Bira endüstirisi atık sularının ileri arıtımı
Advanced treatment of wastewater of beer industry
Yazar: SABRİ YILMAZ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. YASEMİN KAYA
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Çevre Bilimleri ve Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Bira = Beer ; Membran filtrasyon tekniği = Membrane filtration technique ; Membran sistemler = Membrane systems ; Membran teknolojileri = Membrane technologies ; Membranlar =  ; Membranlar = Membranes ; Ozonlama = Ozonation

Özet:
Bu çalışmada, bir bira fabrikasının biyolojik olarak arıtılmış deşarj atıksuyunun nanofiltrasyon ve ozonlama prosesleri ile ileri arıtılarak geri kazanılması amaçlanmıştır. Geri kazanılan suyun soğutma kulelerinde besleme suyu veya tarımsal sulama suyu olarak kullanılabilmesi hedeflenmiştir.Desal 5DL nanofiltrasyon membranı ile atıksuyun ileri arıtımında uygun filtrasyon koşulları (pH, sıcaklık, transmembran basıncı-TMP) belirlenmiştir. Uygun filtrasyon koşullarının belirlenmesinde öncelikle farklı pH değerlerinde (5, 7, 8.5 ve 11) deneyler yapılmıştır. Belirlenen uygun pH değerinde farklı TMP değerlerinde (12, 16, 20 ve 24 bar) deneyler yürütülmüştür. Uygun pH ve TMP değerinde farklı sıcaklıklarda (25, 30 ve 35ºC) yapılan deneyler sonrasında da proses için uygun sıcaklık değeri belirlenmiştir. Proses performansının değerlendirilmesi için kirletici madde (toplam sertlik, klorür, sülfat, AKM, Orto-P, KOİ, NO3-N, fekal koliform, RES436, ve SAK254) giderim verimleri ve membranda meydana gelen kirlenme (toplam akı kaybı ve kirlenmeden kaynaklanan akı kaybı) dikkate alınmıştır. Giderim verimleri dikkate alındığında bira atıksuyunun ileri arıtımında Desal 5DL membranı için en iyi giderim verimleri TMP: 24 bar ve Sıcaklık: 25oC de elde edilmiştir. pH 8.5 ve 11 de ise yakın değerlerde giderimler sağlanmıştır. Akı kayıpları (kirlenmeden kaynaklanan akı kaybı) ile birlikte kirletici maddelerin giderim verimleri de dikkate alındığında pH:8.5, TMP: 12 bar ve Sıcaklık: 25oC uygun deney koşulları olarak belirlenmiştir. Membranlarda meydana gelen kirlenme mekanizmalarının yorumlanmasında ESEM, AFM ve FT-IR ölçümlerinden yararlanılmıştır.Ozonlama prosesinde ilk olarak farklı pH değerlerinde (5, 7, 8.5 ve 11) deneyler yapılmıştır. Belirlenen uygun pH değerinde farklı sıcaklık değerlerinde (25, 30 ve 35ºC) yapılan deneyler sonrasında da proses için uygun sıcaklık değeri belirlenmiştir. Bu faktörlerin ozonlama prosesinde etkisinin değerlendirilmesi için kirletici madde (toplam sertlik, klorür, sülfat, AKM, Orto-P, KOİ, NH3-N, NO3-N, fekal koliform, RES436, ve SAK254) giderim verimleri ve ozon sarfiyatları dikkate alınmıştır.Sonuç olarak, biyolojik olarak arıtılmış bira endüstrisi atıksuyunun nanofiltrasyon prosesi ile ileri arıtılarak soğutma suyu ve IV. sınıf sulama suyu olarak kullanılabileceği ortaya konmuştur. Ozonlama prosesi ile elde edilen su, Orto-P, kalsiyum ve magnezyum parametreleri açısından soğutma suyu olarak kullanımı uygun bulunmamıştır. Bu su AKM parametresi hariç IV. sınıf sulama suyu sınıfına girmektedir.

Abstract:
ABSTRACTADVANCED TREATMENT OF WASTEWATER OF BEER INDUSTRYIn this study, reuse of biologically treated dairy industry wastewater by using nanofiltration and ozonation advanced treatment scheme was aimed. Recyled water planned to use in cooling towers as feed water or agricultural irrigation.The suitable filtration conditions were determined (pH, temperature, transmembran pressure-TMP) in the advanced treatment of wastewater with Desal 5DL membrane. In determining the suitable filtration condition, different pH values (5, 7, 8.5, and 11) have been conducted. Experiments were carried out at appropiately pH values and different TMPs (12, 16, 20 and 24 bar). After experiments which were made at suitable pH and TMP values at different temperatures (25, 30, and 35Co), suitable process temperature is determined. For the assessment of the process performance, contaminants removal efficiency (total hardness, chloride, sulphate, suspended solid, ortho-P, COD, NO3-N, fecal coliform, RES436, and SAK254) and membrane fouling (total flux decline and flux decline flux decline caused by fouling) were taken into account. Considering the removal efficiency on the advanced treatment of beer wastewater, best removal values obtained at 25 Co temperature and 24 bar TMP for using of Desal 5DL membrane. Removal efficency were almost the same on the pH 8,5 and 11 values. By the flux decline are taken into consideration together with the removal efficiencies of pollutans, appropriate experimental conditions determined as pH:8,5, TMP: 12 bar and Temperature: 25 Co. Evaluation of fouling mechanisms of occurred membranes, ESEM, AFM and FT-IR measurements were used.In the ozonation, the experiments have been conducted at different pH values (5, 7, 8.5, and 11 for 25 Co). After determination of suitable pH value, experiments have been conducted to determine suitable temperetaure value in the different temperatures (25, 30 and 35 Co). For assessing the impact of these factors to ozonation process, contaminants efficiency (total hardness, chloride, sulphate, suspended solid, ortho-P, COD, NO3-N, fecal coliform, RES436, and SAK254) removal efficiency and ozone consumption take into account.As a result, advanced treatment of biologically treated dairy industry wastewater has been found to be used as cooling water by nanofiltration process. Also, the water obtanied from nanofiltration process can be used as IV. grade agricultural irrigation. Water generated with ozonation is not suitable for cooling water (for ortho-p, calcium ion and magnesium ion) and agricultural irrigation (total suspended solid parameter for IV. Grade).