Tekstil boyalı atık suların biyolojik arıtımı
Biological treatment of textile dyes in wastewaters
Yazar: MUSTAFA KARATAŞ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. ŞÜKRÜ DURSUN
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2008
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Çevre kirliliği = Environmental pollution ; Çevre teknolojisi = Environmental technology

Özet:
Bu çalışmada Reaktif Black 5 (RB 5), Reaktif Red 24 (RR 24) ve Reaktif Blue 49 (RB 49) olmak üzere 3 adet tekstil boyarmaddelerini içeren sentetik atıksuların, kesikli anaerobik ve sürekli beslemeli anaerobik yukarı akışlı çamur yatak reaktör (YAÇYR) ? sürekli karıştırmalı aerobik reaktör (SKAR) ardışık sistem ile renk giderimi araştırılmıştır. Anaerobik kesikli şartlar altında karışık kültür tarafından RB 5 ve RR 24 boyalarının 150-2400 mg/L arasında değişen konsantrasyonları 24 saatlik inkübasyon zamanında %93,4-99,8 arasında giderim sağlanmıştır. Ancak, RB 49 boyası ile 72 saatlik inkübasyonda bile %16,5-22,9 arasında giderim sağlandığı tespit edilmiştir. Boyaların renk giderim hızı birinci dereceden reaksiyon kinetiğine uyduğu görülmüştür. Bu boyaların, YAÇYR-SKAR ardışık sistemle arıtımında, renk ve KOİ giderimi, metan gazı üretimi üzerine, hidrolik bekleme süresi (HBS), boya ve organik yükleme, besi/mikrooraganizma (F/M) oranı, çamur yaşı (ÇBS) gibi işletme parametrelerinin etkisi araştırılmıştır. HBS'nin 30,12 saatten 3,2 saate düşmesi ile RB 5 ve RR 24 boyalarının renk ve KOİ giderim verimi sırası ile %100-90,7 ve %95,2-66,5 arasında değişim göstermiştir. Boya konsantrasyonlarının 150 mg/L'den 2400 mg/L'ye artması ile RB 5 ve RR 24 boyalarının renk giderimi %100-92,8 KOİ giderimi ise %93-%62,9 arasında değişmiştir. Ayrıca renk giderimi üzerine glikoz ve alkalinite konsantrasyonlarının etkisi araştırılmıştır. Düşük glikoz ve alkalinite konsantrasyonlarında bile %98'den fazla renk giderimi elde edilmiştir. Ardışık anaerobik-aerobik sistemde 30,12 ile 3,2 saat arasında değişen HBS'lerde RB 49 boyasının renk giderimi %24-14 arasında elde edilmiştir. Sonuç olarak, ardışık YACYR-SKAR sistemle tekstil endüstrisi atıksularında boyanın kimyasal yapısına bağlı olarak yüksek renk giderimi ve KOİ giderimi sağlanabileceği tespit edilmiştir.Anahtar Kelimeler: reaktif boyalar, anaerobik kesikli şartlar, karışık kültür, reaksiyon kinetiği, ardışık anaerobik-aerobik sistem, giderim verimi

Abstract:
In the present study, Reactive Black 5 (RB 5), Reactive Red 24 (RR 24) and Reactive Blue 49 (RB 49) textile dyestuffs including synthetic wastewaters, batch anaerobic and continuous feed upflow anaerobic sludge blanket (UASB) - continuous stirred aerobic reactor (CSAR) sequential system and decolorization have been investigated. Under batch anaerobic conditions, by means of mixed cultures RB 5 and RR 24 dye materials concentrations in the range of 150-2400 mg/L, in 24 hours incubation time length decolorized in the range of 93.4-99.8%. However, dye RB 49 despite 72 hours incubation decolorized in the range of 16.5-22.9%. All of the dyes were correlated with first order kinetics with respect to decolorization kinetics. In the UASB-CSAR sequential system decolorization of those dyes, color and COD removals, impacts of related to methane gas production, hydraulic retention time (HRT), dye and organic loading, feed/microorganism (F/M) rate, sludge age (SRT) as significant operational parameters were investigated. The HRT was decreased from 30.12 hours to 3.2 hours, color and COD removal efficiencies of RB 5 and RB 24 dyes varied respectively in the range of 100-90.7% and 95.2-66.5 %. The dye concentrations were increased from 150 mg/L to 2400 mg/L, decolorization of RB 5 and RB 24 dyes varied in the range of 100-92.8% and COD removal efficiencies in the range of 93-62.9%. The effects of glucose and alkalinity concentrations on the color removal of reactive dyes were investigated. Even in low levels glucose and alkalinity concentrations, color removal exceeded 98%. Under sequential anaerobic-aerobic system conditions, in 30.12 and 3.2 hours HRTs, decolorization of RB 49 dye corresponded to 24-14%. As a result, in sequential UASB-CSAR system in the textile wastewaters depending on chemical structure of the dye, high color and COD removal efficiencies were obtained.Key Words: reactive dyes, anaerobic batch conditions, mixed culture, reaction kinetic, sequential anaerobic-aerobic system, removal efficiency