Tekstil atık su arıtma tesislerinde organik boyar madde yüklü adsorbanların geri kazanımını sağlayacak havuz dizaynı
A pool designing which will be used in textile waste water treatment plants for recovery of organic dye loaded adsorbents
Yazar: TANER AKKAYA
Danışman: PROF. DR. JÜLİDE HIZAL YÜCESOY
Yalova Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya ve Süreç Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimya ve Süreç Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Tekstil atık suları boyar madde, ağır metal, çözünmüş tuzlar gibi bir çok zararlı kimyasalı içerdiğinden çevre ve canlı organizma açısından tehdit unsurudur. Tekstil atık suları, özellikle biyolojik ayrışmaya karşı dirençli olup alıcı ortam olan suya verilen boya, gün ışığının suya girmesine engel olarak su altındaki fotosentetik hayata olumsuz etki etmektedir. Organik boyar maddeler toksik ve karsinojenik etkilerinden dolayı deşarj edilmeden önce atık sudan uzaklaştırılması gereken kimyasallardır. Dolayısıyla organik boyar maddelerin uzaklaştırılma basamağı bir tekstil atık suyu arıtma prosesinin en önemli basamağıdır. Tekstil endüstrisi, farklı akış hızı ve kompozisyona sahip atık su üretir. Bu amaçla bir çok fiziksel, kimyasal ve biyolojik arıtma sistemleri kullanılmaktadır. Tekstil atık suları, boya mutfağından çıktıktan sonra bir ön arıtma havuzuna alınarak burada kimyasal çöktürmeye tabi tutulurlar. Ardından dengeleme havuzunda diğer birimlerden gelen atıklarla karıştıktan sonra ana arıtma sistemine verilirler. Ancak ön arıtmadan geçmiş olmasına rağmen özellikle bazı boyar maddelerin giderilmesi sorun yaratmaktadır.
Bu çalışmada, boya mutfağı atık suyunun etkin bir şekilde arıtılmasını sağlayacak bir pilot atık su arıtma havuzu tasarlanmıştır. Prototipin boyutları, yanal sıvı akışının merkez akışa kıyasla daha yavaş olması durumu dikkate alınarak belirlenmiştir. Prototip havuzun dibi, adsorbanın çamurlaşmasını önlemek amacıyla çakılla döşenmiş ve öğütülmüş adsorban bunların üzerine yerleştirmiştir. Adsorban olarak yüksek adsorpsiyon kapasitesi, düşük maliyeti ve bol bulunuşu gibi avantajlarından dolayı montmorillonit kullanılmıştır. Katı:sıvı oranı 131,18 g/L olarak kullanılmıştır. Daha yüksek süspansiyon konsantrasyonlarında gerek adsorban taneciklerinin hareketi gerekse adsorbatın eddy difüzyonu inhibe olmaktadır. Prototip için havuz boyutları 38,5x82,5x30 cm olarak belirlenmiştir. Bu boyutlara sahip havuz, laboratuvar şartlarında gerçekleştirilen adsorpsiyon denemeleri sonuçlarının ışığında 95 boyar madde çözeltisiyle doldurulmuştur. 95 L, 30.000 ppm organik boyar madde 30 dakika süreyle 12,5 kg adsorban ile temas ettirilmiştir. 
Prototipe ait boyutların oranı korunarak pilot tesisin boyutları belirlenmiştir. Kesikli sistemle çalışan pilot tesise ait üniteler (pompa, silo, filtre gibi) ve çalışma şartları belirlenmiş, akış diyagramı oluşturulmuş ve pilot tesisin ekonomik analizi yapılmıştır. 

Anahtar Kelimeler: tekstil atık suyu, atık su arıtma havuzu, montmorillonit, adsorpsiyon.

Abstract:
Because textile industrial waste water includes hazardous chemicals such as various organic dyes, heavy metals and dissolved salts, it has many harmful effects on living organisms and environment. Textile waste water has a resistence against biodegradation. When a waste water discharged into surface water, it prevents sunlight to enter inside of water. Therefore it inhibits photosyntheteic life of aquatic habitat.  As being toxic and carcinogenic chemicals, organic dyes must be removed from the waste water before discharging. Textile industry generates waste water in different flowrates and compositions. So, organic dye removal should be the most important stage of textile waste water treatment process. Many different physical, chemical and biological processes are applied for waste water treatment. Textile waste waters which quit dying kitchen are treated with coagulant in pretreatment pool, and precipitated. Then, they are flew into balancing pool and mix with other wastes come from other units. At last, they are directed to main treatment system. Nevertheless, organic dyes hardly remove from the waste water.
In this study, a pilot waste water treatment pool is designed that will provide curing waste water of dye kitchen. The dimensions of prototype are determined considering lateral liquid movement. Two pools having different dimensions are trained for removing of basic organic dye. Pebbles are settled at the bottom of the pool to prevent caking. A gride system is placed to hold pebbles. Montmorillonite is used as adsorbent to retain organic dye from water because of having high adsorption capacity, low cost and abundancy.
Because movement of particles and eddy diffusion are inhibited at high suspension concentrations, solid/liquid ratio was chosed as 131,18 g/L. The dimensions of prototype pool were determined as 38.5:82.5:30 cm. Taking into account the results of adsorption experiments performed laboratory conditions, the volume of the system was calculated as 95 L. So, 95 L of 30,000 ppm organic dye solution was contacted with 12.5 kg montmorillonite for 30 minutes. The dimension of pilot pool was determined keeping the prototype dimension ratio. Working conditions, units (pomp, silo, belt filter, etc.) was specified, flow diagram was drawn and economic analysis was performed for pilot study. The treatment method is applied in batch process.

Keywords: textile waste water, waste water treatment pool, montmorillonite, adsorption.