Boya atıksuyunun kimyasal ve ileri arıtma yöntemleri ile arıtılması
Treatment of the dye wastewater by chemical and advanced treatment methods
Yazar: HANDE DİNÇ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. GÜLSÜM YILMAZ
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
BOYA ATIKSUYUNUN KİMYASAL VE İLERİ ARITMA YÖNTEMLERİ İLE ARITILMASIEndüstriyel atıksular farklı sektörler tarafından oluşturulur. Bu nedenle endüstriyel atıksuların arıtılmasında kullanılacak teknolojilerde farklılık gösterirler. Bu sektörler arasında bulunan inşaat boyaları üretimi yapan boya endüstrisinin atıksularının arıtılabilmesi için kimyasal ve ileri arıtma yöntemleri kullanılabilmektedir. Bu arıtım yöntemlerinin arasında koagülasyon-flokülasyon ve Fenton oksidasyonu yöntemleri önemli bir yer tutmaktadır.Boya endüstrisi atıksuları renkli atıksulardır ve arıtma sonundaki renk giderimi arıtma yöntemi seçimindeki belirleyici unsurlardan biridir. 24.04.2011 tarihinden itibaren Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği deşarj standartlarında renk parametresi aranmaktadır. Bu çalışmada arıtılabilirlik incelenirken çıkış renk değerlerinin standartlara uygunluğu da dikkate alınmıştır.Bu çalışmanın amacı boya atıksuyunun arıtılabilirliğini ve renk giderimini koagülasyon-flokülasyon ve Fenton oksidasyonu metotlarıyla incelemektir. Atıksu inşaat boyası üreten bir boya endüstrisinden temin edilmiştir.Boya atıksuyu 2400-45000 mg/L KOİ konsantrasyonuna ve 2900-3500 mg/L askıda katı madde konsantrasyonuna sahiptir. Çalışmada kullanılan atıksular üç farklı zamanda alınmış ve +4 0C'de depolanmıştır.Kimyasal koagülasyon-flokülasyon deneyleri alüminyum sülfat ve demir sülfat kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Optimum koagülant dozajı ve optimum pH'ı belirlemek için jartest deneyleri çeşitli koşullarda yapılmıştır. Birinci atıksuda 3000-9000 mg Fe2+/L demir sülfat konsantrasyonunda pH 5-10 aralığında, ikinci atıksuda 2000-9000 mg Al/L alüminyum sülfat konsantrasyonunda pH 3-11 aralığında çalışılmıştır.İlk olarak belirlenen bir koagülant dozajında optimum pH saptanmıştır. pH ayarı için NaOH kullanılmıştır. Daha sonra pH 6'da optimum koagülant dozajı belirlenmiştir. Koagülasyon performansı KOİ giderim verimi dikkate alınarak belirlenmiştir.Koagülasyon flokülasyon deneylerinde pH 6'da 4000 mg Fe2+/L demir sülfat dozajında %88 KOİ giderimi, 4000 mg Al/L alüminyum sülfat dozajı ve pH 5'te %97 KOİ giderim verimi elde edilmiştir. Koagülasyon-flokülasyon deneylerinde yüksek renk giderimi sağlanmış ancak giriş renk değerleri yüksek olduğundan arıtma sonrası çıkış renk değerleri ile yönetmelikteki standartlara ulaşılamamıştır.Fenton oksidasyonu, H2O2/Fe2+=10 oranında ve 2000 mg/L sabit Fe2+ konsantrasyonunda farklı H2O2/Fe2+ oranlarında gerçekleştirilmiştir. Fenton oksidasyonu çalışmasında H2O2/Fe2+=10 oranında, 2000 mg/ Fe2+ konsantrasyonunda %96 KOİ giderim verimi, sabit Fe2+ konsantrasyonunda ise H2O2/Fe2+=25 oranında ve 2000 mg/L Fe2+ konsantrasyonunda %99 KOİ giderim verimi elde edilmiştir. Fenton oksidasyonu ile renk tamamen giderilmiştir. Fenton oksidasyonunda oksidasyon süresi 4 saat olarak optimize edilmiştir.Son olarak iki kademeli arıtma çalışması yapılmış, ön arıtma olarak belirlenen 4000 mgFe2+/L demir sülfat konsantrasyonu ile koagülasyon-flokülasyon sonrasında ikinci arıtma olarak 50 mg/L Fe2+ konsantrasyonu sabit tutularak farklı H2O2/Fe2+ oranlarında Fenton oksidasyonu uygulanmıştır. Ön arıtma sonunda 3210 mg/L çıkış KOİ konsantrasyonuna sahip çıkış suyu elde edilmiştir. Daha sonra ön arıtma çıkış suyuna ikinci arıtma uygulanmıştır. İkinci arıtma sonunda 669 mg/L çıkış KOİ konsantrasyonuna ulaşılmıştır. İki kademeli arıtmanın KOİ giderim verimi %97'dir. İki kademeli arıtma sonunda renk gideriminde yönetmelikteki standartlara ulaşılamamıştır.

Abstract:
Industrial wastewaters are generated by the different sectors. For this reason, the technologies used in industrial waste water treatment are different. The dye wastewater produced by paint industry could be effectively treated with chemical and advanced treatment methods. Amoung all these methods coagulation-flocculation and Fenton oxidation have an important potential.The wastewaters from the paint industry are colorful wastewaters and therefore choosing the right treatment managment for color removal is crucial. Since April 24th 2011, the Water Pollution Control Regulations has been looking for color parameters in water discharging. In this study, when the treatability was examined, whether the output color value is compatible with the standards were also considered.The aim of this study is to investigate the color removal and treatability of the paint wastewater by coagulation-flocculation and Fenton oxidation methods. The wastewater was taken from a paint industry that produce construction paint.The characterization of the dye wastewater is 24000 to 45000 mg/L of COD, 2900 to 3500 mg/L of SS. The wastewater used in this study was taken from three different times and stored at +40C.Chemical coagulation-flocculation experiments were performed using aluminum sulfate and ferrous sulfate. In order to determine to optimum coagulant dose and the pH condition, jartest were carried out at various conditions. 1st wastewater with the concentration of ferrous sulfate 3000-9000 mg Fe2+/L and pH 5-10, 2nd wastewater with the concentration of aluminum sulfate 2000-9000 mg Al/L and pH 3-11.At first optimum pH was determined at a dose of coagulant. For the adjustment of the pH, NaOH was used. After this, the optimum coagulant dose was determined at pH 6.The performance of coagulation was determined by taking into COD removal efficieny.In the coagulation-flocculation studies, 88% COD removal was achieved at 4000 mg Fe2+/L of ferrous sulfate dosage at pH 6, 97% COD removal was achieved at 4000 mg Al/L of aluminium sulfate dosage at pH 5. At the coagulation-flocculation experiments, high color removal were provided, but treatment output color values could not be reached the regulations standards because of input values were high.The fenton oxidation was performed by using H2O2/ Fe2+ =10 and the constant 2000 mg/L Fe2+ concentration and various H2O2/ Fe2+ dosages. In Fenton oxidation studies 96% COD removal was achieved at H2O2/ Fe2+ =10 and 2000 mg/L Fe2+ concentration, 99% COD removal was achieved at H2O2/ Fe2+ =25 and 2000 mg/L Fe2+ concentration. Color was removed completely with Fenton Oxidation. The optimum reaction time of Fenton oxidation was determined as 4 hours.Finally, two-stage treatment study was done, after coagulation flocculation with as a pre-treatment 4000 mg Fe2+/L ferrous sulfate concentration, as a second treatment 50 mg/L Fe2+ concentration was kept constant and various H2O2/ Fe2+ dosages, Fenton oxidation was applied. At the end of the pre-treatment 3210 mg/L COD concentration was obtained. After that second treatment was done to pre-treatment?s output water. At the end of the second treatment 669 mg/L COD concentration was reached. COD removal efficiency of two stage treatment is 97%. At the end of the two stage treatment, in color removal ,the study was failed to reach in accordance to standards of the regulations .