Kayseri Organize Sanayi Bölgesi atıksularında mikrokirleticilerin pilot ölçekli membran biyoreaktör ve ters ozmoz sistemleri ile arıtılabilirliğinin incelenmesi
Investigation of the removability of micropollutants with pilot scale membran bioreactor and reverse osmosis systems in Kayseri Organized Industrial Zone wastewater
Yazar: ÖZLEM ÖZCAN
Danışman: DOÇ. DR. OKTAY ÖZKAN
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Türkiye'de, Organize Sanayi Bölgesi (OSB) kavramı ortaya çıktığından beri hızla yaygınlaşmış ve OSB kurulmayan şehir kalmamıştır. Su tüketimi oldukça yüksek olan OSB'lerde henüz arıtma tesisleri olmayan bölgeler bulunmakla birlikte, arıtma tesisi bulunan diğer bölgelerde endüstriyel tesislerden kaynaklanan atıksular toplanarak merkezi atıksu arıtma tesislerinde arıtılmaktadır. Özellikle endüstriyel faaliyetlerden kaynaklanan, klasik arıtma yöntemleriyle giderimi yeterince sağlanamayan mikrokirleticiler alıcı ortama deşarj edilerek sucul ekosistemin, yüzeysel ve yeraltı su kaynaklarının kirlenmesine neden olmaktadır. Mikrokirleticiler, çok düşük konsantrasyonlarda bulunmasına rağmen doğal yaşam üzerinde ve kontamine olmuş içme suyu kaynakları yoluyla da insanlar üzerinde toksik etkileri bulunmaktadır.
Bu çalışmada, Kayseri OSB atıksu arıtma tesisi (AAT) atıksularının, pilot ölçekteki membran biyoreaktör (MBR) ve ters ozmoz (RO, reverse osmosis) sistemi ile mikrokirleticilerin arıtılabilirliği değerlendirilmiştir. Mikrokirletici gideriminin sağlanması için ilk adım olarak MBR'nin AAT ön çökeltim tankı çıkışından beslenerek artımı yapılmış, ikinci adımda ise MBR çıkışından beslenen RO işletilmiştir. MBR'de ince boşluklu membran (HF, hollow fiber), RO sisteminde ise spiral sarım membran modülü ile çalışılmıştır. 67'si öncelikli kirletici olan 83 mikrokirleticinin analizi yapılmıştır.
Membran proseslerde en büyük problemlerden biri olan membran tıkanma eğilimi gözlemlenmiş ve akı düşüşünün önüne geçilmeye çalışılmıştır. MBR'nin işletim süresi boyunca ortalama temel kirlilik parametresi olan KOİ'de % 91 giderim verimi sağlanmıştır. MBR çıkış suyuyla işletilen ters ozmoz sisteminde ortalama %98.2 ± 0,5 iletkenlik giderimi sağlanmıştır. Aynı zamanda geri kazanım oranı ve işletme basıncındaki değişimler gözlemlenerek membran tıkanması hakkında fikir vermiştir. Mikrokirleticilerden, 67 öncelikli kirleticinin 46'sı tespit sınırının altında olduğu görülmüştür.

Abstract:
In Turkey, Organized Industrial Zones (OIZs) are very common that every city has its own OIZ. In some of the OIZs, where the water consumption is very high, there are no wastewater treatment plant yet. The OIZs that have treatment plant, wastewater from industrial sectors is collected and treated in a central wastewater treatment plant. Aquatic ecosystems and groundwater resources are polluted by industrial activities with micropollutants, which are not adequately treated with conventional treatment methods. Although micropollutants are present at very low concentrations in contaminated drinking water sources, they may have toxic effects on humans.
In this study, the removability of micropollutants was evaluated by pilot scale membrane bioreactor (MBR) and reverse osmosis (RO) system. For this purpose, firstly, MBR was fed with primary sedimentation tank effluent of the WWTP, the MBR effluent is fed to the RO filtration unit. Hollow fiber (HF) membrane module was used in the MBR while spiral wound membrane module was used in the RO system. Analysis of 83 micropollutants, 67 of which are priority pollutants, were performed.
One of the biggest problems in membrane processes, the trend of membrane fouling, was observed and tried to prevent flux decline. During the operating period of the MBR, 91% removal rate was achieved in the COD, as the main pollution parameter. On RO system, operated with MBR effluent water, an average 98.2 ± 0.5%  of conductivity removal was achieved. At the same time, changes in recovery rate and operation pressure were determined to give an idea of membrane fouling. 46 of the 67 priority pollutants were found to be below the detection limit.