Sulardaki sülfatların trikalsiyum alüminat ile giderilmesi

Abstract

ÖZET Bu yüksek lisans tez çalışmasında, sularda bulunan yüksek konsantrasyondaki sülfatların trikalsiyum alüminat kullanılarak, ilgili standart ve yönetmeliklerce belirlenmiş limit konsantrasyon değerlerinin altına (atık sular için 1000 mgS042-/lt, içme suyu için 400 mgSC>42-/lt) düşürülmesi ile ilgili çalışmalar yapılmıştır. Sulardaki sülfatların giderilmesinde, alüminli çimentonun yapısında bulunan trikalsiyum alüminatın (3Ca0.Al203), CaSCXt ile reaksiyona girerek ettringit (3CaO.Aİ203.3CaS04.31H20) oluşturup çökmesinden yararlanılmıştır. Benzer şekilde, sülfatların ettringit halinde çöktürülüp uzaklaştırılması için hidrate alüminli çimentodan da yararlanılmıştır. Alüminli çimentonun su ile hidrate edildikten sonra sıcakta (60°C) bekletilmesiyle ortamdaki hidrate trikalsiyum alüminat (C3AH6: 3CaO.Al2O3.6H2O) oranı arttırılmıştır. Böylece, sülfatlı su numunelerine katılan hidrate alüminli çimentonun, hidrate edilmemiş alüminli çimentoya göre çöktürmede daha etkili olduğu bulunmuştur. Yapılan deneysel çalışmalar sonunda, su numunelerindeki sülfat konsantrasyonu 2100 mg S042-/lt değerinden kireç ile 1400 mg S042-flt 'in altına, CaS04'm çözünürlüğünden dolayı düşürülemezken kireç+alüminli çimento ile 470 mg S042`/lt değerine düşürülmüştür. Hidrate alüminli çimento ile birlikte ortama CaCİ2 katıldığı zaman sülfat konsantrasyonu 1000 mg S042`/lt 'tan 480 mg S042'/lt `a düşürülmüştür. Bu işlemde, katılan CaCİ2 hızlandırıcı bir etki yapmıştır. Böylece, atık sular için sülfat konsantrasyonu verilen limit değerinin oldukça altına düşürülmüştür. Ayrıca, 500 mg S042/lt konsantrasyonunda^ sülfatlı bir sudaki sülfat miktarı alüminli çimento (CaCİ2 'le hızlandırılabilir) ile uygun bekleme süresi sonunda 300 mgS042`/lt 'a düşürülmüştür. Bu bize, içme ve kullanma sulan için verilen 400 mgS042_At limit değerinin bir miktar üzerindeki sülfatlı suların da bu tür uygulama ile, sülfat bakımından antılabileceğini göstermektedir. VIII

SUMMARY In this study, the process of reducing high concentrations of sulphates found in waters to the limits stated by regulations (1000 mg S042-/lt for waste water, 400 mg S042`/lt for drinking water) using tricalcium aluminate was studied. In order to recude the sulphate concentration in water, tricalcium aluminate (3CaO.Aİ203) found in high alumina cement was reacted with CaSC>4 to yield ettringite precipitate (3CaO.Aİ203.3CaS04.31H20). Likewise, hydrated alumina cement was also used for precipitating sulphates as ettringite. After the high alumina cement hydration with water, it was kept at 60°C and the amount of hydrated tricalcium aluminate (C3AH6.3CaO.Al2O3.6H2O) was increased. By this way, it was found out that hydrated high alumina cement is more effective at precipitating sulphates in water than non-hydrated high alumina cement. As a result of these experiments, it was found out that the sulphate concentration in water samples could not be reduced from 2100 mg S042-/lt to under 1400 mg S042_/lt using lime only due to the solubility of CaS04-, but using lime+high alumina cement, the concentration was reduced to 470 mg S042_/lt. When CaCİ2 was added together with high alumina cement, the concentration was reduced from 1000 mg S042_/lt to 480 mg S042At. Thus the sulphate concentration in waste waters could be reduced to well under the limits. In addition, 500 mg S042'/lt sulphate concentration could be reduced to 300 mg S042_/lt in a reasonable waiting time (the reaction can be accelerated with CaCİ2). That means the water with a sulphate concentration slightly over the limit (400 mg S042_At) can be desulphated to be used as drinking water. IX