Baskı boyama atıksularının inert KOI bileşenlerine fenton prosesinin etkisi

Abstract

Tekstil endüstrisi, yüksek kirlilik yükü ve atıksu miktarı, çözünmüş madde konsantrasyonu ve değişik yapıda boyar maddeler içeren çeşitli üretim proseslerine sahip sanayi dallarından biridir. Tekstil endüstrisinden kaynaklanan atıksuların büyük kısmı boyama ve son işlemler ünitelerinden gelmektedir. Tekstil endüstrisi atıksularında çoğunlukla yüksek konsantrasyonlarda organik ve inorganik kimyasallar barındırır ve bu atıksular yüksek konsantrasyonlarda KOI, TOK ve renk içerirler. Boyar madde içeren atıksuların konvansiyonel arıtımı; biyolojik arıtma, kimyasal koagülasyon ve adsorbsiyon sistemlerini içerir. Ancak boyalı atıksular aktif çamur prosesi gibi konvansiyonel biyolojik proseslerle kolayca ayrıştırılamamaktadır. Özellikle kuvvetli atıksularda giriş akımındaki çözünmüş Kimyasal Oksijen İhtiyacı (KOI) bileşenleri sistemin arıtılabilirliğini ciddi olarak etkileyebilmekte veya farklı endüstri kategorileri için geliştirilmiş deşarj limitlerine ulaşılmasını engelleyebilmektedir. Tekstil atıksuyunun kuvvetli atıksu özelliğinde olması ve ayrışabilirliğinin düşük olması nedeniyle belirtilen deşarj standartlarını mevcut arıtma teknolojilerini kullanarak sağlaması mümkün değildir. Bu nedenle, KOI ve renk giderimi için Fenton oksidasyon prosesi gibi tekstil atıksuyunu arıtan bir yöntem gereklidir.Bu çalışmanın amacı baskı-boyama endüstrisi atıksularının arıtılabilirliğine ve inert KOI fraksiyonlarına biyolojik arıtma öncesi uygulanması düşünülen ileri oksidasyon proseslerinden biri olan Fenton prosesinin etkisini ve inert KOI fraksiyonlarını belirlemektir. Tekstil atıksuyunun Fenton oksidasyonu koşullarının en önemli bileşenlerinin (pH, FeSO4, H2O2 dozları ve yavaş karıştırma süresi) optimizasyonu da amaçlanmıştır.Atıksudaki inert KOI bileşenleri Orhon (1999) tarafından önerilen metoda göre belirlenmiştir. Bu metod, ikisi atıksu reaktörü ve üçüncüsü glikoz reaktörü olmak üzere üç tane aerobik kesikli reaktörün paralel olarak çalıştırılmasını içerir.Fenton deneyi için farklı proseslerden gelen atıksular ½ oranında karıştırılmıştır. Fenton prosesi uygulamasında, 2 dakika 200 rpm hızlı karıştıma, 20 dakika 30 rpm yavaş karıştırma ve yarım saat çökeltim uygulanmıştır. KOI ve renk ölçümleri için çıkış suları 0.45 µm filtre kağıdından süzülmüştür.Fenton için optimum şartlar; pH 4, 750 mg/l FeSO4, 400 mg/l H2O2 ve 20 dakika yavaş karıştırma süresinde sağlanmıştır. Fenton prosesi uygulanan atıksudaki başlangıçtaki partiküler inert KOI (XI) ve çözünmüş inert KOI (SI) bileşenleri 10 mg/l ve 128 mg/l olarak belirlenmiştir.Anahtar kelimeler: Baskı boyama atıksuyu, Fenton prosesi, KOI, Renk, Çözünmüş inert KOI, Partiküler KOI

The textile industry is a industrial branches have a various production processes, includes a high pollution loading, amount of wastewater, soluble substances concentration and various-structured dyeing materials. In the textile industry, the main pollution source of wastewater comes from the dyeing and finishing industry. Effluents from the textile industry commonly contain high concentrations of organic and inorganic chemicals and are characterized by very high COD and TOC values as well as strong color. Dye wastewater discharged from the textile industry can be extremely damaging to the environment if improperly disposed. The conventional treatment of dye wastewater includes such systems as biological treatment, chemical coagulation and adsorption. However, dye wastewater can not easily degradable by conventional biological process such as activated sludge system. Soluble COD components, particularly in influent of high-strength wastewater, may seriously affect treatability of the system or may prevent to reach to discharge standards developed for different industrial categories. It is impossible to obtain the discharge standards that are put forward, using existing treatment technologies because textile wastewater has high-strength characteristic and its degradability is low. Therefore, a method of treating textile wastewater like Fenton oxidation process is required to reduce COD and color.The objective of this study is to determine the effect of Fenton process, one of the advanced oxidation process (AOPs), thought to be applied before biological treatment, upon the treatability of print-dyeing textile wastewater and upon inert COD fractions. It is also aimed to optimize the important components of Fenton oxidation conditions (pH, FeSO4 and H2O2 doses, slow mixing time) of the textile wastewater.The inert COD content of the wastewater was assessed according to an experimental procedure suggested by Orhon et al.(1999). The procedure involves running three aerated batch reactors, two with the wastewater and the third with glucose were run parallel.The wastewaters coming from different processes for Fenton experiments have been mixed in the rate of ½. Fenton process was performed 2 min rapid mixing at 200 rpm and then 20 min slow mixing at 30 rpm and subsequently settling for a half hour. The effluent was filtered from 0,45 µm filter paper for COD and color measurements.Optimum Fenton experiment conditions were obtained as pH 4.0, 750 mgl-1 for FeSO4, 400 mgl-1 for H2O2 and 20 min slow mixing time. To determine inert COD components, the initial inert particulate (XI) and the initial inert soluble COD(SI) of the wastewater, the Fenton process of which was applied, have been obtained as 10 mgl-1 and 128 mgl-1, respectively.Key words: Print-dyeing wastewater, Fenton process, COD, Color, Soluble inert COD, Particuler inert COD