DENEY RAPORU. Kimyasal Oksijen stemi(ko) (2 No lu deney)

Transkript

1 M.Hilmi EREN Çevre Kimyası Salı 7.Deney Grubu DENEY RAPORU DENEY ADI Kimyasal Oksijen stemi(ko) (2 No lu deney) DENEY TARH 13 Nisan 2004 Salı AMAÇ Atık sulardaki organik maddelerin oksijenle yükseltgenmesi sırasında tüketilen oksijen miktarının belirlenerek organik madde atıının kimyasal oksijen istemi (KO) cinsinden belirtilmesi TEORK BLG Kimyasal Oksijen htiyacı (KO) Kimyasal oksijen ihtiyacı çevre kirlenmesinde en çok kullanılan parametrelerden biridir. Organik maddelerin redoks reaksiyonları ile oksitlenmesi esasına dayanır. Bu parametre ile atık suların bünyesindeki organik maddeler, kimyasal oksidasyonları için gerekli oksijen miktarı cinsinden verilir. Bu yöntemle birkaç istisna dıında tüm organik maddeler kuvvetli oksitleyicilerle asit ortamında oksitlenebilir. Oksidasyon ortamında karbonlu organik maddeler karbondioksit ve suya, azotlu organik maddeler ise amonyaa dönüür. KO aynı amaçla kullanılmakta olan BO ye göre daha kısa sürede sonuçlandırılmaktadır. Kirlenmi suların oksijen ihtiyacını ölçmek için çeitli kimyasal maddeler kullanılmıtır. Günümüzde K 2 Cr 2 O 7 ile sudaki organik madde yükseltgenmektedir. Yüksek oksitleme gücü, saflıı ve ekonomik olmasından dolayı tercih edilmektedir. Ancak ya asitlerini oksitleme gücü zayıftır. Bu durumlarda ortama Ag + iyonları katarak katalitik etki salanır ve oksitleme kolaylaır. Ölçüm yapılırken örnek iddetli asidik koullarda K 2 Cr 2 O 7 ile 2 saat süre ile kaynatılır ve arta kalan oksitleyicinin miktarı volumetrik olarak saptanır. Kaynama sırasında uçucu organik maddelerin kaybını önlemek için geri soutucularla buhar younlatırılır ve reaktöre geri dönmesi salanır. KO deneyi, bileeni iyi bilinen atık sularda bu maddelerin konsantrasyonlarındaki deimeleri incelemek üzere yaygın olarak kullanılır. Ayrıca çeitli nedenlerle Boi testinin baarılı olamadıını bildiimiz endüstriyel atık sularda arıtma tesislerinin çalımasını denetlemede KO testine çok sık bavurulur. 1

2 Atık Suların Arıtımı Bütün evsel ve endüstriyel atık suların alıcı ortamlara boaltılmadan önce arıtılması gerekir. Arıtma tesislerinde amaç, geri kazanabilecek maddelerin geri kazanılması, çökelebilecek maddelerin çöktürülmesi, çöeklemeyen kirleticilerin çökelebilir hale getirilmesi, organik maddelerin mikroorganizmalar tarfından tüketilmesi, çökelmeyen maddelerin filtrelerde tutulması gibi ilemlerdir. Atıksu arıtımında kimyasal ve biyolojik temel süreçler vardır. Kimyasal çökeltme, nötralizasyon, adsorbsiyon, dezenfeksiyon, kimyasal oksidasyon, kimyasal indirgeme, yakma, iyon deitirme ve elektrodiyaliz birer kimyasal temel süreçtir. Biyolojik temel süreçler ise aerobik, anaerobik ve fakültatif olmak üzere üç sınıftır. Aktif Çamur: Aktif çamur havuzu içinde çok miktarda mikroorganizmanın bulunduu ve organik maddeyi besin olarak kullanarak ayrıtırdıı bir tanktır. Mikroorganizmaların ihtiyacı olan oksijen bir havalandırıcı yardımıyla suya verilir. Aktif çamur adı verilen mikroorganizma kütlesi havalandırma havuzunda hızla büyümekte v bir sonraki ünitede çöktürülmektedir. Damlatmalı Filtre: Mikroorganizmalar aktif çamurda suda asılı durabildikleri gibi damlatmalı filtrelerde tutunmu olarak da durabilirler. Böylece çökelebilir mikroorganizma yumaklarına dönümekte ve daha sonra çöktürülmekte. Oksidasyon Havuzları: Basit arıtma sistemlerindendir. Ham atıksu ızgara ve kum tutucudan sonna uzun ve sı bir tanka alınarak havalandırıcılarla havalandırılır. Su sızdırmazlıı salamak koulu ile toprak havuz da olabilri. Mekanik Havalandırmalı Lagünler: Bu lagünler 2,5-4,0 metre derinliinde toprak havuzlar olup yüzeysel havalandırıcılar kullanılır. Bu havuzlar, fakültatif, aerobik ya da uzun havalandırmalı tipte olmaktadır. Sabilizasyon Havuzları: Ham atık su 1-2 metre derinlikte havuzlarda birkaç gün bekletilir. Daha sonra çıkı suyu alıcı ortama bırakılır. Gerçekleen olaylar kendi kendini temizlem niteliinde olup güne ıınlarının da etkisiyle alg ve bakterilerin aktivitelerinden kaynaklanmaktadır. Kimyasal Çöktürme: Atık sularda ilk uygulanan yöntemdir. Atık sularda mevcut olan ve uzaklatırılması istenen iyonların arıtılmasında kullanılır. En önemli uygulaması fosfor bileiklerinin uzaklatırılması olmaktadır. Kimyasal çöktürme ile fosfor gideriminde alüminyum ve demir tuzları, sönmü kireç kullanılmaktadır. Koagülasyon: Koagülasyon kolloidal partiküllerin biraraya getirilerek çökelebilir veya filtrelenebilir hale gelmesini salayan bir süreçtir. Kimyasal koagülantlar partiküller arasındaki aynı yüke sahip elektriksel itici kuvvetleri azaltarak bunların biraraya gelmesini ve yumak oluturmalarını kolaylatırırlar. Genel olarak alüminyum ve demir tozları kullanılır. 2

3 Dezenfeksiyon: Gaz fazındaki klor, atık sulardaki hastalık yapıcı mikroorganizmaları zararsız hale getirmek için yaygın olarak kullanılır. Arıtma tesislerinde çıkı suyuna uygulanır. Nedeni klorun oksitleyici oluundan dolayı organik ve anorganik bileikleri oksitleyebilme özelliidir. Klorun çevresel etkileri nedeniyle son yıllara ozon ve UV ıınlar kullanılmaya balanmıtır. Endüstriyel Atık Su Dearj Standartları Endüstriler üretim tiplerine göre gruplandırılmı ve onaltı tane sektör oluturulmutur. Bu sektörler ve sektörlerin içerdii endüstri tiplerinin bazıları aaıda verilmitir: Gıda sanayii sektörü Un fabrikaları, makarna fabrikaları, maya sanayii, süt ve süt ürünleri, yalı tohumlardan ya çıkarılması ve sıvı ya rafinasyonu, zeytin yaı ve sabun üretimi, katı ya rafinasyonu, mezbahalar ve entegre et tesisleri, balık ve kemik unu üretimi, havyan kesimi yan ürünleri ileme, sebze ve meyve yıkama ve ileme, bitki ileme, eker sanayii, tuz iletmeleri, tarla balıkçılıı, su ürünleri deerlendirme ve buna benzer sanayi kuruluları. Kömür hazırlama ileme ve enerji üretimi sektörü Ta kömürü ve linyit kömürü hazırlama, kok ve havagazı üretimi, termik santraller, nükleer santraller, jeotermal santraller, soutma suyu ve benzerleri, kapalı devre çalıan endüstriyel soutma suları, fuel-oil ve kömürle çalıan buhar kazanları ve benzeri tesisler. Tekstil sanayii sektörü Açık elyaf, iplik üretimi ve terbiyesi, dokunmu kuma terbiyesi, pamuklu tekstil ve benzerleri, çırçır sanayii, yün yıkama, terbiye, dokuma ve benzerleri, örgü kuma terbiyesi ve benzerleri, halı terbiyesi ve benzerleri, sentetik tekstil terbiyesi ve benzerleri. Petrol sanayii sektörü Petrol rafinerileri, petrol dolum tesisleri ve benzerleri. Selüloz, kaıt, karton sanayii sektörü Yarı selüloz üretimi, aartılmamı selüloz üretimi, aartılmı selüloz üretimi, saf selüloz üretimi, niasta katkısız kaıt üretimi, niasta katkılı kaıt üretimi, saf selülozdan elde edilen çok ince dokulu kaıt üretimi, yüzey kaplamalı-dolgulu kaıt üretimi, kırpıntı kaıt yüzdesi yüksek olmayan kaıt üretimi, kırpıntı kaıttan kaıt üretimi, parömen kaıdı üretimi ve benzerleri. Kimya sanayii sektörü Klor alkali sanayii, perborat ve dier bor ürünleri sanayii; zırnık üretimi ve benzerleri, boya ve mürekkep sanayii; boya ham madde ve yardımcı madde sanayii; 3

4 ilaç sanayii; gübre sanayii; plastik sanayii; boru, film, hortum, kauçuk sanayii; taıt lastii ve lastik kaplamacılıı, tıbbi ve zirai müstahzarat sanayii (laboratuvarlar, tanenli maddeler, kozmetik); deterjan sanayii; petrokimya ve hidrokarbon üretim tesisleri, soda üretimi, karpit üretimi, baryum bileikleri üretimi, dispers oksitler üretimi ve benzerleri. Metal sanayii sektörü Demir çelik ileme tesisleri, genelde metal hazırlama ve ileme, galvanizleme, dalama, elektrolitik kaplama, metal renklendirme, çinko kaplama, su vermesertletirme, iletken plaka imalatı, akü imalatı, emayeleme, sırlama, mineleme tesisleri, metal talama ve zımparalama tesisleri, metal cilalama ve vernikleme tesisleri, laklama-boyama, demir dıı metal üretimi, alüminyum oksit ve alüminyum izabesi, demir ve demir dıı dökümhane ve metal ekillendirme ve benzerleri. Endüstriyel nitelikli atıksu üreten dier tesisler çme suyu filtrelerinin geri yıkama suları, endüstriyel soutma suları, hava kirlilii kontrol amacıyla kullanılan filtre su ve çamurları, benzin istasyonları, yer ve taıt yıkama atıksuları, katı artık deerlendirme ve bertaraf tesislerinden gelen atıksular, benzin istasyonlarından gelen atıksular, tutkal ve zamk üretimi atıksuları, su yumuatma, demineralizasyon ve rejenerasyon, aktif karbon yıkama ve rejenerasyon tesisleri. Evsel Nitelikli Atıksular çin Dearj Standartları Evsel nitelikli atıksu kaynaklarından dorudan ve/veya kentsel arıtma tesislerinden arıtılmı olarak çıkan suların alıcı su ortamlarına dearjında istenen standart deerler vardır. Evsel nitelikli atıksular kirlilik yüklerine göre aaıdaki ekilde sınıflandırılır: A)Kirlilik yükü ham BO5 olarak 5-60 kg/gün arasında (Edeer nüfus 1000 kii veya daha az) B) Kirlilik yükü ham BO5 olarak kg/gün (Edeer nüfus arasında). C) Kirlilik yükü ham BO5 olarak 600 kg/gün`den büyük (Edeer nüfus veya daha fazla). Su KO Deerleri Su Kalite Sınıfları I II III IV Sıcaklık (øc) KO (mg/l) BO (mg/l)

5 GIDA SANAY ATIK SULARININ ALICI ORTAMA DEARJ STANDARTLARI KOMPOZT KOMPOZT PARAMETRE BRM NUMUNE NUMUNE 2 SAATLK 24 SAATLK GIDA SANAY MAKARNA ÜRETM BYOKMYASAL OKSJEN HTYACI (BOi5) (mg/l) KMYASAL OKSJEN HTYACI (KOi) (mg/l) ASKIDA KATI MADDE (AKM) (mg/l) GIDA SANAY MAYA ÜRETM BYOKMYASAL OKSJEN HTYACI (BO) (mg/l) KMYASAL OKSJEN HTYACI (KO) (mg/l) ASKIDA KATI MADDE (AKM) (mg/l) YA VE GRES (mg/l) GIDA SANAY SÜT VE SÜT ÜRÜNLER ÜRETM BYOKMYASAL OKSJEN HTYACI (BOi5) (mg/l) KMYASAL OKSJEN HTYACI (KOi) (mg/l) YA VE GRES (mg/l) GIDA SANAY YALI TOHUMLARIN ÇIKARILMASI VE SIVI YA RAFNASYONU-Z.YAI HARÇ) KMYASAL OKSJEN HTYACI (KOi) (mg/l) YA VE GRES (mg/l) GIDA SANAY ZEYTNYAI SABUN ÜRETM KATI YA RAFNASYONU KMYASAL OKSJEN HTYACI (KOi) (mg/l) YA VE GRES (mg/l) GIDA SANAY MEZBAHALAR VE ET ENTEGRE TESSLER BYOKMYASAL OKSJEN HTYACI (BOi5) (mg/l) 40 KMYASAL OKSJEN HTYACI (KOi) (mg/l) YA VE GRES (mg/l) GÖLLER, GÖLETLER, BATAKLIKLAR VE BARAJ HAZNELERNN ÖTROFKASYON KONTROLÜ SINIR DEERLER Çeitli kullanımlar Doal koruma alanı için (doal olarak stenen özellikler ve rekreasyon tuzlu, acı ve sodalı göller dahil) ph KO (mg/l) 3 8 ÇO (mg/l) AKM (mg/l) 5 15 Toplam koliform sayısı (EMS)/ 100 ml Toplam azot (mg/l) Toplam fosfor (mg/l)

6 DENEYN YAPILII SONUÇ 20 ml homojen atık su örnei 250 ml lik ilifli balon yada erlene alınır. çine birkaç kaynama taı atılır. çine musluk altında soutularak azar azar 5 ml Ag içeren H 2 SO 4 eklenir. Pipet ile 10 ml K 2 Cr 2 O 7 eklenir ve karıtırlır. Erlen geri soutucuya balanır ve su açılır. Soutucunun üst kısmından 25 ml Ag içeren H 2 SO 4 rekatifi yavaça katılır. Soutucunun üst kısmı ters çevrilmi bir beher ile kapatılır. Isıtıcı açılır ve sıcaklık kademeli olarak yükseltilir. 5 dk içinde en yüksek deere getirilir. 2 saat süre ile kaynatılır. Süre sonunda souması beklenir ve 60 ml su ilave edilrek oda sıcaklıına gelmesi beklenir. 2-3 damla ferroin belirteci konularak demir amonyum sülfat çözeltisi ile mavi-yeil renkten kırmızı renk oluuncaya kadar titre edilir. Sarfiyat 15,9 ml olur. Mg KO / L = S x N x 8000 / ml Örnek = 15,9 ml x 0.25 x 8000 / 20 ml = 1590 mg KO / L Alınan atık su örneinin analizi sonucu bulunan 1590 mg KO/L deeri örnekte bulunan organik madde miktarının fazla olduunu göstermektedir. Bu deer standartlarda belirtilen limitlerin de üzerindedir. 6