Water minimization strategies for best environmental management practices in textile dyeing and finishing industries

Abstract

ÖZET Dünyanın sınırlı su kaynaklarının korunması, yeniden kullanılması ve geri kazanılmasındaki acil ihtiyaç, insanoğlunu endüstriyel proseslerin optimizasyonu, proses sularının arıtılmadan veya arıtılarak yeniden kullanılması için yeni metod ve teknolojileri araştırma ve geliştirmeye zorlamıştır. Bu özellikle boyama, yıkama ve durulama proseslerinde büyük miktarda su tüketilen tekstil boya ve apre endüstrisi için önemlidir. Bu çalışmanın amacı, bir tekstil boya ve apre fabrikasında ISO 14000 Çevre Yönetim Sistemi kapsamında firmanın taahhüt ettiği atık azaltılmasına yönelik, üretim sahasında proses suyu minimizasyon tekniklerinin geliştirilmesidir. En uygun teknolojilerin araştırılması sonucu, 4 saha içi su minimizasyon tekniği geliştirilmiştir. Bunlar; kısa flotte oram ile kesikli yıkama işlemi (TEKN-1), açık renk boyamalarda son çalkalama suyunun, orta ve koyu renk boyamalarda ilk çalkalama suyu olarak yeniden kullanılması (TEKN-2), arıtma tesisi çıkış suyunun baskı şablonlarının yıkanmasında kullanılması (TEKN-3), ve poliester/selüloz karışımlarının tek banyoda boyanması (TEKN-4) teknikleridir. Her tekniğin teknik ve ekonomik fizibilitesinin belirlenmesi için laboratuar ve üretim sahasında deneysel çalışmalar yürütülmüştür. TEKN-1' in kullanımı sonucu kesikli yıkamalarda aym yıkama efekti %27-31 daha az su ile sağlanmıştır. TEKN-2'nin kullanımı ile, orta ve koyu renkli kumaşların yıkama işlemlerinde renk tonları ve haslıklar etkilenmeden yıkama basma 1 banyo su tasarruf edilmiştir. Arıtma tesisi çıkış suyunun baskı dairelerinde şablonların yıkanmasında yeniden kullanılabileceği tespit edilmiş, bu teknik ile (TEKN-3) şablon yıkamalarda % 75 su tasarrufu sağlanmıştır. TEKN-4 ile poliester/selüloz karışımlarının %29-40 daha az su ile boyanabileceği tespit edilmiştir. Sonuç olarak 4 tekniğin topluca uygulanması ile bahsi geçen tekstil fabrikasının proses suyu tüketimi % 9,67 oranında azaltılmış, firmaya yıllık 73.469 USD net gelir sağlanmıştır.

IV ABSTRACT The growing understanding of the urgent need to conserve, recycle, and reuse the limited water resources of the earth has forced mankind to research and develop new methods and technologies for optimizing processes and reusing the wasted process waters with or without treatment in industrial processes. This is especially important in textile dyeing and finishing industries, where huge amounts of water are consumed in dyeing and washing/rinsing of the fabrics. The purpose of this study was to develop in-plant water minimization techniques in a textile dyeing and finishing plant as a waste minimization strategy to be in compliance with the commitments of the company for the implementation of an ISO 14000 EMS. The method of BAT (Best Available Technologies) survey in the study consisted of 4 in-plant water minimization techniques. These were; batch washing operation with short liquor ratio (TECHN-1), reuse of final rinse water from light-shade dyeing processes in first rinsing of medium and dark-shade dyeing processes (TECHN-2), reuse of wastewater treatment plant effluent in washing of printing screens (TECHN-3), and single bath dyeing process approach for polyester/cellulosic blends (TECHN-4). Experimental work was carried out in the laboratories and production site of the textile mill in order to determine the technical and economical feasibility of each technique. It was determined that the same washing effect is achieved with 27-31% less water by TECHN-1. 1 batch of water is saved for each washing operation of medium-dark shade fabrics by TECHN-2, without affecting the color shades and fastnesses of the fabrics. It was determined that the wastewater treatment plant effluent can be reused in the washing operation of screens in printing departments (TECHN-3). This technique saves 75 % of the water spent in screen washing. By TECHN-4, polyester/cellulosic blends can be dyed with 29-40 % less water. Finally, the 4 techniques will reduce the total process water consumption in the mill by % 9.67 and will provide an annual net revenue of 73,469 USD.