Utilization of natural polyelectrolytes in wastewater treatment

Koagülasyon/flokülasyon/çökeltim, kimyasal oksidasyon redüksiyon, adsorpsiyon vb. kimyasal arıtma süreçleri senelerdir gerek su gerekse de atıksu arıtımı amacıyla verimli olarak kullanılmaktadır. Konvansiyonel biyolojik arıtma sistemleri ile kolaylıkla giderilemeyen kolloidal maddeler, kalıcı organikler, 1 fosfor gibi nütrientler, ağır metal, inorganik maddeler kimyasal yöntemler ile giderilebilir. Pek çok teknoloji arasında koagülasyon / flokülasyon / çökeltim özel önem arz etmektedir. KFÇ süreçleri kullanılan kimyasallardan etkilenmektedir. Bu nedenle, kimyasalların türü, verimi, dozlarına ilişkin yapılan araştırmalar sürdürülmektedir. Bu çalışmanın amacı, nişasta ve kaolinin kullanılabilirliğinin araştırılmasıdır. Deneysel çalışmalar Kemalpaşa bölgesinde kurulu oluklu mukavva üretimi yapan iki ayrı fabrikadan temin edilen atıksular ile gerçekleştirilmiştir. Her iki malzemenin verimi KFÇ, hava flotasyonu ve çökeltim seçenekleriyle belirlenmiştir. KFÇ sürecinde nişasta ve kaolin koagülant ve flokülant olarak kullanılmıştır. Deneyler süresince alum, kireç, demir klorür ve polielektrolit gibi tipik kimyasalların verimi de nişasta ve kaolin ile karşılaştırmak amacıyla değerlendirilmiştir. Her malzemeye ait optimum doz jar testi ile belirlenmiştir. Bu çalışmada nişasta ve kaolinin fiotasyon prosesine etkisi basit fiotasyon ekipmanı kullanılarak incelenmiştir. Optimum dozu belirlemede KOİ ölçümleri kullanılmıştır. Bunlara ek olarak, çökeltimin arıtma verimine etkisi incelenmiştir. Son olarak, KFÇ ve çökeltim süreçleri beraberce kullanılmıştır. Ön çökeltim işleminin ardından atıksu örnekleri KFÇ sürecine tabi tutulmuştur. Arıtma verimi her kademe için ayrı ayrı ortaya konmuştur. Sonuç olarak, nişastanın koagülant olarak kullanıldığı koşullarda endüstriyel atıksu ile yapılan deneylerde yaklaşık 85 -90% KOİ giderimi elde edilirken, evsel atıksular için %20 civarında giderim sağlanmıştır. Kaolinin koagülant olarakVI kullanılması halinde arıtma verimi evsel atıksu için %45'e yükselmiştir. Mukavva üretimi ve mürekkep ile baskı yapılması süreçlerinden kaynaklanan atıksular için ise 65 -70% oramnda organik madde giderimi sağlanmıştır. Ayrıca, yüksek organik madde, katı madde içeren ve koyu renkli olan sadece mürekkep ile baskı yapılan işlemlerden kaynaklanan atıksuların kaolin ile işlem görmesi sonucunda %95 ve daha yukarısı verimler elde edilebilmiştir. Nişastanın alum, kireç ve demir klorür gibi standart koagülantlar ile birlikte flokülant olarak kullanılması halinde verimde artış sağlanmamıştır. Evsel atıksu ile yapılan deneylerde nişastanın flokülant olarak kullanılması durumunda %30- 35 verim elde edilmesine karşın endüstriyel nitelikli atıksu için % 70 -75'e ulaşılmıştır. Ancak, kaolin flokülant olarak kullanıldığında evsel atıksu için yüksek giderim verimleri gerçekleşmiştir. En yüksek KOİ verimi demir klorür ve kaolinin beraber kullanıldığı koşullarda gerçekleşmiş olup %80 oranında verim elde edilmiştir. Mürekkep ile baskı yapılan işlemlerden kaynaklanan atıksular için nişasta ve kaolin flokülant olarak kullanıldığında da benzer sonuçlara ulaşılmıştır. Alum ve nişasta veya alum ve kaolin ile yapılan deneylerde de çok iyi sonuçlar elde edilmiştir (>90%). Buna ek olarak, nişasta ve kaolinin demir klorür ile birlikte flokülant olarak kullanıldığı koşullarda % 95 KOİ giderimi sağlanmıştır. Sonuç olarak, nişasta ve kaoline dair elde edilen sonuçlar bu malzemelerin atıksu arıtımı amacıyla kullanımını desteklemektedir. Nişasta ve kaolin kolay temin etme, ekonomiklik, nötral pH koşulları vb. avantajlar sunması bakımından uygulamaları mümkün kılmaktadır.