Tekstil Endüstrisi Atıksularının Anaerobik ve Aerobik Membran Biyoreaktörlerde Arıtımı ve Su Geri Kazanımı

Proje Özeti

Tekstil endüstrisinde mevcut arıtma prosesleri istenilen arıtma verimlerini çoğunlukla sağlayamamaktadır. Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği (SKKY)’nde tekstil sektörü gibi renkli atıksu üreten birçok sektör için renk standardı getirilmiş olup iki saatlik kompozit numunelerde bu değer 280 Pt-Co olarak belirlenmiştir. Yakın zamanda yürürlüğe girecek revizyonla renk parametresinin RES ölçüm tekniğicinsinden 9 m^-1 (436 nm), 7 m^-1 (525 nm), 5 m^-1 (620 nm) değerlerinde olması ve ileride yapılacak revizyonlarla da standardın daha da sıkılaştırılması beklenmektedir. Birçok sektörde olduğu gibi renk standardının tekstil sektörü için de zorunlu bir parametre haline gelmesi nedeniyle bu atıksuların arıtılmasında mevcut tesislerin yeterli olmayacağı ön görülmektedir. Ülkemizde tekstil endüstrisi atıksuları çoğunlukla aerobik aktif çamur sistemleri ile arıtılmakta olup, istenilen düzeyde renk giderilememekte ve gelecekte daha da sıkılaşacak deşarj standartları ve suyun yeniden kullanım gereksinimleri nedeniyle membranbiyoproseslerinin yaygınlaşması beklenmektedir. Dolayısıyla, ileride kurulacak büyük ölçekli tesisler için laboratuvar ölçekli çalışmaların yapılması gerekmektedir. Önerilen projede laboratuvar ölçekli sürekli akışlı ve ardışık kesikli anaerobik, aerobik ve anaerobik+aerobikmembranbiyoreaktörlerde sentetik ve gerçek tekstil atıksu arıtımıçalışılacaktır. Klasik aktif çamur sistemlerinde giderimlerioldukça yetersiz olantekstil boyalarının arıtımı için ardışık anaerobik-aerobik biyolojik sistemler gerekmektedir. Bu boyaların kimyasal yapısındaki renk veren grupların (örnek azo (-N=N-) bağının) mikroorganizmalar tarafından parçalanması anaerobik şartlarda aerobik ortama göre çok daha kolay olabilmektedir. Anaerobik reaktörde parçalanma sonucu ortaya çıkan toksik aromatik aminler ancak aerobik şartlarda parçalanabilmektedir.

Karışık mikrobiyal kültürün kullanıldığı tek kademeli anaerobik-aerobik biyolojik arıtım prosesi oldukça yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu proseste boya gideriminden sorumlu anaerobik bakteriler aerobik koşullara ve aromatik amin gideriminden sorumlu aerobik bakteriler de anaerobik koşullara maruz kalmaktadır. Bu nedenle performanslarının gerçek tekstil atıksu arıtımında sınırlı olduğu bilinmektedir.  Yüksek debisinden dolayı tekstil atıksularının geri kazanımı oldukça önemli olup, yüksek performans gösteren arıtım teknolojilerinin irdelenmesi ve pilot/gerçek ölçekli sistemlerin tasarımından önce laboratuvar ölçekli çalışmaların yapılması şarttır. Aerobik MBR ler kullanılarak endüstriyel atıksuların arıtımı konusunda birçok yayın yapılmış olmasına rağmen, anaerobik MBR (AnMBR) kullanılarak endüstriyel atıksu arıtımı konusunda yapılan çalışma sayısı oldukça sınırlıdır. ÖzellikleAnMBR ile tekstil atıksularının arıtımına yönelik sadece bir çalışma olduğu Lin vd. (2013) tarafından da belirtilmiştir. Aerobik MBR’ler ile tekstil atıksularının arıtımı araştırılmış olsa da, renk giderimi asıl olarak anaerobik koşullarda gerçekleşmekte ve aerobik koşullarda renk; bakteri üzerine adsorpsiyon, membran ile filtreleme veya aerobik koşullarda yerel anaerobik bölgelerin oluşumuyla mümkün olmaktadır.

Önerilen projede hem sentetik hem de gerçek tekstil endüstrisi atıksularıyla çalışma yapılacak olup, projenin ana amacı MBR teknolojileri kullanarak tekstil atıksularının arıtımının çalışılması ve su geri kazanımı amacıyla MBR çıkışlarına ozonlama ve nanofiltrasyonun uygulanmasıdır. Reaktif boyaların ülkemizde ve dünyada yaygın kullanımı göz önüne alınarak, gerçek tekstil atıksularının arıtımında reaktif boya kullanımına ağırlık veren tesisler seçilecektir. Projenin spesifik amaçları ise;

1.   İki kademeli anaerobik+aerobik ve tek kademeli ardışık kesikli anaerobik-aerobik MBR’lerde sentetik ve gerçek tekstil atıksu arıtımının ayrıntılı araştırılması ve optimum prosesin belirlenmesi,

2.   Boya parçalanması sonucu oluşan aromatik aminlerin aerobik MBR ve ozonlama prosesleri ile gideriminin araştırılması,

3.   Tekstil atıksuyunda bulunan sülfatın anaerobik kademe üzerindeki etkilerinin incelenmesi,

4.   Membranbiyoreaktörlerin tekstil atıksu arıtımında kullanımını yaygınlaştırmak amacıyla en önemli işletim problemi olan tıkanma probleminin azaltılması için işletim stratejilerinin (fasılalı filtrasyon, gaz ile sıyırma, çözünmüş yan ürünlerin adsorpsiyonu için aktif karbon ilavesi gibi) ayrıntılı olarak incelenmesi,

5.   Sistemde dominant bakteri türlerinin PCR-DGGE yöntemleriyle belirlenmesi,

6.   Arıtılmış atıksuyun yeniden kullanılması amacıyla MBR çıkış sularının nanofiltrasyon ile arıtımının incelenmesi.

Önerilen projenin hedefleri ise; ülkemizde yaygın bir sektör olan tekstil sektöründe oluşan atıksuların daha iyi arıtımı ve yeniden kullanımı için sistem geliştirmek ve ülkemizde su tüketiminin azaltılmasına katkıda bulunmaktır. Yapılacak çalışmalarla yakın gelecekte çok daha yaygın kullanılabilecek olan membranbiyoreaktörlerin ülkemizde kullanılması yönünde bilgi birikiminin artmasına katkıda bulunulacaktır.