Bursa Organize Sanayi Bölgesi (BOSB) atık su arıtma tesisi çıkış sularının geri kazanılabilirliğinin araştırılması
The reuseability investigatigation of wastewater from Bursa Organized Industrial District (BOID) treatment plant effluent
Yazar: GÖKHAN EKREM ÜSTÜN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. SEVAL KUTLU AKAL SOLMAZ
Uludağ Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2006
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Atık su = Waste water ; Organize endüstri bölgesi = Organized industrial area ; Proses suyu = Process water

Özet:
Bu çalışmada, 48000 m3/Gün debisindeki boyama ve bitim işlemleri yapan tekstilfabrikalarının ağırlıklı olarak bulunduğu Bursa OSB (BOSB)'de atıksu arıtma tesisi çıkışındandeğişik zamanlarda atıksu numuneleri alınmış, standart metotlara göre analizlenmiş veatıksuların 3 farklı arıtma alternatifi vasıtasıyla proses suyu olarak geri kazanılabilirliğiaraştırılmıştır. BOSB'de mevcut olan atıksu arıtma tesisinden çıkan arıtılmış atıksu, 1. arıtmaalternatifi kapsamında fenton prosesi, PAC ile kimyasal koagülasyon ve iyon değişimiyöntemlerine tabi tutulmuştur. 1. arıtma alternatifinde fenton prosesi için optimum işletmeparametreleri pH=4, FeSO4 =20 mg/L, H2O2 = 50 mg/L olarak tespit edilmiştir. Fenton Prosesineticesinde KOİ, AKM ve renk parametresi için (RES 436, RES 525, RES 620) sırasıyla % 29,% 61, %25, %41 ve % 62 giderim verimleri elde edilmiştir. PAC ile kimyasal koagülasyonprosesinde 30 mg/L PAC ve 1 mg/L anyonik polimer optimum dozlar olarak bulunmuş vefenton prosesi ile birlikte toplam % 93 AKM giderimi sağlanmıştır. RES 436 nm, RES 525 nmve RES 620 nm'de sırasıyla % 36, % 48 ve % 71 giderim verimleri sağlanarak her üç dalgaboyunda EN ISO 7887'de verilen standart değerler sağlanmıştır. Demir konsantrasyonun da iseoptimum PAC dozunda % 93 giderme verimi elde edilmiştir. İyon değiştirme prosesinde Bayermarka kuvvetli katyonik (Lewatit Monoplus S 100) ve anyonik (Lewatit Monoplus M600) iyondeğiştirici reçineler kullanılarak 1/1 katyonik/anyonik reçine oranında (20 mL/20 mL), düşük(4,2 m/sa) filtrasyon hızında önerilen proses suyu kalite standartlarında yaklaşık 22 yatakhacmi (440 mL) atıksu reçine kolonlardan geçirilmiştir.2. arıtma alternatifi kapsamında atıksular kimyasal çöktürme ve iyon değişimiyöntemlerine tabi tutulmuştur. Kimyasal çöktürme prosesinde optimum giderim verimi pH11'de Ca(OH)2 kullanılarak sağlanmıştır. Kimyasal çöktürme prosesiyle AKM, KOI, Fe, RES436, RES 525 ve RES 620 'de sırasıyla % 96, % 27, % 94, % 75, % 88 ve % 90 giderimverimleri elde edilmiştir. İyon değiştirme prosesinde Bayer marka iyon değiştirici reçinelerkullanılarak 1/1 katyonik/anyonik reçine oranında (20 mL/20 mL), düşük (4,2 m/sa) filtrasyonhızında önerilen proses suyu kalite standartlarında yaklaşık 29 yatak hacmi (580 mL) atıksureçine kolonlardan geçirilmiştir.3. arıtma alternatifi kapsamında ise atksular fenton, kimyasal çöktürme ve iyon değişimiyöntemlerine tabi tutulmuştur. 3. Arıtma alternatifinin fenton prosesinde, 1. arıtma alternatifininfenton prosesi neticesinde elde edilen optimum işletme parametreleri (pHopt= 4, FeSO4 = 20mg/L, H2O2 =50 mg/L) kullanılarak KOİ, AKM, RES 436, RES 525, RES 620 parametrelerindesırasıyla % 58, % 65, % 48, % 60 ve % 74 giderim verimleri elde edilmiştir. Ca(OH)2 ilekimyasal çöktürme işlemi optimum pH değerinde (pHopt=11) gerçekleştirilmiş ve AKM, KOİ,demir iyonu parametrelerinde sırasıyla %80, % 38, %96 giderim verimleri elde edilmiştir. İyondeğişimi prosesinde Bayer marka reçinelerle 1/1 katyonik/anyonik reçine oranında (20 mL/20mL) düşük (4,2 m/sa) filtrasyon hızında önerilen proses suyu kalite standartlarında yaklaşık 24yatak hacmi (480 mL) atıksu reçine kolonlardan geçirilmiştir.Bu çalışma kapsamında uygulanan her üç arıtma alternatifinde de kirletici parametreleriçin oldukça yüksek giderme verimleri elde edilmiştir. Arıtma alternatiflerinin ilk yatırım veişletme maliyetlerinin de incelendiği bu çalışma neticesinde 2. arıtma alternatifinin en uygunarıtma alternatifi olduğu tespit edilmiştir.ANAHTAR KELİMELERBursa Organize Sanayi Bölgesi (BOSB), Atıksu, Fenton Prosesi, Kimyasal Çöktürme,Geri Kazanım, İyon Değişimi, Proses Suyu, İşletme Maliyeti, İlk Yatırım Maliyeti.

Abstract:
In this study, the reusability of wastewater (originated from Bursa OID (BOID) treatment planteffluent) as process water was investigated. Wastewater samples were taken from BOID wheremost of industries consisted of textile producers is including mainly manufacturers dyeing andfinishing processes using 3 different treatment alternatives.The effluent of present treatment plant in BOID was treated with fenton process, chemicalcoagulation with PAC and ion exchange as first treatment alternative. Optimum operationalparameters were pH=4, FeSO4 =20 mg/L, H2O2 = 50 mg/L for Fenton process in 1th treatmentalternative. Removal yields for COD, TSS and colour parameters (RES 436, RES 525, RES620) were 29%, 61%, 25%, 41% and 62%, respectively. In chemical coagulation process withPAC, optimum doses of 30 mg/L PAC and 1 mg/L anionic polymer were obtained and 93 %TSS removal was achieved with fenton process. 36 %, 48 % and 71% removal efficiencies wereobtained on RES 436, RES 525 and RES 620 respectively and standard limits given by EN ISO7887 were achieved. 93 %Fe removal efficiency was obtained with optimum dose of PAC. Atlow filtration rate (4,2 m/h), 22 bed volumes (440 mL) wastewater was passed through the resincolumns at ratio of 1/1 cationic/anionic resin (20mL/20 mL) using Bayer strong cationic(Lewatit Monoplus S 100) and anionic (Lewatit Monoplus M600) ion exchanger resins in ionexchange process.Wastewater was treated by chemical precipitation and ion exchange methods in scope of 2ndtreatment alternative. The optimum removal yield was obtained at pH=11 using Ca(OH)2 inchemical precipitation process. Removal efficiencies of 96%, 27%, 94%, 75%, 88% and 90%were determined for TSS, COD, Fe, RES 436, RES 525 and RES 620 respectively. At lowfiltration rate (4,2 m/h), 29 bed volumes (580 mL) wastewater was passed through the resincolumns at ratio of 1/1 cationic/anionic resin (20mL/20 mL) using Bayer strong cationic(Lewatit Monoplus S 100) and anionic (Lewatit Monoplus M600) ion exchanger resins in ionexchange process.Wastewater was treated by fenton, chemical precipitation and ion exchange methods as 3rdtreatment alternative. The removal efficiencies of 58%, 65%, 48%, 60% and 74% for COD,TSS, RES 436, RES 525, RES 620 respectively were obtained using the operational parameters(pHopt= 4, FeSO4 = 20 mg/L, H2O2 =50 mg/L) of 1. alternative of fenton process. Chemicalprecipitation with Ca(OH)2 was applied at optimum pH=11 and 80 %, 38 % and 96% removalefficiencies were determined for TSS, COD and Fe ion parameters, respectively. At lowfiltration rate (4,2 m/h), 24 bed volumes (480 mL) wastewater was passed through the resincolumns at ratio of 1/1 cationic/anionic resin (20mL/20 mL) using Bayer strong cationic(Lewatit Monoplus S 100) and anionic (Lewatit Monoplus M600) ion exchanger resins in ionexchange process.In the scope of this study, quite higher removal efficiencies were determined in each 3 treatmentalternatives. As a result of capital and operational costs studies, the second treatment alternativewas determined to be the best alternative.KEYWORDSBursa Organized Industrial District (BOID), Wastewater, Fenton Process, ChemicalPrecipitation, Reuse, Ion Exchange, Process Water, Operational Cost, Capital Cost.