Arýtma Tesisi Çamurlarýndan Piroliz ile Elde Edilen Adsorbentlerin Tekstil Atýk Sularýndan KOI ve Renk Giderimi için Kullanýmýnýn Araþtýrýlmasý



Benzer belgeler
Ýzmit Endüstriyel Ve Evsel Atýksu Arýtma. Tesisi Atýklarýnýn Konvansiyonel Karakterizasyonu Ve Deðerlendirilmesi

ARAŞTIRMA MAKALESİ / RESEARCH ARTICLE

Tavuk Gübresindeki Katý Maddenin Sudaki Çözünürlüðüne Asidik Öniþlemlerin Etkileri

Kesikli Reaktör Sisteminde, Eþit S o /X o Oranýnda Kalýcý Ürün Oluþumunun Araþtýrýlmasý

Tekstil Endüstrisi Atýksularý Üzerinde Ýleri Oksidasyon ve Kimyasal Arýtma Prosesleri Kullanýlarak KOI ve Renk Gideriminin Araþtýrýlmasý

Nikel(II) Ýyonunun Sulu Ortamdan Granül Aktif Karbon (GAK) ile Giderilmesi

Firmamýz mühendisliðinde imalatýný yaptýðýmýz endüstriyel tip mikro dozaj sistemleri ile Kimya,Maden,Gýda... gibi sektörlerde kullanýlan hafif, orta

Fındık Çotanağı İle Bazik Mavi 41 Boyarmaddesinin Sulu Çözeltisinden Adsorpsiyonu

ET TAVUÐU VE BÜYÜKBAÞ HAYVAN GÜBRESÝNÝN ANAEROBÝK ARITILABÝLÝRLÝÐÝ

TEKSTİL BOYASI REAKTİF MAVİ 221 in POMZA ile ADSORPSİYONU

ADAPAZARI KENTSEL ATIKSU ARITMA TESĐSĐ ATIKSUYUNUN KARAKTERĐZASYONUNUN ĐNCELENMESĐ VE DEĞERLENDĐRĐLMESĐ

Tekstil Endüstrisi Atýk sularý Üzerinde Ýleri Oksidasyon ve Kimyasal Arýtma Prosesleri Kullanýlarak KOI ve Renk Gideriminin Araþtýrýlmasý

TEKSTĐL ENDÜSTRĐSĐ ATIKSUYUNUN ARDIŞIK KESĐKLĐ BĐYOREAKTÖR (AKR) ĐLE ARITILMASINDA OPTĐMUM ŞARTLARININ BELĐRLENMESĐ

Modüler Proses Sistemleri

Kil Minerallerinin Atýk Su Arýtýmýnda Kullanýlabilirliði: Kaolinit Ýle Organik Madde Giderimi

SÜT ENDÜSTRÝSÝ ATIKSULARINDA YENÝ BÝR YAÐ-SIVI AYIRIMI TEKNOLOJÝSÝNÝN ARAÞTIRILMASI

Ovacýk Altýn Madeni'ne dava öncesi yargýsýz infaz!

DEMİR ELEKTROTLU REAKTÖRDE KOİ, FOSFAT, RENK VE BULANIKLIK GİDERİMİ Tuba ÖZTÜRK a, Sevil VELİ b, Anatoli DİMOĞLO c, M.

Aksaray Ýline Ýçme Suyu Saðlayan Bazý Kaynaklarda Su Kalite Paremetrelerinin Ýncelenmesi Ali ALAÞ

Atýk Bor, Atýk Kâðýt ve Perlit Katkýlý Sýva Malzemesinin Üretimi ve Karakterizasyonu

Farklı bölgelerde yetişen zeytinlerin çekirdeklerinden aktif karbon eldesi ve elde edilen aktif karbonun metilen mavisiyle adsorpsiyonunun incelenmesi

ARI ARITMA WATER & WASTEWATER TREATMENT TECHNOLOGY

m3/saat AISI

ÇAM KOZALAĞININ PİROLİZİ İLE ELDE EDİLEN KATI ÜRÜNÜN AKTİF KARBON OLARAK DEĞERLENDİRİLMESİ

Zeytinyaðý Endüstrisi Atýksularýnýn Kimyasal Arýtma Sonrasý Evsel Atýksularla Birlikte Arýtýlabilirliðinin Respirometrik Yöntemle Araþtýrýlmasý

Kaðýt Endüstrisi Atýk Sulardan Lignin ve Fenol'ün Perlit Minerali ile Giderimi

Firmamýz mühendisliðinde imalatýný yaptýðýmýz endüstriyel tip proses filtreleri ile, siklonlar, seperatörler çalýþma koþullarýna göre anti nem,anti

Çöp Sýzýntý Sularýndaki Muhtelif Bazý Kirleticilerin Toprak ile Etkileþimi: Sinop Örneði

Bursa Ýlinde Nilüfer-Ayvalý Deresiyle Sulanan ve Sulanmayan Tarým Topraklarýnýn Bazý Kimyasal Özellikleri

3AH Vakum Devre-Kesicileri: Uygun Çözümler

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ FEN ve MÜHENDİSLİK DERGİSİ Cilt: 4 Sayı: 1 sh. 1-9 Ocak 2002 KOT BOYAMA TEKSTİL ATIKSUYUNDA KALICI KOİ'NİN BELİRLENMESİ

MOBİLYA ENDÜSTRİSİ ATIĞININ ALTERNATİF ADSORBAN OLARAK DEĞERLENDİRİLMESİ

Ham Kompost ve Ekstraksiyon Ýþlemine Tabi Tutulmuþ Kompost Numunelerinin Karakterizasyonlarý ve Bitkiye Yarayýþlýlýklarý Açýsýndan Karþýlaþtýrýlmasý

Biyolojik Besi Maddesi Gideren Atıksu Arıtma Tesisi Geri Devir Çamurunda Farklı Dezentegrasyon Uygulamalarının İncelenmesi

İLAÇ ENDÜSTRİSİ ATIKSULARININ ARITIMINDA AKTİF ÇAMURA TOZ AKTİF KARBON İLAVESİNİN ETKİSİ

İLERİ ARITIM YÖNTEMLERİNDEN FENTON REAKTİFİ PROSESİ İLE ENDÜSTRİYEL BİR ATIK SUYUN ISLAK HAVA OKSİDASYONU

Onuncu Ulusal Kimya Mühendisliği Kongresi, 3-6 Eylül 2012, Koç Üniversitesi, İstanbul

ARDIŞIK KESİKLİ REAKTÖRDE AKTİF ÇAMURUN ÇÖKELEBİLİRLİĞİNE SICAKLIĞIN ETKİSİ. Engin GÜRTEKİN 1, *

Dövize Endeksli Kredilerde KKDF

TOA10 SULU ÇÖZELTİDEN ADSORPSİYON YÖNTEMİYLE NİTRİT GİDERİMİ

Yemekhane Atýklarýndan Fermantasyonla Laktik Asit Üretimi

NOHUT SAMANI HIZLI PİROLİZİNİN DENEY TASARIMI İLE MODELLENMESİ

Onuncu Ulusal Kimya Mühendisliği Kongresi, 3-6 Eylül 2012, Koç Üniversitesi, İstanbul

TÜBİTAK-BİDEB Kimya Lisans Öğrencileri (Kimyagerlik, Kimya Öğretmenliği, Kimya Mühendisliği) Araştırma Projesi Eğitimi Çalıştayı KİMYA-1 ÇALIŞTAY 2010


Metapan Metal Panel CLIP-IN TAVANLAR

Adsorpsiyon. Selçuk Üniversitesi. Mühendislik Fakültesi. Kimya Mühendisliği Bölümü. Kimya Mühendisliği Laboratuvarı II DENEYİN AMACI


TOA51 ASİTLE AKTİVE EDİLMİŞ KİLİN BOYARMADDE GİDERİM MEKANİZMASININ ARAŞTIRILMASI

Tekstil Atık Külü ile Tekstil Atıksuyundan Renk Giderimi. Color Removal from Textile Wastewater by Using Textile Fly Ash

AKTİFLEŞTİRİLMİŞ DOĞAL ZEOLİT İLE SULU ÇÖZELTİLERDEN METİLEN MAVİSİNİN ADSORPLANMASI

Anaerobik Stabilizasyon Havuzlarýnda Aðýr Metal Giderimi: Bursa Örneði


ÝZAYDAÞ Tehlikeli Atýk Yakma Tesisi ve ÝSTAÇ Týbbi Atýk Yakma Tesisinde Dioksin/Furan Oluþumunun ve Gideriminin Ýncelenmesi

Farklý Sulama Yöntemlerinin Topraktan Karbondioksit (CO 2 ) Çýkýþý Üzerine Etkisi

Adsorpsiyon. Kimyasal Temel İşlemler

BAZI BAZİK BOYARMADDELERİN DOĞAL VE AKTİVE EDİLMİŞ KİL ÜZERİNE ADSORPSİYONU İLE GİDERİLMESİ

Faaliyet Raporu. Banvit Bandýrma Vitaminli Yem San. A.Þ. 01 Ocak - 30 Eylül 2010 Dönemi

Ultrasonik Aktifleştirilmiş Aktif Karbon ile Krom (VI) Adsorpsiyonu. Adsorption of Chromium (VI) on Ultrasonically Activated Active Carbon

Brain Q RSC/2 Termostat

Bir Organize Sanayi Bölgesi Atýksu Arýtma Tesisinden Çýkan Atýksularýn Tarýmsal Amaçlý Sulama Suyu Olarak Yeniden Kullanýlabilirliðinin Araþtýrýlmasý

GÜNEÞ IŞINIMLI FOTOKİMYASAL REAKSİYON TEKNOLOJİLERİNDEN ORGANİK GÜNEŞ PİLİ ÜRETİMİNE. Prof. Dr. Sýddýk ÝÇLÝ

OTOMATÝK BETON BLOK ÜRETÝM TESÝSÝ NHP

ACID RED 97 TEKSTİL BOYAR MADDESİNİN SARGASSUM ACİNARUM A BİYOSORBSİYONU

On-line Oksijen Tüketiminin Ölçülmesiyle Havalandırma Prosesinde Enerji Optimizasyonu

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MÜHENDİSLİK BİLİMLERİ DERGİSİ Cilt: 13 Sayı: 41 sh Mayıs 2012

KÖMÜRDEN ELDE EDİLEN ADSORBENT İLE BOYARMADDE UZAKLAŞTIRILMASI REMOVAL OF DYESTUFF BY THE ADSORBENT PRODUCED FROM COAL

KAMU MALÝYESÝ. Konsolide bütçenin uygulama sonuçlarýna iliþkin bilgiler aþaðýdaki bölümlerde yer almýþtýr. KONSOLÝDE BÜTÇE ÝLE ÝLGÝLÝ ORANLAR (Yüzde)


ORMAN ATIKLARININ SULU ÇÖZELTİLERDEN BOYAR MADDE GİDERİMİNDE KULLANILMASI

BASİC BLUE 3 BOYAR MADDESİNİN BENTONİT KİLİ ÜZERİNE ADSORPSİYON MEKANİZMASININ İNCELENMESİ


Gediz Nehri Aþaðý Gediz Havzasý'ndan Alýnan Su ve Sediment Örneklerinde Bazý Kirlilik Parametrelerinin Ýncelenmesi

/2006 TR(TR) Kullanýcý için. Kullanma talimatý. ModuLink 250 RF - Modülasyonlu kalorifer Kablosuz Oda Kumandasý C 5. am pm 10:41.

Teknik Özellikleri : Ölçülecek Malzeme. Çýkýþ. Hassasiyet Linearite Kapasite Ölçü Sahasý Min. Di-Elektrik Sabiti Baðlantý Malzemesi

UÇUCU KÜL ADSORPSİYONU İLE REAKTİF BOYA GİDERİMİ

Sulu Ortamlardan Modifiye Çam Kozalağı Kullanılarak Boyar Madde Giderilmesi. Removal of Dyes from Aqueous Media by Modified Pine Cone

Ballorex Dynamic. Basýnç Baðýmsýz Kontrol Vanasý. Precision made easy


Üzüm Posası (Cibre) ile Sulu Çözeltilerden Ni(II) ve Zn(II) Giderimi

Olebond. Uygulamalar. Maleik Anhidrit

BAZI TIBBİ KİMYASALLARIN AEROBİK SİSTEMLERDE FARKLI İŞLETİM KOŞULLARINDA GİDERİMİNİN İNCELENMESİ

1-4 dijit LED display 14 mm : Proses deðeri göstergesi, program parametre göstergesi

Ballorex Venturi. Çift Regülatörlü Vana

Laboratuvar Akreditasyon Baþkanlýðý Týbbi Laboratuvarlar

2 - Konuþmayý Yazýya Dökme

Dik Eðimli Arazide Orman Yol Ýnþaatýnýn Çevresel Etkileri

Ýçel de Gýda Sanayii Sektöründe Çevre Bilincinin Araþtýrýlmasý

Simge Özer Pýnarbaþý

e-posta:

Mersin Ýlinde Tarýmsal Alanlarda Kullanýlan Kimyasallarýn Su Kalitesi Üzerine Etkilerinin Belirlenmesi

Çevreye Zarar Veren Tekstil Atıksularının Arıtım Çalışmaları

KBM0308 Kimya Mühendisliği Laboratuvarı I ADSORPSİYON. Bursa Teknik Üniversitesi MDBF Kimya Mühendisliği Bölümü 1

ݺletmelerin Rekabet Gücünün Artýrýlmasý. Dýºa Açýlmalarýna Mali Destek Programý

MEZBAHA ENDÜSTRİSİ ATIKSULARINDA MAGNEZYUM AMONYUM FOSFAT ÇÖKTÜRMESİ İLE AZOT GİDERİMİ

Bursa Ýli Kentsel Atýksu Arýtma Tesislerinin Bazý Biyolojik ve Fiziko-Kimyasal Özelliklerinin Ýncelenmesi

CKA Taným CKA endüstriyel difüzör, büyük hacimlerin hava ile ýsýtýlmasý ve soðutulmasý iþlemleri sýrasýnda, gerekli olan farklý atýþ karakteristikleri

CTA Silindirik Difüzör

Yüksek kapasiteli Bigbag boþaltma proseslerimiz, opsiyon olarak birden fazla istasyonile yanyanabaðlanabilirözelliðesahiptir.

Nikel(II) Ġyonlarının Sulu Çözeltiden Granül Aktif Karbon Üzerine Adsorpsiyonu

Transkript:

ARAÞTIRMA NOTU Ekoloji 16, 64, 43-48 2007 Arýtma Tesisi Çamurlarýndan Piroliz ile Elde Edilen Adsorbentlerin Tekstil Atýk Sularýndan KOI ve Renk Giderimi için Kullanýmýnýn Araþtýrýlmasý Serdar AYDIN, Sinan GÜNEYSU, Semiha ARAYICI Ýstanbul Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Çevre Müh. Bölümü, Çevre Bilimleri A.D., Avcýlar Kampüsü, 34320 Avcýlar-ÝSTANBUL Özet Bu çalýþmada, tekstil boyama endüstrisi atýksularýndan KOI ve renk giderimi araþtýrýlmýþtýr. Deneysel çalýþmalarda kullanýlan adsorbentler piroliz iþlemi ile spesifik yüzey alaný geliþtirilmiþ atýk arýtma çamurlarýndan, tekstil atýksularý ise son terbiye ve boyama-yýkama proseslerinden alýnmýþtýr. Öncelikle ham arýtma çamurlarýnýn spesifik yüzey geliþimini etkileyen faktörler belirlenmiþ ve optimum koþullarda üretilen adsorbentlerin adsorpsiyon prosesi ve biyolojik aktif çamur sistemine ilavesiyle KOI ve renk giderim verimleri tespit edilmiþtir. Arýtma çamurlarýnýn pirolizi sonucunda en yüksek spesifik yüzey alaný, endüstriyel atýk arýtma çamurlarýnýn 2M ZnCl 2 ilavesiyle 500 C'de pirolizi ile 814,48 m 2 /g olarak belirlenmiþtir. Tekstil boyama atýksularýnýn arýtýldýðý reaktörlerde ise, artan katký konsantrasyonu ile %82 olan KOÝ giderim verimi %96 seviyelerine çýkarýlmýþtýr. Anahtar Kelimeler: Adsorpsiyon, arýtma çamuru, piroliz, renk giderimi. Investigation of Using Adsorbents Obtained from Sewage Sludge with Pyrolysis for Removal of COD and Dye from Textile Industry Wastewater Abstract In this study, COD and dye removal from wastewater of textile dying process was investigated. The adsorbents used in treatment experiments produced from domestic and industrials sewage sludge. After chemical activation with 0.5-3.0 M ZnCl 2 solution, sludge was subjected to pyrolysis treatment at 500 C in order to provide materials has great porosity and high surface area. Textile industry wastewater samples were supplied from dying and finishing process. The pyrolysis treatment test showed that highest specific surface area; 814.48 m 2 /g could be achieved with the treatment of industrial waste sludge at 2M ZnCl 2 solution, thereafter pyrolysis at 500 C. Adsorbents produced at this condition were added into the adsorption and biological activated sludge treatment system to find out the effect of adsorbent addition on the COD and dye removal efficiency. In reactors of treating of textile dying wastewater, COD removal efficiency increased with increasing additive concentrations from 82% to 96%. Keywords: Adsorption, sewage sludge, pyrolysis, dye removal. GÝRÝÞ Tekstil endüstrisinde kullanýlan hammaddeler ve uygulanan iþlemler sonucu deðiþen özellik ve miktarlarda atýksular oluþmaktadýr. Özellikle son terbiye ve boyama-yýkama iþlemleri sýrasýnda kullanýlan su miktarlarý ve ilave edilen katký maddeleri ile oluþan atýksularýn arýtýlmasýnda problemler ortaya çýkmaktadýr. Tekstil endüstrisi atýksularýnýn arýtýlmasýnda KOI ve renk giderimi baþlýca amaç olmakta ve bu amaçla kimyasal ve biyolojik arýtma kombinasyonlarý kullanýlmaktadýr. Atýksulardan KOI giderimi amacýyla biyolojik aktif çamur sistemleri kullanýlýrken, renk giderimi için adsorpsiyon, filtrasyon ve kimyasal prosesler tercih edilmektedir. Son yýllarda yapýlan çalýþmalarda, biyolojik aktif çamur sistemlerinde KOI ve renk giderimi amacýyla ortama farklý katký maddeleri ilavesi yapýlmýþ ve giderim verimleri araþtýrýlmýþtýr. Bu çalýþmalarda adsorbent özelliði taþýyan bentonit, aktif kil, toz aktif karbon gibi maddeler tercih edilmektedir. Aktaþ ve Çeçen (2001) tarafýndan yürütülen çalýþmalarda, atýksularýn toz aktif karbon ilavesi ile biyolojik aktif çamur sisteminde arýtýmý araþtýrýlmýþ ve uygun KOI ve renk giderim verimleri elde edilmiþtir. Yeni kurulan endüstriler ve geliþen çevre standartlarý ile sayýlarý gün geçtikçe artan atýksu arýtma tesislerinde dikkate deðer miktarlarda arýtma çamuru oluþmaktadýr. Arýtma çamurlarýnýn bertarafý için çoðunlukla düzenli depolama ve yakma teknikleri kullanýlmaktadýr. Arýtma çamurlarýnýn yeniden deðerlendirilmesi amacýyla ise, yeni No: 64, 2007 43

Ekoloji S. AYDIN, S. GÜNEYSU, S. ARAYICI teknolojiler geliþtirilmektedir. Bu amaçla, çamurlarýn gübre, yakýt, yapý ve yol kaplama malzemesi ve çimento sanayi için hammadde olarak kullanýmý araþtýrýlmaktadýr. Bu araþtýrma çalýþmalarýnda arýtma çamurlarýnýn hammadde olarak deðerlendirilmesinde, yapý malzemesi, çimento hammaddesi ve adsorban olarak kullanýmý ön plana çýkmaktadýr (Krogmann ve ark. 1997). Son yýllarýn araþtýrýlan bir diðer güncel konusuda çamurlarýn pirolizidir. Arýtma çamurlarýnýn çevresel etkilerini en aza indirmek, geliþen çevre koruma sistemleri çerçevesinde atýk minimizasyonu saðlamak amacýyla, söz konusu çamurlarýn pirolizine yönelik olarak yapýlan çalýþmalar, elde edilen katý ürünün adsorbent özelliðini geliþtirmede yoðunlaþmýþtýr. Arýtma çamuru uygun koþullar altýnda bazý kimyasallar ile ön aktivasyon sonrasý pirolizi yapýldýðýnda aktif karbona dönüþebilmektedir. Martin ve ark. (1996) tarafýndan yürütülmüþ bir çalýþmada, aðýrlýkça 1:1 konsantrasyonunda H 2 SO 4 ve ZnCl 2 kullanýlarak yapýlan kimyasal aktivasyon sonrasýnda, 500 C'de pirolizi ile sýrasýyla 257 m 2 /g ve 171 m 2 /g yüzey alaný elde edilmiþtir. Tay ve ark. (2001) tarafýndan yapýlan bir çalýþmada, arýtma çamurunun 5M ZnCl 2 ile ön aktivasyonu ve 500 C- 10 C/dakika ýsýtma hýzýnda gerçekleþtirilen pirolizinde 541,7 m 2 /g yüzey alaný, %43,2 karbon içeriði ve %38,3 kül oraný ile uygun adsorbent özelliði taþýyan ürün elde edildiði belirtilmiþtir. Arýtma çamurlarýnýn pirolizinde baþlangýçta H 2 SO 4 veya ZnCl 2 kullanýlýrken, son yýllarda ön aktivasyon için kullanýlan kimyasal madde miktarýnýn azaltýlmasý ve optimum piroliz koþullarýnýn belirlenmesiyle birlikte ZnCl 2 ön aktivasyonu ile daha yüksek yüzey alaný deðerlerine ulaþýlmýþtýr. Çalýþmamýzýn baþlangýcýnda, literatürden farklý olarak hem evsel hem de endüstriyel atýksu arýtma tesisi çamurlarýnýn pirolizi ve yüzey alaný geliþimi araþtýrýlmýþtýr. Arýtma çamurlarýnýn deðiþken yapýsý nedeniyle ülkemizde arýtma çamurlarýnýn pirolizine iliþkin çalýþma bulunmadýðýndan, bu çalýþmanýn arýtma çamurlarýnýn yeniden deðerlendirilmesine yönelik çalýþmalara yön vereceðine inanýlmaktadýr. Çalýþmamýzýn devamýnda, tekstil boyama endüstrisi atýksularýndan KOI ve renk giderimi araþtýrýlmýþtýr. Deneysel çalýþmalarda kullanýlan tekstil atýksularý, son terbiye ve boyama-yýkama proseslerinden alýnmýþtýr. Adsorbentler ise, piroliz iþlemi ile yüzey alaný geliþtirilmiþ atýk arýtma çamurlarýndan elde edilmiþtir. Öncelikle ham arýtma çamurlarýnýn spesifik yüzey geliþimini etkileyen faktörler belirlenmiþ ve optimum koþullarda üretilen adsorbentlerin adsorpsiyon prosesi ve biyolojik aktif çamur sistemine ilavesiyle KOI ve renk giderim verimleri belirlenmiþtir. MATERYAL VE METOT Deneysel çalýþmalarda kullanýlan atýk arýtma çamurlarý, Ýstanbul'da deðiþik evsel ve endüstriyel atýksu arýtma tesislerinden (gýda, ilaç, alkol-bira, alkol-raký) alýnan arýtma çamurlarýndan seçilmiþtir. Çamurlar 103 C'de kurutulmuþ ve 0,5-2,0 mm boyutu elde edilecek þekilde elenmiþtir. Örneklere ait elementel analiz ve kül içerikleri Tablo 1 de verilmiþtir. Piroliz öncesi yüzey alanýný arttýrmak amacýyla çamur örneklerinin 10'ar gramý 0,5-3,0 M arasý deðiþen konsantrasyonlarda ZnCl 2 çözeltisinde oda sýcaklýðýnda 24 saat süreyle bekletilmiþtir. Daha sonra 103 C' de fazla suyu kurutulan örnekler düþey bir fýrýnda (Lenton) 500 C piroliz sýcaklýðý ve 10 C/dk ýsýtma hýzýyla 100 cm 3 /dk azot gazý akýmý altýnda pirolizi yapýlmýþtýr. Isýtma hýzý, piroliz sýcaklýðý, bekletme süresi ve aktivasyon koþullarý kokun oluþumunu ve özelliklerini etkilemektedir. Piroliz iþleminin ardýndan, üretilen kok 3 M HCl ile yýkanmýþ ve destile su ile durulanmýþ ardýndan 103 C' de kurutulmuþtur (Tay ve ark. 2001). Bu iþlem ile piroliz sýrasýnda kararlý bir yapýya dönüþen kokun, yüzey alaný ölçümü öncesinde ZnCl 2 'den arýndýrýlmasý saðlanmýþtýr. Üretilen koklarýn spesifik yüzey alanlarý yüzey alaný ölçüm cihazýnda (Micromeritics Flowsorb II-2300) azot adsorpsiyonu (77 K'de) metoduna göre ölçülmüþ ve BET eþitliðinden spesifik yüzey alaný belirlenmiþtir. Çamur ve piroliz koku örneklerindeki karbon, hidrojen ve azot miktarlarý, Carlo Erba 1106 elementel analiz cihazý (LECO, CHNS 932) ile, yarý kantitatif elementel analizi ise (XRF) Philips PW- 2404 Model dalga boyu daðýlýmlý X-ýþýný Floresan Spektrometre cihazý ile yapýlmýþtýr. Tekstil boyama atýksuyu, Ýstanbul Avcýlar'da kurulu bir tesise ait atýksu arýtma tesisi giriþinden alýnmýþtýr. Tekstil endüstrisi atýksularýnýn kimyasal analizi yapýlmýþ ve kullanýlan atýksuyun, Anonymous (1978) tarafýndan yapýlan tekstil endüstrisi atýksularýnýn sýnýflandýrýlmasý kriterlerine göre, son terbiye ve boyama-yýkama iþlemlerinden kaynaklanan atýksularýn genel özelliklerine uyduðu görülmüþtür (Tablo 2). 44 No: 64, 2007

Arýtma Tesisi Çamurlarýndan Piroliz ile Elde Edilen Adsorbentlerin... Ekoloji Atýksulardan KOI ve renk giderimi amacýyla kesikli biyolojik reaktörler kullanýlmýþtýr. Laboratuar çalýþmalarýnda PVC den yapýlmýþ ve 5 noktadan örnek alýnmasýna olanak saðlayan 4 adet ø15 cm x 25 cm boyutlarýnda reaktörler kullanýlmýþtýr. Bu reaktörlerde devir ayarlý bir karýþtýrýcý ile tam karýþým saðlanmýþtýr. Sistem, uygun çözünmüþ oksijen deðerlerinin saðlanmasý amacýyla difüzörler ile havalandýrýlmýþtýr. Reaktörlerde ph 6,5-8,0, sýcaklýk ise 22-23 C deðerlerine ayarlanmýþtýr. Biyolojik arýtýmlarda F/M (mg KOI/mg UAKM) oraný 0,5 ve 1 için araþtýrýlmýþ ancak birincisinde kýsa sürede yeterli arýtýmýn saðlanmasý üzerine piroliz kokunun etkisinin izlenebilmesi için F/M= 1 oraný seçilmiþtir. Böylece kesikli olarak iþletilen biyolojik sistemde, tekstil boyama ve yýkama prosesine ait atýksularýdan KOI ve renk giderimi, seçilen iþletme koþullarýnda (F/M= 1,0, Oç= 10 gün) yürütülmüþtür. Çalýþmada reaktörlerden birincisinde sadece havalandýrma, ikincisinde piroliz koku ile adsorpsiyon, üçüncüsünde aktif çamur ile biyolojik arýtým ve dördüncüsünde ise aktif çamur+piroliz kok ürün birlikte arýtým çalýþmalarý yürütülmüþtür. Havalandýrma, piroliz koku, aktif çamur ve aktif çamur+piroliz kok ürünler ile iþletilen reaktörler, tekstil boyama-yýkama tesisi atýksu arýtma tesisi havalandýrma havuzundan alýnan aktif çamur ile beslenmiþtir. Dört reaktörde de eþ zamanlý çalýþýlmýþtýr. KOI deneyleri, Standard Methods 5220 B de belirtilen standart yöntem (open reflux) uygulanarak yapýlmýþtýr (Anonymous 1995). Renk parametresi belirlenirken, Avrupa Normu EN ISO 7887'ye göre belirlenen standartlar temel alýnmýþ, RES ölçümleri görünür ýþýk Novespec II spektrofotometresi ile 436 nm (sarý), 525 nm (kýrmýzý) ve 620 nm (mavi) de ölçülerek Renklilik Sayýsý (RES) hesaplanmýþtýr. Ýþlem için atýksu numunesi 11000 devir/dakika'da 10 dakika süre ile santrifüj edilmiþ, distile suya karþý numunelerin ölçümleri yapýlmýþtýr. Adsorpsiyon testleri ise, Freundlich ve Langmuir Ýzotermleri kullanýlarak yapýlmýþtýr. Freundlich izotermi, eþitliði ile ifade edilir ve q e ; dengede yüzeyin adsorban konsantrasyonu (mg/g), C e ; dengede çözelti konsantrasyonu (mg/l), k F ve n, izoterm sabitleridir. Langmuir Ýzotermi, aþaðýdaki baðýntý ile ifade edilmektedir; Eþitlikte, Ce; denge konsantrasyonunu (mg/l), qe; adsorplanan madde miktarýný (mg/g), Q ; tam bir tek tabaka için q e (mg/g) ve b ise adsorpsiyon denge sabitini (L/g) ifade etmektedir. BULGULAR Arýtma çamurlarýndan elde edilen adsorbentler ile tekstil boyama atýksularýndan KOI ve renk giderimi çalýþmalarýnda, ilk olarak atýk arýtma çamurunun kimyasal analizi ve adsorbent özelliði araþtýrýlmýþtýr (Tablo 1). Piroliz ile adsorbent özelliði kazandýrýlmýþ koklar, evsel ve endüstriyel arýtma tesisi çamurlarýndan üretilmiþtir. Evsel ve endüstriyel arýtma tesisi çamurlarýyla ayný koþullarda deðiþen ZnCl 2 konsantrasyonlarýnda yapýlan çalýþmalarda, en yüksek yüzey alaný 2 M ZnCl 2 ön aktivasyonu ile alkol-raký endüstrisi arýtma çamurundan elde edilmiþtir (814,48 m 2 /g). Belirlenen koþullarda yapýlan çalýþmalarda ZnCl 2 ön aktivasyonu ile evsel nitelikli çamurlarda 3 M ZnCl 2 kullanýlarak 337,4 m 2 /g, gýda endüstrisi çamurlarýnda 2 M ZnCl 2 kullanýlarak 689,85 m 2 /g, ilaç endüstrisi çamurlarýnda 3 M ZnCl 2 kullanýlarak 596,33 m 2 /g ve alkol-bira endüstrisi çamurlarýnda 2 M ZnCl 2 kullanýlarak 482,30 m 2 /g spesifik yüzey alanýna ulaþýlmýþtýr. Tablo 3'de, artan ZnCl 2 konsantrasyonlarýnda uygulanan ön aktivasyon ile farklý baþlangýç çamurlarýnýn yüzey alaný deðiþimi verilmiþtir. Piroliz öncesinde, ZnCl 2 ile ön aktivasyon uygulanan çamur örneklerinin yüzey alaný, kimyasal bileþimine baðlý olarak deðiþmektedir. Tekstil boyama endüstrisi atýksularýndan KOI ve renk giderimi için yapýlan çalýþmalarýn devamýnda, tesisten alýnan atýksu örneklerinin kimyasal analizi yapýlmýþ ve 4,0 L'lik reaktörlere arýtma çamurundan elde edilen piroliz kokunun ilavesiyle, atýksuyun aerobik biyolojik arýtýmýnda KOI ve renk parametrelerinin deðiþimi izlenmiþtir. Deðiþen miktarlarda (1000-1500-2000 mg/l) piroliz kokunun ilavesi+mikroorganizma ve mikroorganizma+piroliz koku ile eþ zamanlý olarak iþletilen 4 kesikli reaktörde gerçekleþtirilen ve F/M= 1,0 olan arýtýmýn, izleme parametrelerinden KOÝ deðiþimleri Þekil 1 ve üç dalga boyuna ait RES deðiþimleri ise Þekil 2-3-4 'de verilmiþtir. No: 64, 2007 45

Ekoloji S. AYDIN, S. GÜNEYSU, S. ARAYICI Eþ zamanlý iþletilen reaktörlerde, farklý katký oranlarýnda elde edilen KOI giderim verimleri, 6 saatlik arýtým iþlemi sonunda havalandýrma ile %20, 1000-1500-2000 mg/l piroliz koku ile %27,5-%31- %40, mikroorganizma ile %70 ve biyolojik sisteme 1000-1500-2000 mg/l piroliz koku katkýsý ile %72- %73-%87 olarak belirlenmiþtir. 24 saat boyunca izlenen reaktörlerde, gerçek bir sisteme uygulanabilirlik ve yüksek giderim verimlerinin elde edilmesi açýsýndan ilk 6 saatlik veriler karþýlaþtýrýlmýþtýr. Biyolojik sisteme, 2000 mg/l piroliz koku ilavesiyle 24 saat boyunca KOI' deki giderim %87,94'den %97,94'e yükselirken, renkteki deðiþim 436 nm'de 3,3'den 1'e; 525 nm'de 4,1' den 1,1'e; 620 nm'de 1'den 0,7'e düþmüþtür. Tekstil atýksuyunun piroliz koku ile adsorpsiyonu sonucunda elde edilen verilerin Freundlich ve Langmuir izotermlerine uyumluluðu araþtýrýlmýþ ve izoterm deðerleri Tablo 4'de verilmiþtir. TARTIÞMA Çalýþmamýzda, evsel ve endüstriyel kaynaklý arýtma çamurlarýnýn pirolizi ve yüzey alanýn geliþimi incelenmiþ, karbon içeriði yüksek kül içeriði düþük atýk arýtma çamurlarýndan alkol-raký endüstrisi atýksu arýtma tesisi çamurlarýnýn 2 M ZnCl 2 ile ön aktivasyonu ve 500 o C' de 2 saat süreyle, 10 C/dk ýsýtma hýzýnda azot ortamýnda pirolizi yapýldýðýnda en yüksek yüzey alaný 814,48 m 2 /g olarak belirlenmiþtir. Literatürde, Tay ve ark. (2001) tarafýndan yapýlan çalýþmalarda çürütülmemiþ evsel atýksu arýtma çamuru örnekleriyle 5M ZnCl 2 katkýsýnda 500 C de ve 10 C/dakika ýsýtma hýzýnda gerçekleþtirilen pirolizinde 541,7 m 2 /g yüzey alanýna ulaþýlmýþ ve çalýþmamýzda daha düþük ZnCl 2 katkýsý ile daha yüksek yüzey alaný elde edilmiþtir. Evsel kaynaklý arýtma çamurlarýnýn pirolizi çalýþmalarýnda ise, yüzey alaný geliþimi saðlanmasýna raðmen elde edilen adsorpsiyon verimlerinin düþük olmasý nedeniyle, giderim çalýþmalarýnda tercih edilmemektedir (Aydýn 2004, Jeyaseelan ve ark. 1996). Ticari aktif karbon için spesifik yüzey alan deðerlerinin 600-1100 m 2 /g aralýðýnda deðiþtiði göz önüne alýndýðýnda, özellikle kül içeriði düþük olan arýtma çamurlarýnýn kimyasal aktivasyon ile uygun özellikte adsorbent olacaðý görülmektedir. Arýtma çamuru kaynaklý piroliz koku diðer kaynaklardan üretilen koka göre umut verici olmuþtur. Elde edilen kokun sahip olduðu yüksek yüzey alaný, ticari aktif 46 Þekil 1. Tekstil atýksularýnýn kesikli aerobik reaktörde piroliz koku ilavesi ile KOI gideriminin deðiþimi. Þekil 2. Piroliz koku miktarýna baðlý RES 436 deðiþimleri. Þekil 3. Piroliz koku miktarýna baðlý RES 525 deðiþimleri. Þekil 4. Piroliz koku miktarýna baðlý RES 620 deðiþimleri. karbonun kullanýldýðý arýtma sistemlerine ucuz bir alternatif sunmaktadýr. Halen klasik aktif çamur sistemi ile arýtýlmakta olan tekstil endüstrisi boyama yýkama atýksularýnýn piroliz koku katkýsýyla kesikli biyolojik sistemde arýtýlmasý, KOÝ ve renk parametrelerinin izlenmesiyle yürütülmüþtür. Literatürde (Pala ve ark. 2002, Martin ve ark. 2003) adsorbent özelliði taþýyan bentonit, aktif kil, toz aktif karbon gibi maddeler ilavesi ile sentetik olarak hazýrlanan atýksu örnekleri kullanýlmakta ise de, çalýþmamýzda gerçek bir tesis ve atýksu örneði tercih edilmiþtir. Deneysel çalýþmalarda, sadece havalandýrma uygulanan reaktörde gerek KOÝ ve gerekse renk parametrelerinin giderimi çalýþýlan atýksuda uçucu bileþenlerin varlýðýnýn göstergesidir. Giderim her iki parametre için piroliz koku miktarýna baðlý olarak No: 64, 2007

Arýtma Tesisi Çamurlarýndan Piroliz ile Elde Edilen Adsorbentlerin... Ekoloji Tablo 1. Arýtma çamurlarýnýn kimyasal bileþimi ve kül içerikleri. Tablo 2. Tekstil son terbiye, boyama ve yýkama endüstrisi atýksularýnýn özellikleri. Tablo 3. ZnCl 2 ön aktivasyonu ile yüzey alaný deðiþimi. Tablo 4. Freundlich ve langmuim izoterm sabitleri artmakta ve renk oluþturan boyar maddeler kok üzerinde %40-50, KOÝ ise %28-50 oranýnda adsorplanmaktadýr. Piroliz koku üzerinde bu iki parametrenin adsorpsiyonunun Freundlich ve Langmuir izotermlerine uygunluðu araþtýrýlmýþtýr. Tablo 4 de verilen deðerler incelendiðinde, KOI için Freundlich izotermi ile belirlenen adsorpsiyon kapasitesi, deneysel verilerle uygunluk göstermekte ve literatürde belirtildiði gibi adsorpsiyonda dengeyi ifade etmektedir (Otero ve ark. 2003). Kesikli sistemlerde yürütülen çalýþmamýzda, mikroorganizma ve piroliz koku kullanýlarak elde edilen verimlerin yalnýz mikroorganizma kullanýlmasý durumunda da büyük oranda deðiþmediði görülmektedir. Ancak sürekli bir sistemde ve deðiþen atýksu içeriðinde, ortamdaki piroliz kokunun daha etkin ve verime katkýsýnýn daha yüksek olacaðý düþünülmektedir. Ayrýca piroliz kokunun aktif karbona benzer yapýsý ile hem biyolojik sistemlerde karþýlaþýlabilecek inhibisyonlara engel olacaðý hem de atýk minimizasyonu çerçevesinde ekonomik olduðu göz ardý edilmemelidir. Artan katký konsantrasyonu aktif çamur içeren reaktörde %82 olan KOÝ giderim verimini %96 seviyelerine çýkarmakta ancak renk parametreleri için ek bir arýtým görülmemektedir. Bu durum biyolojik bozunma son ürünlerinin adsorbentin yüzeyinde tutulduðu þeklinde yorumlanmakta ve literatür bilgileriyle de desteklenmektedir (Aktaþ ve Çeçen 2001). Sonuç olarak biyolojik aktif çamur uygulanan atýksu arýtma sistemlerine atýk çamurlarýn pirolizi ile elde edilen adsorbentin ilavesi sistemin kararlýlýðýný ve performansýný artýrmaktadýr. Çalýþmamýza konu edilen tekstil endüstrisi atýksularýnýn çok deðiþken özellikte olmasý nedeniyle sistem performansý yaný sýra sistemin kararlýlýðý önem kazanmakta, bu baðlamda piroliz koku ilavesiyle yapýlacak biyolojik arýtýmýn ilgili iþletmeler için alternatif olacaðý düþünülmektedir. KAYNAKLAR Aktaþ Ö, Çeçen F (2001) Addition of activated carbon to batch activated sludge reactors in the treatment of landfill leachate and domestic wastewater. J Chem Technol Biotechnol 76, 793-802. Anonymous (1995) Standart Methods for the Examination of Water and Wastewater. 19 th edition, APHA-AWWA-WEF, New York. Anonymous (1978) Textile Processing Industry. USA Environmental Protection Agency, Washington. Aydýn S, (2004) Atýksu arýtma tesisi çamurlarýnýn deðiþik amaçlarla kullanýmýnýn araþtýrýlmasý. Doktora Tezi, Ýstanbul Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ýstanbul. Filibeli A (2002) Arýtma Çamurlarýnýn Ýþlenmesi. Üçüncü Baský, Dokuz Eylül Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi Yayýnlarý, No: 255, Ýzmir. Jeyaseelan S, Lu G Q, (1996) Development of adsorbent/catalyst from municipal wastewater sludge. Water Science and Technology 34, 499-505. Krogmann U, Boyles L S, Martel C J, Mccomas A K (1997) Biosolids and sludge management. Water Env Res 69, 534-549. No: 64, 2007 47

Ekoloji S. AYDIN, S. GÜNEYSU, S. ARAYICI Martin M J, Artola A, Balaguer M D, Rigola, M (1996) Feasibility of activated carbon production from biological sludge by chemical activation with ZnCl 2 and H 2 SO 4. Environmental Technology 17, 667-672. Otero M, Rozada F, Calvo L F, Garcia, A I, Moran A (2003) Elimination of organic water pollutants using adsorbents obtained from sewage sludge. Dyes and Pigments 57, 55-65. Pala A, Tokat E (2002) Color removal from cotton textile industry wastewater in an activated sludge system with various additives. Water Research 36, 2920-2925. Tay J H, Chen X G, Jeyaseelan S, Graham N (2001) A comparative study of anaerobically digested and undigested sewage sludges in preparation of activated carbons. Chemosphere 44, 53-57. 48 No: 64, 2007