Ulutan Barajı içme suyu arıtma tesislerinde trihalometan oluşum potansiyelinin mevsimsel profilinin çıkarılması

Abstract

Bu çalışmada Doğal organik madde içeren yüzey sularının klorlanması sonucu meydana gelen trihalometan (THM) konsantrasyonlarının mevsimsel değişimi araştırılmıştır. Çalışma alanı olarak Zonguldak Ulutan Barajı seçilmiştir. Uluatan Barajından alınan ham su numunelerinde sırası ile TOK, UV254, SUVA gibi organik maddeyi temsil eden parametrelerin analizi yapılmıştır. Buna göre TOK miktarı 5,37 mg/L ile 4,84 mg/l , UV254 değerleri 0,16 ile 0.118 cm-1 ve bunlara bağlı olarak SUVA değerleri ise 3,26 L/mg.m ile 2,27 L/mg.m arasında bulunmuştur. Diğer yandan Ulutan baraj suyu numunelerinin klorlanması sonucunda en yüsek THMOP değeri (349,89 µg/L) kış ayında ölçülürken en düşük THMOP (214,36 µg/L) yaz ayında tespit edilmiştir. Başka bir ifade ile; SUVA değeri (3,26 L/mg.m) en yüksek olan hidrofobik DOM içeren su numunelerinin klorlanması neticesinde meydana gelmişir. Buna karşılık en düşük THMOP (214,36 µg/L) ise SUVA değeri (2,27 L/mg.m) en düşük olan hidrofilik DOM içeren su numunelerinin klorlanması sonucu meydana gelmiştir. Labaratuvarda yapılan koagülasyon deneylerinde ise en yüksek TOK giderimi Alüminyum sülfat(Alüm)(Al2(SO4)3) ve Polialüminyum klorür(PAC) koagülantları kullanılarak THM, TOK giderim miktarları araştırılmıştır. Alüm kullanılan su numunelerinde en yüksek TOK giderimi kış ayında TOK değeri 4,9mg/l'den 2,11 mg/l'ye, UV254 değeri ise 0,16 mg/l'den 0,068 mg/l'ye düşmüştür. TOK giderim verimi %56, UV254 giderimi %57,5 olarak bulunmuştur. Bu sonuçlara bağlı olarak giderilen THMOP oranları (%57) en yüksek alüm (100 mg/l) dozunda ve kış ayında görülürken en düşük THMOP giderimi (%41,21) aynı alüm dozunda sonbahar ayında görülmüştür.PAC koagülantı kullanılan numunelerde ise en yüksek değer TOK giderimi kış ayında 5,37mg/l'den 3,99 mg/l'ye, UV254 değeri ise 0,122 mg/l'den 0,079 mg/l'ye düşmüştür. TOK giderim verimi %41, UV254 giderimi %51 olarak hesaplanmıştır. Bu sonuçlara bağlı olarak giderilen THMOP oranları (%46,82) en yüksek alüm (100 mg/l) dozunda ve kış ayında görülürken en düşük THMOP giderimi (%32,38) aynı alüm dozunda sonbahar ayında görülmüştür.Bu çalışmada elde edilen en önemli sonuçlarından biri, en yüksek THMOP değeri hidrofobik organiklerin klorlanması neticesinde görülürken, hidrofilik organiklerin klorlanması sonucunda daha düşük konsantrasyonlarda THM meydana geldiğinin ortaya konulmasıdır.

In this study, seasonal variation of trihalomethane formation concentrations resulted from chlorination of surface waters containing natural organic matter is investigated. Also, Ulutan Dam in Zongudak was used as a study area in this study. First of all, the analyzes of total organic carbon (TOC), UV absorbance at 254 nm wavelength (UV254) and Specific UV Absorbance (SUVA) known as surrogate parameters for organic matters have been performed at Ulutan Dam water samples in four seasons, respectively. Accordingly, the amount of TOC was 5.37 mg / L to 4.84 mg / L, the UV254 values were 0.16 to 0.118 cm-1, and accordingly the SUVA values were 3.26 L / mg.m to 2.27 L / mg.m. On the other hand, the highest THMOP value (349.89 µg / L) was measured in winter and the lowest THMOP (214.36 µg / L) was determined in summer as a result of chlorination of Ulutan dam water samples. In other words; The result of chlorination of water samples containing hydrophobic DOM with the highest SUVA value (3.26 L / mg.m). In contrast, the lowest THMOP (214.36 µg / L) was the result of chlorination of water samples containing hydrophilic DOM with the lowest SUVA value (2.27 L / mg.m). Coagulation experiments in the laboratory, the highest TOC removal was investigated by using THM and TOC removal by using Aluminum sulphate (Alum) (Al2(SO4)3) and Polyaluminium chloride (PAC) coagulants. The highest TOC removal of water samples from alum was decreased from 4.9mg / L to 2.11 mg / L in winter and UV254 value from 0.16 mg / L to 0.068 mg / L in winter. The TOC removal efficiency was 56% and UV254 removal was 57.5%. Based on these results, the remitted THMOP rates (57%) were highest in the dose of alum (100 mg / L) and in winter, while the lowest THMOP removal (41.21%) was observed in the same alum dose in autumn. In PAC coagulant samples, the highest TOC removal was decreased from 5.37 mg / L to 3.99 mg / l in winter and the UV254 value decreased from 0.122 mg / L to 0.079 mg / L. The TOC removal efficiency was calculated as 41% and UV254 removal as 51%. Based on these results, THMOP rates (46.82%) were highest in alum (100 mg / L) and in winter, while the lowest THMOP removal (32.38%) was in autumn. One of the most important results obtained in this study is that the highest THMOP value is seen as a result of chlorination of hydrophobic organics, but it is revealed that lower concentrations of THM are formed as a result of chlorination of hydrophilic organics.