Tekstil boyahane atıksularının nanofiltrasyon membranları ile geri kazanımı ve renk giderimi

Tekstil endüstrisi atıksuları, yüksek konsantrasyonlarda inorganik - organik kimyasalları ve renkli boyar madde kalıntılarını içerdiğinden, önemli bir kirletici kaynaktır. Üretilen atıksularda mevcut olan kirletici maddeler, tuzlar, boyar maddeler, enzimler, surfektantlar, yıkama kimyasalları, yağ ve gres, oksidasyon ve redüksiyon ajanları gibi geniş bir yelpazeye yayılırlar. Bu kirleticiler çevresel terimlere, askıda katı madde, KOİ, BOİ, yüksek pH ve kuvvetli renk olarak yansır. Biyolojik arıtma, kimyasal çöktürme, membran teknolojisi, aktif karbon adsorpsiyonu ve evaporasyon tekstil endüstrisinde kullanılan başlıca arıtma teknikleridir (Koyuncu ve diğ., 2000). Membran teknolojileri üretilen atıksu miktarını azaltıp, atıksu akımlarından değerli maddelerin geri kazammını ve yemden kullanımım sağlarken, sıcak atıksulardan da termal enerji kazanır. Bunlara ek olarak bu prosesler azalan ihtiyacına sahiptir. Bu durum, İstanbul'daki fabrikaların sınırlı alana sahip olmalarından dolayı önemlidir. Elde edilen süzüntü suyu, yıkama suyu vs. olarak yeniden kullanıla bilirken konsantre akım da yeniden kullanılabilir ya da oksidasyon ve yakma gibi işlemlerden geçirilip deşarj edilir. Bu çalışma, tekstil endüstrisi atıksuları ile yapılan deney sonuçlarını içermektedir. Deneylerde, maliyeti daha düşük tuttuğu için, ters ozmos membranlan yerine nanofiltrasyon membranlan kullanılmıştır. Deneyler tekstil boyahane atıksuları ile yapılmıştır. Aquaset 9712 nolu membran pilot tesiste deneyler gerçekleştirilmiştir. Pilot tesis 1-70 bar basınç aralığında çalışabilmektedir. Tesiste 2m2 toplam membran alanına sahip spiral sargılı membran modülleri kullanılır. Bir soğutucu vasıtası ile filtrasyon deneylerinin 20-25 C aralığında gerçekleşmesine müsaade edilmiştir. Tekstil boyahane atıksulannın arıtımı için, Fluid System tarafından üretilen, nanofiltrasyon membranlan kullanılmıştır. Membran pilot tesisi iki farklı konumda çalışılmıştır. Birinci konum olan, kararlı halde çalışırken süzüntü ve konsantre akımlan her ikisi de besleme tankına geri devir ettirilmiştir. Kararsız hal olan ikinci konumda çalışırken, konsantre akım besleme tankına geri devir ettirilip, süzüntü akımı ayn bir tankta biriktirilmiştir. Renk Hach marka colormetre ile ölçülmüştür. KOİ standart metotlar göre ölçülmüştür (APHA, 1989). pH Orion SA 720 iyon ölçer ile ölçülmüştür. Sıcaklık ve iletkenlik ölçümlerinde AGB- 10001 Laboratory Data Logging kullanılmıştır. Prosesin performansı membran modüle uygulanan işletme basıncına bağlı olarak değişen süzüntü akısı ile değerlendirilmiştir. Sonuç olarak tekstil boyahane atıksulannda nanofiltrasyon membranlan, KOİ, renk ve iletkenliği gidermede gösterdikleri basan ile değerlendirilmiştir. KOİ, renk ve XIiletkenliğin toplam giderim verimi %96'nın üzerindedir. Besleme suyu KOİ değeri 400- 720 mg/1 arasındadır ve süzüntü KOİ' si artan basınçla azalmıştır (şekil 1.). 12 bar basınçta süzüntü KOİ' si 10 mg/1' den küçüktür. %80 geri kazanım sağlandığında süzüntü KOİ'si 30 mg/1 civarında çıkmıştır. Tüm giderim işlemleri tamamlandığında renk 500 Pt. Co. unit değerinden 20 Pt. Co. unit değerine düşmüştür. Renk, KOİ ve iletkenlikteki bu kayda değer düşüş, süzüntü suyunun boya banyoları ve diğer proseslerde yeniden kullanımın mümkün olduğunu göstermiştir. Şekil 1. Basınca karşı KOİ değerleri 100 90 80 = 70 '3). Mevcut model, basıncın süzüntü akısı üzerindeki etkisini anlatmaktadır. Limit akı hesaplanmamasına rağmen, limit akının basınçla arttığı açıkça gözlenmiştir. Fakat, yüksek basınçlarda akı basınçla orantılı olarak artmaz. Bu durum, basınç kontrollü ve kütle transfer kontrollü iki farklı bölgenin var olmasıyla açıklanmıştır (Koyuncu ve diğ., 2000). Akı, aynı zamanda artan geri kazammla da azalmıştır. Geri kazanım artarken besleme akımı konsatrasyonu da artmıştır. Membran tıkanmasının yarattığı ciddi bir problemle karşılaşılmamış, tıkanma olmamıştır. Bunun sonucunda, yüksek geri kazanımlarda, yüksek basınçta yüksek akı, düşük basınçta düşük akı elde edilmiştir. 100 m /gün'lük tesis kapasitesinde toplam su maliyeti 0.81 $/m olarak tahmin edilmiştir. Bu maliyet değeri, İstanbul gibi endüstriyel su tarifeleri yüksek olan bir şehir için çok ekonomik görülmüştür. XII