O2 at pH 4 with 20 g/L FeSO4.7H2O. Anaerobic treatment was studied to meet the discharge standards. %75 of COD removal was obtained by anaerobic process following Fenton Oxidation.Higher value of ammonia and sulfate was present in wastewater. Their effect on degradation of organics was investigated. High values of ammonia were toxic to the microorganisms; however, sulfate had no significant effect on treatment as oppose to the expectations.Although, Fenton process followed by anaerobic treatment reached 98% removal efficiency of COD, the effluent quality did not meet the discharge standards. Therefore, an alternative treatment process was studied. In this study sorption of organics to activated carbon and regeneration of activated carbon by isopropyl alcohol was investigated. Breakthrough curves were obtained. Results showed that activated carbon removal capacity reached as high as 0.61 g COD/g activated carbon.