Organize sanayi bölgesi atıksularının membranlı arıtma sistemleriyle yeniden kullanılabilirliğinin araştırılması

Türkiye'de Organize Sanayi Bölgesi oluşumu oldukça yaygın olup OSB'si olmayan il yoktur. OSB'lerde atıksular genellikle merkezi atıksu arıtma tesislerinde toplanarak arıtılmaktadır. Türkiye, su kaynakları bakımından su stresi yaşayan ülke kategorisinde yer almaktadır. OSB'ler, faaliyet gösteren tesislerin su kullanımına bağlı olmakla beraber, tekstil ve gıda sektörünün yoğunlukta olmasından dolayı genellikle yoğun su tüketen bölgeler olarak öne çıkmaktadır. OSB'lerde suyun geri kazanılması ve yeniden kullanılması için yeni teknolojilere ihtiyaç duyulmaktadır. Kayseri OSB, firma sayısı, kapasitesi, nitelikli ve kurumsal yapısı ve başarılı atıksu arıtma tesisi ile bu tez çalışmasında atıksuların yeniden kullanılabilmesinin araştırılması için uygun bir araştırma alanı olarak öne çıkmıştır. Günlük atıksu debisi 30.000 m3 olan bu OSB'de atıksular büyük oranda tekstil, geri dönüşüm, kağıt endüstrisi ve evsel nitelikli kaynaklardan oluşmaktadır. Bu tez çalışmasında, Kayseri OSB atıksu arıtma tesisi sularının yeniden kullanılabilirliği hem MBR ile hem de membran filtrasyon sistemiyle değerlendirilmiştir. Bu amaçla, ilk olarak KOSB AAT çıkış suları ultrafiltrasyon membranıyla arıtılmış ve nanofiltrasyon ve ters ozmoz membranlarıyla geri kazanımı incelenmiştir. Benzer şekilde KOSB AAT ön çöktürme çıkış suları da MBR ile laboratuvar ölçekli bir sistemde arıtılmış ve NF ve RO filtrasyon sistemleriyle, 'sulama suyunun kimyasal kalitesinin değerlendirilmesi için geliştirilmiş tablo'ya göre (Atıksu Arıtma Tesisleri Teknik Usuller Tebliği, EK 7) yeniden kullanılabilirliği incelenmiştir. AAT çıkış suyu için kullanılan 3 farklı UF membranı çıkış sularının NF ve RO filtrasyon sonuçları; su kalitesi, membran karakterizasyonu ve su akısı açısından değerlendirilmiştir. MBR için de benzer şekilde kullanılması planlanan 6 farklı membran için yapılan kesikli filtrasyon çalışmalarında, en düşük dirence sahip bir MF ve bir UF membranı işletilerek 3 farklı NF ve 3 farklı RO membranına beslenmiştir. MBR sonrası NF/RO ve AAT çıkış suyunda UF ve NF/RO eşleşmelerinde tıkanmaya daha az meyilli, su kalitesi ve akısı daha yüksek ikililer her iki membranlı sistem için de belirlenmiştir. Yapılan deneysel çalışmalarda kullanılan UF, NF ve RO membranlarından daha az tıkanma eğilimi gösteren membranlar taramalı elektron mikroskobu, enerji dağılım X-ray spektroskopisi ve eş odaklı lazer tarama mikroskobu görüntüleme teknikleriyle incelenmiştir. MBR'de yeniden kullanım için en uygun membran türleri olarak, moleküler ağırlık engelleme sınırı 250 kDa olan UF membranı ile XLE membranı olduğu bulunmuştur. Bu membranlar, hem yüksek su kalitesi, hem yüksek akı, hem de düşük tıkanma eğilimi göstermiştir. Benzer şekilde, AAT çıkış suyunda UF 250 kDa membranının XLE membranıyla en iyi performansı sağladığı bulunmuştur. Sonuç olarak, OSB atıksularının hem MBR'de hem de AAT'de geri kazanımı incelenmiş olup her iki sistemin de aynı membran çiftleriyle en iyi başarıyı sergilediği görülmüştür. Su stresi yaşayan bir ülke olarak yüksek miktarda su kullanan OSB'lerin daha sıkı deşarj standartlarına maruz kalabileceği ve sürdürülebilirlik için suyu yeniden kullanmak zorunda kalacağından dolayı membranları sistemlerin kullanılması kaçınılmazdır. Membranların ve MBR'lerin yatırım ve işletme maliyetlerinin de düşmesiyle gelecekte bu sistemlerin daha çok kullanılacağı öngörülmektedir.