Gıda endüstrisi atıksu arıtma çamurları kullanılarak vanadyum ve florür giderimi
Vanadium and fluoride removal by using food industry wastewater treatment sludges
Yazar: VOLKAN DOĞAN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. SERDAR AYDIN
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Son yıllarda ülkemizde hızla gelişen endüstri ve nüfus artışı ile birlikte evsel ve endüstriyel atıksu arıtma tesislerine gereksinim artmaktadır. Bununla beraber arıtma tesislerinde oluşan arıtma çamuru da yüksek miktarlarda olmaktadır. Arıtma çamurları bu tesislerden kaynaklanan bir yan üründür ve bertaraf edilmesi gerekmektedir. Arıtma çamurlarına uygulanan klasik bertaraf yöntemlerinin yanı sıra son yıllarda yeniden kullanım çalışmaları görülmektedir. Arıtma çamurları bazı kimyasal maddelerin katkısı ile ısıl işlemlerden geçerek aktif karbon özellikli kok ürüne dönüştürülebilmektedir. Bu işlem sonucu, atıksu arıtma tesislerinden kaynaklanan arıtma çamuru adsorbent üretimi için kullanılmakta ve aynı zamanda hacminin azalması ile bertaraf edilmiş olmaktadır. Bu çalışmanın amacı, nişasta üretimi yapan bir tesisten kaynaklanan atıksu arıtma çamurlarının ısıl işlem uygulanarak karbonlaştırılması, yüzey özelliklerinin geliştirilmesi ve sularda kirlilik oluşturabilecek florür ve vanadyumun giderimi için kullanılmasıdır. Bu amaçla, öncelikle gıda endüstrisi (Nişasta) atıksu arıtma çamurları temin edilmiş, elementel analiz ile C, H, N miktarları belirlenerek çamurların adsorbent özelliğinin geliştirilmesi amacıyla piroliz işlemine tabi tutulmuşlardır. Elde edilen adsorbentin adsorpsiyon özellikleri belirlenerek yüzey alanının yapısı araştırılmıştır. Çalışmanın devamında, florür ve vanadyum adsorpsiyonu için uygun şartlar belirlenip, optimum şartlarda adsorpsiyon uygulanarak izoterm çalışmaları yürütülmüştür. Çalışma sonucu olarak en yüksek spesifik yüzey alanı 1196,58 m2/g bulunmuştur ve ürünün adsorpsiyon kapasitesi vanadyum ve florür çözeltileri ile belirlenmiştir. Vanadyum için denge zamanında elde edilen veriler ve izotermler, laboratuar şartlarında uygun bir adsorpsiyon olduğunu göstermektedir. Vanadyum giderim verimi % 90 seviyesinde olmuştur. Florür için izoterm sonuçları doğruluğu gösterse de, florür giderimi yeterli seviyede gerçekleşmemiştir. Vanadyum ve florürün birlikte adsorpsiyonunda bir rekabet söz konusu olmamıştır. Ayrıca adsorbentin tutma kapasitesini belirlemek amacıyla rejenerasyon işlemi yapılarak adsorpsiyon tekrarlanmıştır ve vanadyum ve florür için giderim verimleri belirlenmiştir.

Abstract:
In recent years, together with the rapidly devoloping industrial activities and population growth, is being increased need for domestic and industrial wastewater treatment plants in our country. However, the high amounts of sewage sludge is generated in treatment plants. Sewage sludge is a side-product from these facilities and must be disposed. In addition to traditional disposal methods applied on sewage sludges, it has been seen reuse studies in recent years. Treatment sludge through heat treatment by the contribution of certain chemical substances, it can be converted into coke product feature of activated carbon. As a result of this process, sewage sludges from wastewater treatment plants is being used production of adsorbent and at the same time also disposed by reduction of the sewage volume. The purpose of this study is sewage sludges from a plant of engaged pruduction of starch carbonized by applying heating process, development of surface features and using for the removal of fluoride and vanadium may pose pollution in natural waters. For this purpose, primarily the food industry (starch) wastewater treatment sludges were supplied, consist of C, H, N amounts are determined by elemental analysis and pyrolysis process were applied to the development of sludge adsorbent property. By determining adsorption properties of the obtained adsorbent were investigated the structure of the surface area. Continuation of the study, after determined appropriate conditions for adsorption of fluoride and vanadium, adsorption isotherm was carried out by applying the optimum conditions. As a result of the study, the high specific surface area was obtained 1196,58 m2/g and adsorption capacity of the pyrolysis coke determined by solutions of vanadium and fluoride. The data and isotherms obtained for vanadium on equilibrium time show that the adsorption of suitable laboratory conditions. Vanadium removal efficiency has reached 90%. Although the accuracy of the results of isotherm for fluoride, fluoride removal has not been sufficient. In question has not been a competition on the adsorption of vanadium and fluoride together. In addition, in order to determine the holding capacity of adsorbent, applied regeneration process and adsorption was repeated. Finally, removal efficiency were determined for vanadium and fluoride.