Agro endüstri atık sularından kimyasal çöktürme ile azot ve fosfor gideriminin araştırılması
Investigation of nitrogen and phosphorus removal by chemical precipitation from agro industry wastewater
Yazar: BEGÜM KURU
Danışman: YRD. DOÇ. AYLA UYSAL
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Atık su = Waste water ; Azot giderimi = Nitrogen removal ; Fosfor giderimi = Phosphorus remoual ; Yeniden kazanma = Recycling

Özet:
Dünyada ve Türkiye?de ?su kalite yönetimi? çerçevesinde, azot ve fosfor gibi besimaddelerinin deşarj standartları aracılığıyla özellikle ?hassas bölgelerde? alıcıortama ulaşmaları engellenmektedir. Türkiye?de Çevre ve Orman Bakanlığıtarafından hazırlanan Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği?nde (Resmi Gazete, 2008,Sayı:26786) azot ve fosfor kısıtlaması için tarıma dayalı endüstrilerden (agroendüstri)kaynaklanan atıksulara dikkat çekilmiştir. Bu endüstriler arasında süt vepatates işleme endüstrileri yer almaktadır.Günümüzde agro-endüstrisi atıksularında nütrient arıtımına yönelik olarak uygulanankonvansiyonel yöntemler sadece giderimi hedefleyip geri kazanımı göz ardıetmektedir. Azot ve fosforun kimyasal çöktürülmesi sonucu elde edilen strüvitürününün, ürün gelişimine olumlu etki eden bitki besin elementlerini içermesitarımsal amaçlı kullanım seçeneğini cazip bir uygulama haline getirmektedir. Buçalışmada, süt ve patates işleme endüstrisi anaerobik arıtma çıkış sularındankimyasal çöktürme ile azot ve fosfor giderimi araştırılmıştır. Çalışmada kimyasalçöktürme üzerine deneysel şartların etkisi (Mg2+ ve PO43- konsantrasyonları, pH vekarıştırma hızı), süt endüstrisi için yansıma yüzey metodu ve patates endüstrisi içinBox-Behnken metodu esasına göre belirlenmiştir. Süt endüstrisi için NH4+ ve PO43-gideriminin birlikte en uygun olduğu durum pH 9,60, karıştırma hızı 260 dev./dak.(rpm) ve Mg2+:NH4+:PO43- molar oranı 1:1:1 iken NH4+ için %88,4 ve PO43- için%79,3 olarak elde edilmiştir.Patates endüstrisi için magnezyum kaynağı olarakMgSO4.7H2O kullanıldığı durumda pH 9,50,karıştırma hızı 250 rpm veMg2+:NH4+:PO43- molar oranı 1,8:1:1,8 olduğunda maksimum NH4+ giderimi %91,5olarak elde edilmiştir. Bu şartlarda, PO43- giderimi %77,5 olmuştur. Elde edilen kuruçökeltilerde yapılan XRD analizleri ile strüvit kristallerinin oluştuğu görülmüştür.Ağır metal yönünden, elde edilen strüvitlerin gübre kalitesi kabul edilebilirstandartlar içinde olmuştur.Anahtar Kelimeler: Azot giderimi, Box-Behnken metodu, fosfor giderimi, gübrekalitesi, patates işleme endüstrisi, strüvit, süt işleme endüstrisi, yansıma yüzeymetodu.

Abstract:
As part of ?water quality management? in World and Turkey, discharge to naturalwaters of nutrient substrate as nitrogen and phosphorus, especially ?sensitive areas?,is obstructed. In Turkey, for restriction of nitrogen and phosphorus, directive drawsattention to the wastewater generated from agricultural based industries (agroindustry)prepared by Ministry of Environment and Forestry (Official Gazete, 2008,No: 26786). These industries contain dairy processing industry and potato processingindustry.For nutrient removal in agro-industry wastewater, conventional methods used innowadays have targeted only removal. Nevertheless, recovery is ignored. Becausestruvite product which is obtained by chemical precipitation of ammonium andphosphorus contains plant nutrient matters effecting growth of plant, agricultural useof struvite is becoming more profitable. In this study, it was investigated the removalof ammonium and phosphorus from anaerobic effluent of dairy and potato processingindustries by chemical precipitation. In this study, the effect of experimentalconditions over the chemical precipitation such as Mg2+, and PO43- concentrations,pH and mixing speed was determined for dairy and potato processing industries withresponse surface methodology and Box?Behnken method, respectively. It wasobtained for dairy industry, the most suitable condition for NH4+ and PO43- removalwas pH 9.60, mixing speed 260 rpm and Mg2+:NH4+:PO43- molar ratio of 1:1:1,88.4% for NH4+ and 79.3% for PO4 3-. For potato industry, as sourceof Mg2+ which isused as MgSO4.7H2O, at pH 9.50, mixing speed 250 rpm and Mg2+:NH4+:PO43- molar ratio of 1.8:1:1.8, maximum NH4 + removal was obtained as 91.5%. In theseconditions, PO43- removal was 77.5%. It was seen struvite crystals in dry precipitate with XRDanalysis. Fertilizer quality of the obtained struvite has beenacceptable standards in terms of heavy metals.Keywords: Box-Behnken design, dairy processing industry, fertilizer quality,nitrogen removal,phosphorus removal, potato processing industry, response surfacemethodology, struvite.