Yün yıkama atık suyunun koagülasyon flokülasyon prosesiyle arıtımının cevap yüzey metodolojisiyle optimizasyonu ve arıtma tesisi tasarımı
Optimization of wool scouring waste water treatment by coagulation floculation process  with response surface methodology and design of treatment plant
Yazar: BİLLUR KÖFTER
Danışman: PROF. DR. AYLA ALTINTEN ; PROF. DR. ZEHRA ZEYBEK
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Atık su arıtma tesisleri = Waste water treatment plants ; Kimyasal arıtma = Chemical treatment ; Süreç optimizasyonu = Process optimization

Özet:
Bu çalışmada, tekstil endüstrisine ait yün yıkama atık suyunun kimyasal arıtımının optimizasyonu ve arıtma tesisi tasarımı üzerine çalışılmıştır. Bu atık suyun içeriğinde; biyobozunurluğu az yün gresi, biyobozunurluğu grese göre daha kolay olan lanolin, çeşitli kirler ve yıkama sırasında kullanılan kimyasallar bulunmaktadır. Yapılan araştırmalar sonucunda maliyet, zaman ve çevre açısından en iyi giderim veriminin koagülasyon flokülasyon prosesiyle gerçekleştiği görülmüştür. En uygun koagülant ve flokülant seçimi için jar testleri gerçekleştirilmiş ve sırasıyla alüminyum sülfat (Al₂(SO₄)₃) ve katyonik polimer olarak bulunmuştur. Optimizasyon için cevap yüzey metodolojisi (CYM) kullanılmıştır. Bu metodolojinin tasarım parametreleri çöktürme için gerekli olan koagülant ve flokülant beslemesi ile pH olarak belirlenmiştir. Tasarım parametrelerinin etkileyeceği yanıt parametreleri; kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ) ve askıda katı madde (AKM) olarak belirlenmiştir. Geliştirilen ikinci dereceden modeller sonucunda optimum koşullar; pH 7,45'de 1299,2 ppm alüminyum sülfat ve 12,6 ppm flokülant miktarı olarak bulunmuştur. Bu koşullarda giderim verimleri % 92,36 KOİ ve % 94,11 AKM olarak bulunmuştur. Yapılan optimizasyon ve deşarj standartları göz önüne alınarak atık su arıtma tesisi tasarlanmıştır. Tesiste kimyasal ve biyolojik arıtma kullanılmıştır. Biyolojik arıtma yöntemi olarak uzun havalandırmalı aktif çamur prosesi tercih edilmiştir. Yapılan tasarıma bağlı maliyet analizi yapılmıştır. Birim atık su başına maliyet 14,7 ₺ bulunmuştur.

Abstract:
In this study, optimization of chemical treatment of wool washing waste water of textile industry and treatment plant design were studied. In the content of this waste water; there are less biodegradable wool grease, lanolin, which is more biodegradable than grease, various dirt and chemicals used during washing. As a result of the researches, it has been observed that the best removal efficiency in the terms of cost, time and environment is realized with the coagulation – flocculation process. Jar tests were performed for the selection of the most appropriate coagulant and flocculant and it was found as aluminum sulphate (Al₂(SO₄)₃) and cationic polymer, respectively. Response surface methodology (RSM) was used for optimization. The design parameters of this methodology were determined as the required coagulant and flocculant dosage and pH for sedimentation. Response parameters that design parameters will affect; chemical oxygen demand (COD) and total suspended solids (TSS). Optimum conditions as a result of quadratic models developed; The amount of 1299,2 ppm aluminum sulphate and 12,6 ppm flocculant were found at pH 7,45. Removal efficiencies under these conditions were found to be 92,36% COD and 94,11% TSS. A wastewater treatment plant was designed considering the optimization and discharge standards. Chemical and biological treatment is used in the plant. Long aerated activated sludge process has been preferred as a biological treatment method. Cost analysis has been made depending on the design. Cost per unit of waste water was found to be 14,7 Turkish Liras.