Tekstil atıksularından toksik azo boyaların mikroreaktör jel ile giderimi
Removal of some azo dyes used in textile industry via microgel reactor
Yazar: ALİ ÖZCAN
Danışman: DOÇ. DR. FATMA GÜRBÜZ ; DOÇ. DR. MEHMET ODABAŞI
Aksaray Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Boyalar gıda tekstil kozmetik deri ve ilaç sanayide geniş kullanıma sahiptir. Özellikle tekstil endüstrisinde boyama sırasında yüksek miktarda su kullanıldığı için çok büyük miktarda atıksu üretilmektedir. Bu endüstri kolunda Dünya çapında yıllık 280000 ton tekstil boyalarının alıcı ortama verildiği hesaplanmıştır. Tekstil endüstrisinde kullanılan boyarmadde kaynaklı renk ve organik maddelerin nehirlere veya karaya deşarj edildiklerinde sularda oksijen derişiminin düşmesine ve ortamın anaerobik olmasına neden olurlar ve doğal bir su ortamına deşarj edildikleri zaman ışığın suya girişini engelleyerek su geçirgenliğini ve ekolojik dengeyi bozarlar. Bu boyaların büyük bir kısmı kanserojenik ve toksik özelliğe sahiptir.  Geleneksel yöntemler ile renk ve boyarmadde giderimi her zaman etkili ve çevreye dost uygulamalar değildir. Boyanın, tekstil atıksularından giderimi büyük zorluklar içermektedir. Mikroorganizmaların bu alanda atıksulardan renk gideriminde kullanımı alternatif, gelecek vaat eden uygulamalardan biridir.  Özellikle İmmobilize hücre ile yapılan çalışmalar sürekli beslemeli sistem arıtımına izin verdiğinden dolayı giderek önem kazanmaktadır.
Bu çalışmada,  boyama işlemlerinde kullanılan azo boyaların (Reactive Red 3, Acid Orange 74, Reactive Yellow 42, Reactive Black 5, Reactive Blue 4) neden olduğu renk kirliliğinin sulardan giderimi çalışılmıştır. Bu amaçla, bir fungi olan Aspergillus niger, kesikli sistemle ve tekstil atıksuyunda ise mikroenkapsülasyon yöntemiyle immobilize edilerek sulardan renk gideriminde etkinliği araştırılmıştır. Denim boyama endüstrisinden elde edilen tekstil atık suyunda, Kimyasal Oksijen İhtiyacı (KOİ), Biyolojik Oksijen İhtiyacı (BOİ), Toplam Katı Madde (TKM), Toplam Çözünmüş Katı Madde (TDKM) Toplam organik karbon (TOK) gibi atıksu kalite parametrelerine de bakılıp, renk ve kirlilik giderimleri çalışılmıştır. Ayrıca farklı sukroz konsantrasyonları ve boya konsantrasyonları çalışılmıştır.  Kesikli çalışmalarda, 24 saati geçen temas sürelerinde %90 üzerinde renk giderimi sağlanmıştır. Özellikle mikrojel kolonda immobilize Aspergillus niger hücre ile yapılan tekstil atıksuyunda KOİ  %77,5 renk de  %99,8 oranında giderilmiştir.

Abstract:
Dyes are used in large quantity within industries such as pharmaceutical, cosmetic food, textile, printing and leather industries. Especially textile industry is one of the most important sectors for liquid effluent pollutants.  In this industry, textile dyes of 280000 tonnes are discharged as waste effluent every year worldwide. Discharge of effluents into aquarius environment such lakes and rivers results into reduced dissolved oxygen concentration, thus creating anoxic conditions that are detrimental to resident organisms. More importantly they cause problem because they contain carcinogenic and toxic features. Reducing the concentration of such dyes before discharging them into natural water streams is essential. Traditional technologies are not always effective or may not be environmentally friendly to treat recalcitrant and toxic dyes. Thus, the use of microorganism is one of a promising alternative replacement or complement the current technologies for colour removal. Especially processes using immobilised growing cells are looking promising than those with free cells due to the immobilisation enables using the microbial cells repeatedly and continuously.
Objective of this study was to evaluate the decolourisation of reactive azo dyes (R. Red 3, A. Orange 74, R. Yellow 42, R. Black 5, R.  Blue 4) that were used for colouring denim from an aqueous environment by microbial processes. For this purpose of a fungus Aspergillus niger was used for dye removal from synthetic and waste effluent via entrapping of microbial cells into polymer.  Waste water quality tests such as Chemical Oxygen Demand (COD), Biological Oxygen demand (BOD) total solids (TS) Total Dissolved Solids, Total organic carbon (TOC) were done as well as decolourisation test of textile effluents which   was obtained after denim dye processes. Also various concentration of sucrose and dye were tested. Over %90 of decolourization was achieved over of period 24hours's reaction time in batch tests.  Especially, the ratio of COD, and colour of textile effluents were decreased as 75% and 99,8% respectively via immobilised culture of Aspergillus niger.