İçecek sanayi atık sularının geri kazanımı ve soğutma kulelerinde yeniden kullanımı
Recovery of beverage industry wastewater for reuse in cooling towers
Yazar: MUSTAFA ÇAĞLAR GÜRBÜZ
Danışman: PROF. DR. GÖKŞEN ÇAPAR
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Entegre Su Yönetimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Alkolsüz içecek endüstrisinde su tasarrufu sağlamak amacıyla yürütülen tez çalışmasında, ticari bir içecek üretimi tesisinden alınan tank ve şişe yıkama, pastörizasyon ünitesi ve ortam temizliğinden kaynaklanan atıksuların membran prosesleri ile geri kazanılması ve aynı tesiste soğutma suyu olarak yeniden kullanılması amaçlanmıştır. Toplam geri çevirme modunda yürütülen deneysel çalışmalarda moleküler ağırlık ayırma sınırı (MWCO) 10 kDa ve 5 kDa olan iki ultrafiltrasyon (UF) membranı ve bir nanofiltrasyon (NF) membranı denenmiştir. Trans membran basıncı UF için 2 bar ve NF için 4 bar olarak ayarlanmıştır. Soğutma suyu için belirlenmiş olan su kalitesi kriterleri dikkate alınarak, atıksuda temel olarak askıda katı madde (AKM), bulanıklık ve kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ) giderimleri hesaplanmıştır. UF ve NF için AKM ve bulanıklık giderimi %100 olmuş; KOİ gideriminde ise farklı performanslar görülmüştür. UF (10 kDa) giriş KOİ değeri 796 mg/L olan atıksuda UF sonrası süzüntü suyunda 286 mg/L (%63 giderim) KOİ elde edilmiştir. Giriş KOİ değeri 254 mg/L olan atıksuda NF sonrası süzüntü suyunda ise 147 mg/L KOİ (%31 giderim) tespit edilmiştir. Membranlarda akı azalması %10 - %20 arasında olmuştur. Alınan sonuçlar değerlendirildiğinde, soğutma suyu olarak kullanımda KOİ için belirlenen 75 mg/L sınır değerin her iki proses ile de sağlanamadığı görülmüştür. Yapılabilecek bir yatırım için belirlenen maliyette ilgili tesisten alınan atıksuyun hacmi göz önünde tutulmuştur. Sonuç olarak maliyet NF sistemi için 6.601 USD olarak hesaplanmıştır. Söz konusu atıksuyun tesiste kullanılan temiz su ile belli oranda karıştırılarak veya ek arıtma uygulayarak soğutma kulelerinde kullanılması mümkündür.

Abstract:
In this thesis study, with the aim of water savings from non-alcoholic beverage industry, wastewaters originating from tank and bottle washing operations, pasteurization units and plant cleaning operations were subjected to membrane processes for recovery and reuse in cooling towers in the same plant. In experimental studies conducted under total recycle mode of operation, two ultrafiltration (UF) membranes with molecular weight cut off (MWCO) values of 10 kDa and 5 kDa and one nanofiltration (NF) membrane were tested. Trans membrane pressure was set to 2 bars for UF and 4 bars for NF. Considering the water quality criteria for cooling towers, removals were calculated for total suspended solids (TSS), turbidity and chemical oxygen demand (COD). TSS and turbidity removals were 100% for UF and NF, however COD removals varied. In UF, a feed COD concentration of 796 mg/L resulted in a permeate COD concentration of 286 mg/L (63% removal). On the other hand, in NF, a feed COD value of 207 mg/L resulted in a permeate COD of 147 mg/L (31% removal). Flux decline was in the range of 10% - 20%. It was revelaed that both processes could not meet the water quality criteria of 75 mg/L COD for cooling towers. In the cost study for a possible investment, the volume of wastewater from the relevant facility was taken into consideration. As a result, the current cost for the NF system is calculated as 6.601 USD.  It is possible to use the treated wastewater in cooling towers by either mixing with clean water at the required ratios or applying additional treatment.