MEŞRUBAT SANAYĐNĐN ATIKSU PROBLEMLERĐNĐN ĐNCELENMESĐ VE ÖNERĐLER FURKAN GEÇER ÖZET

Transkript

1 MEŞRUBAT SANAYĐNĐN ATIKSU PROBLEMLERĐNĐN ĐNCELENMESĐ VE ÖNERĐLER FURKAN GEÇER ÖZET Meşrubat günlük hayatta kullandığımız içme suyundan tutunda kolaya, meyve suyuna, alkollü içeceklere kadar dayanan içimi serinletici ve keyif verici içeceklerdir. Meşrubat günlük yaşamada insanların en çok tükettiği gıdaların başında gelir. Bundan dolayı çok büyük kapasitede üretim yapılan bir sektördür. Tabii ki bu büyük üretim ortaya birde büyük atık ve çevre kirlenmesi sorunu çıkarmıştır. Bu projedeki amaç meşrubat sanayinin çevreye verdiği zararların tanımlanması, bu kirliliğin engellenmesi için atık seviyesinin minimuma indirilmesi ve ortaya çıkan atıkların çeşitli metotlarla yasal kirlilik seviyelerine indirgenmesidir. Bir meşrubat örneğinin içerisindeki bileşikleri, katkı maddelerini, renklendiricileri göz önüne alırsak prosesler sonucu oluşan organik maddelerin nasıl bir atık su problemi oluşturduğu literatürde verilmiştir. Bu kirlilik sorununu çözmek için yeni bir yaklaşımla, arıtma yerine tipik olarak meşrubat sanayinde kullanılan materyal, su, su buharı ve enerji gibi gereksinimleri minimuma indirmek için aşağıdaki öneriler sunuluyor. a) Fabrika Modifikasyonu : Çeşitli ufak değişikliklerle tüketilen su ve enerji miktarını azaltmak b) Çalışanların Alabileceği Önlemler : c) Ortaya Çıkan Atık Suyun Arıtılması : a ve b önlemlerinden sonra geriye kalan atığın arıtılması. GĐRĐŞ Son zamanlarda kirliliği engellemek için arıtmadan önce ortaya çıkan istenmeyen ürünlerin elimine edilmesi, azaltılması için proses aşamasında bazı değişiklikler yapılması maliyet ve işgücü açısından daha karlı olduğu için tercih edilmektedir. Bu proje için meşrubat sanayinin seçilmesinin sebebi teknolojik ve ekonomik anlamda uygulanacak değişikliklerin, fabrika modifikasyonu ve ortaya çıkan atığın arıtılması yöntemlerinin birbiri içinde en uyumla uygulanabileceği sektör olmasından kaynaklanmaktadır. Meşrubat endüstrisi bir çok içecek çeşidini içerir. Bu endüstri dalında malt, tatlandırıcılar, şuruplar, enzimler ve kimyasallar kullanılan başlıca ham maddelerdir. Bu projenin ana amacı şu şekilde maddelendirilebilir. Su akış kontrol cihazlarıyla su tüketiminin azaltılması Su çıkışlarında yaylı valfler kullanılarak atık su miktarını azaltmak Buhar yoğunlaştırıcılar kullanılarak elde edilen ısı sayesinde tüketilen enerji miktarını azaltmak Ortaya çıkan atık su için uygun arıtma sistemleri dizayn etmek Meşrubat sektörü 5 ana üretim ünitesinden oluşmaktadır.

2 Bira üretimi(malt üretimi) Alkolsüz bira Alkolsüz içecekler ve paketleme Şurup hazırlanması Yeni şişeleme ve paketleme Meşrubat günlük yaşamda insanların en çok tükettiği gıdaların başında gelir.bundan dolayı çok büyük kapasitede üretim yapılan bir sektördür. Tabi ki bu büyük üretim ortaya birde büyük atık ve çevre kirlenmesi sorunu çıkarmıştır. Meşrubat sanayindeki en önemli atık üretim işleminde kullanılan sudur. Bira ve meşrubat endüstrisi Distilasyon ve fermantasyon endüstrisi Yemek endüstrisi Kağıt sanayi Bu dört endüstri dalı toplam atık suyun % 87 sini oluşturur. Đçecekler ; Aromalar, Esanslar, Konsantre ve Şuruplar, Meyve Özleri, Tatlandırıcı ve Şekerler Muhtelif Katkı Maddeleri, Gıda Kimyasalları, Renklendiriciler, Mineraller gibi hammaddelerden üretilir. Bu hammaddelerin içeriğindeki ve prosesler sonucu (Distilasyon, fermantasyon) oluşan organik maddeler çevreyi kirletici atıklar olarak ortaya çıkarlar. Kullanılan su miktarı ve dağılımı ; Bir meşrubat fabrikasında günlük ortalama 3000 ila 5000 m 3 miktarını ve ünitelere göre dağılımını tabloda görebiliriz. su kullanılır. Su tüketim ĐŞLEM ORTALAMA GÜNLÜK TÜKETĐM M3/GÜN MAX TÜKETĐM(YAZ MEVSĐMĐ) M3/GÜN Proses Kaynatıcılar Soğutucular Yıkama Ar-Ge TOPLAM Bu kadar büyük oranda tüketim ortaya yüksek miktarda da atık su çıkarmaktadır.

3 Fabrikadan çıkan atık suyun karakteri ; Bir meşrubat fabrikasında günlük ortalama 2000 veya 3000 m 3 fabrika atığı su toprağa verilmektedir. Bu suyun büyük bölümü yıkama, kaynatma, soğutma, ve buhar ünitelerinden çıkmaktadır. Bu atık suyun kimyasal analiz sonuçlarının yasal limitlerle karşılaştırılmasını tabloda görebiliriz. Parametre Min. Max. Gerekli Yasal Limit PH 10-11, COD mg/l BOD5 mg/l TSS mg/l TDS mg/l Görüldüğü gibi atıklar yüksek oranda bakterilerle ayrışabilen zehirleyici ve çevreyi kirletici organik maddeler içermektedir. Özellikle BOD ve COD seviyeleri yasal limitlerin çok üzerindedir. ÖNERĐLEN METOTLAR Bu atık su miktarını azaltmak ve ortaya çıkan atık suyun kirletici değerlerini yasal seviyelere getirmek için ; Fabrika Modifikasyonu, Çalışanların Alabileceği Önlemler ve ortaya çıkan Atık Suyun Arıtılmasına yönelik çeşitli projeler üretebiliriz. A-) Fabrika Modifikasyonu : Modifiyenin ana amacı tüketilen su ve enerji miktarının azaltarak hem atık su miktarının minimum düzeye indirmek hem de maliyeti düşürmek. Bu amaçla su tüketimini azaltmayı amaçlaya 4 öneri sunabiliriz ; 1 ) Fabrika içinde su ile çalışan tüm aktivitelere su sayacı ve su tüketimi kontrol monitörleri kurulması. Bu sayede % 5 su tasarrufu sağlayabiliriz. 2 ) Makinelerin su girişlerine yaylı valfler takılabilir. Ayrıca fabrika temizliğinde kullanılan su kaynaklarına da aynı sistemler kurulabilir. ( Fabrika temizliği esnasında kimyasal atık içeren atık su ortaya çıkacaktır.) Buradan da % 10 luk bir tasarruf sağlanabilir.

4 3 ) Pastörizasyon ve yıkama suyunun geri dönüşümünün sağlanmasıyla bu suyu yeniden kullanabiliriz. Böylece yaklaşık % 15 lik bir su tasarrufu sağlanabilir. Buda yıllık m 3 su tasarrufu demektir. Ters Osmoz : Yarı geçirgen membran kullanılarak sudan çözünmüş maddelerin arıtılması işlemidir. Bu sistemde yüksek basınç uygulanan su, membranlar doğru itilir. Membranlar doğru itilen kirli suyun bir kısmı, yüksek basıncın etkisiyle membranın karşı tarafına geçerken, besleme tarafında kalan konsantre su membran yüzeyini süpürerek drenaja atılır. UV Dezenfektesi : UV ile su dezenfektesinde ısı ve kimyasal kullanılmadan su içindeki tüm bakteri, virüs ve diğer mikroorganizmaları öldürmekte. UV ürün kalitesini etkileyen ve suyun biyolojik yapısını ve tadının kesinlikle bozulmaması gereken meşrubat sanayi, içme suyu şişeleme,şarap ve bira endüstrilerinde kaynaktan alınan veya kullanılmış suyun geri dönüşümünde çok etkili bir yöntemdir. UV dezenfektesi, klorlama sistemlerinin kullanılamadığı alanlarda çok etkili ve klorun getirdiği renk, koku gibi dezavantajları da ortadan kaldırmaktadır. 4 ) Fabrika içinde distilasyon amacıyla kullanılan yoğunlaştırıcılarda günde ortalama 530 m 3 su kullanılmaktadır. Bu suyun sıcaklığı işlem sonunda C civarındadır ve doğrudan lağıma verilir. Elde edilen bu sıcak suyu ısıtıcı su olarak kullanırsak hem enerjiden hem de temiz sudan tasarruf edebiliriz. Enerji tasarrufu yıllık litre dizel yakıtın verdiği enerjiye eşittir. Su tasarrufu ise % 20 civarındadır. Sonuç olarak Tüm bu projelerin uygulanması sayesinde tüketilen sudan % 50 lik bir tasarruf sağlamış oluruz. Ayrıca atık yoğunlaştırıcı suyun geri dönüşümüyle de kazanılan enerji hiçte küçümsenecek bir miktar değildir. B-) Çalışanların Alabileceği Önlemler :

5 1 ) Çalışanlar, çalışma alanındaki atık yağları düzenli bakımlar esnasında toplamalıdır. 2) Temizlik elemanları, fermantasyon için kullanılan cihazlardaki kalıntıları toplamalıdır. 3 ) Herhangi bir sızıntı olasılığını en aza indirmek için düzenli bakım yapılmalıdır. 4 ) Açık alanlardaki ve yol kenarlarındaki fabrikalar için belirlenen atık prosedürleri dikkatle uygulanmalı, katı atıklar derhal gidecekleri yere taşınmalı. C-) Atık Suyun Arıtılması 1 ) Aerobik arıtma (Aktif Çamur Tesisleri) : Bu proseste flok halindeki bakteriyel kültür, karıştırılan ve havalandırılan bir havuzda atık su ile beslenerek organik madde karbondioksit ve suya dönüştürülür. Tipik bir aktif çamur arıtımında 0,2-0,4 kg. BOĐ / kg. biyokütle organik yüklemelerinde 4-8 saatlik havalandırma süresinde % 90 a kadar verim elde edilmektedir. Oksidasyon & Sentez:

6 CHNS + O 2 + besleyiciler (organik madde) Bakteri Ürünler CO 2 + NH 3 + C 5 H 7 NO 2 + Diğer C 5 H 7 NO 2 + 5O 2 Bakteri Bakteri 5CO 2 + 2H 2 O+ NH 3 + enerji Reaksiyonda görüldüğü gibi organik madde besleyicilerinde (fosfor, azot) ilave edildiği havuzda bakteriler tarafından ortama karbondioksit ve su verilmektedir. 2) Anaerobik Arıtım : Anaerobik arıtma, mikroorganizmaların organik atıkları, serbest oksijensiz bir ortamda, metan, karbondioksit, hücresel ve diğer organik maddelere çevirdiği biyolojik bir işlemdir. Anaerobik arıtmada enerjinin tüketimi yerine üretimi söz konusudur. Çünkü bu proses sonucunda oluşan biyogaz diğer birçok yakıt kaynağıyla neredeyse aynı verime sahiptir. Özellikle yüksek konsantrasyonlu atık su arıtımında tesis kendi ihtiyacını rahatlıkla karşılamakta hatta fazla enerji üretebilmektedir. Bu durum ayrıca, atık su arıtmanın çok pahalı olduğunu ve enerji gerektirdiğini düşünen sanayici için dikkat çekici bir husus olmaktadır. Anaerobik arıtımda arıtmanın yanı sıra aerobik arıtıma kıyasla ek olarak, metan gazı üretilir ve proses sonucunda atık çamur ve karbondioksit miktarı çok daha azdır.

7 SONUÇ Bu projede bir meşrubat fabrikası içerisinde cihazlar üzerinde yapılabilecek küçük değişiklerle ve fabrika çalışanlarının alacağı birkaç önlemle önemli miktarlarda su tasarrufu elde edilebileceğini ve böylece atık su miktarının büyük ölçüde azaltılabileceği gösterilmektedir. Gelecekte karşılaşabileceğimiz su sıkıntısı düşünüldüğünde, üretim amaçlı kullanılan suyun tasarrufu hem üretici hem ülke için çok önemlidir. Bu bağlamda fabrika modifikasyonları sonucunda elde edilen % 50 su tasarrufu, maliyet ve çevre kirliliği açısından sanayici ve topluma büyük kazançlar sağlar. Çevre kirliliği açısından olaya baktığımızda, az su kullanımı ortaya daha az atık çıkarmakta, böylece bu atıkların ortadan kaldırılması için harcanan para da azalmaktadır. Bunun için bir fabrikada çalışan işçi ve yöneticilerinde bilinçlendirilmesi ve eğitilmesi gerekmektedir. Böylece atık sorunuyla daha ortaya çıkmadan başa çıkabiliriz. Projede bir çalışanın da neler yapması gerektiğinin de üzerinde durulmuştur. Aerobik ve anaerobik arıtma sistemleri meşrubat sanayi için büyük önem arz etmektedir. Özellikle anaerobik sistemler kuruluş maliyetleri yüksek olsa bile uzun vadede büyük oranda sağladığı enerji tasarrufu ve kendi kendini işletebilmesi sayesinde kolayca geri kazanılabilmektedir.