Sabun ve kozmetik endüstrisi atıksularından yüzey aktif madde giderimi

Abstract

ÖZET Son yıllarda ülkemizde yaşanan hızlı sanayileşme ile birlikte, bu sanayilerden kaynaklanan atıklar çevre kirlenmesinde önemli rol oynamaya başlamışlardır. Endüstriyel kirlenme adı verilen bu kirlenmede atıksular, çevreye konvansiyonel kirleticilerden daha büyük ve kalıcı zararlar vermektedir. Bu çalışmada bu kirliliğin önlenmesine yardımcı olmak amacı ile, sabun ve kozmetik üretimi yapan Evyap Yağ, Sabun ve Gliserin Sanayi A.Ş. nin tesislerinden kaynaklanan atıksularında fiziko kimyasal yöntemlerle yüzey aktif madde giderimi çalışmaları yapılmıştır. Birinci bölümde, çalışmanın anlam ve önemi ile amaç ve kapsam yer almaktadır. İkinci bölümde ise, şampuan ve sabun endüstrilerine ilişkin literatür bilgiler verilmiş, atıksularından yararlanılan tesise ilişkin bilgiler yer almıştır. Tesiste yer alan kozmetik ve sabun bölümü prosesleri, üretimleri ve hammaddeleri belirtilmiştir. Ayrıca bu bölümde tesiste mevcut olan atıksu arıtma tesisi hakkında bilgi verilmiş ve tesisin sınıflandırması yapılmıştır. Üçüncü bölümde ise yüzey aktif madde giderim çalışmalarıda kullanılan yöntemler hakkında literatür bilgilere yer verilmiştir, ilk olarak, birinci kademe arıtım işleminde kullanılan koagülasyon/flokülasyon işleminin mekanizması tanıtılmış ve kullanılabilecek üniteler ile ilgili bilgiler verilmiştir. İkinci kademe arıtma işlemlerinde kullanılacak olan aktif karbon adsorpsiyonuna ilişkin bilgiler ise ikinci kısımda verilmiştir. Dördüncü bölümde yapılan deneysel çalışmalar anlatılmıştır. Yapılan analiz yöntemleri ve laboratuar ölçekli çalışmalar açıklanmıştır. Çalışmalarda bulunan sonuçlar grafikler halinde sunulmuştur. Deneylerde koagülasyon flokülasyon işlemi jar test düzeneklerinde yapılmıştır. İkinci kademe arıtımu işlemleri ise, laborauvar ölçekli olarak hazırlanan iki adet pleksi glass kolonda yapılmıştır. Beşinci bölümde ise yapılan çalışmadan çıkarılan sonuçlar sunulmuştur. Oluşturulan grafikler neticesinde birinci ve ikinci kademe arıtımda elde edilen neticelerin yorumlanması yapılmıştır. Atıksularda bulunan yüzey aktif madde konsantrasyonlarında koagülaston flokülasyon işlemlerinde 75-80% giderim sağlanmıştır. Çalışmalarda amaç optimum pH ve optimum dozaj bulunması olmuştur. Deneylerde optimum pH'ın 5.5-6.0 aralığında sağlandığı görülmüştür. Alüminyum sülfat, kireç ve anyonik polimer kullanılan işlemlerde, optimum konsantrasyon alum için 28 mg/l, polimer için ise 2 mg/l olarak belirlenmiştir. Aktif karbon işlemi ise ikinci kademe arıtım olarak çalışılmıştır. Aktif karbon kolonlarında değişik debilerde ve giriş konsantrasyonlarında deneyler yapılmıştır. Giriş konsantrasyonunun 20 mg/l civarında olduğu durumlarda çıkış konsantrasyonu Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliğinde verilen 10 mg/l çıkış konsantrasyonu değerlerini sağlanmıştır. Altıncı bölümde ise öneriler kısmı yer almaktadır. Burada kozmetik endüstrisi için kullanılabilecek atıksu artıma tesisi seçiminde yardımcı olabilecek bilgiler bulunmaktadır. Gerek bu çalışmaların, gerekse mevcut tesiste işletme şartlarından edinilen bilgiler ışığında faydalı bir takım öneriler verilmiştir. Buna göre arıtma tesislerinde ilk arıtım işleminde kimyasal arıtım kullanılması daha uygun olmaktadır. Biyolojik arıtma tesisi çıkışında ise tesisteki salınımları gidermek için tampon amaçlı olarak bir aktif karbon kolonu kunulması, çıkış değerlerinin sağlanması bakımında faydalı olacaktır.

Ill SUMMARY Industrial development cause serious environmental problems. This pollution is called as industrial pollution and make more important damages on environment than conventional pollution parameters. This study is prepared in order to help to prevent industrial pollution. Surfactants from a soap and cosmetics production company wastewater are removed by physico chemical methods. In first chapter, the importance and general objectives of the study are defined in detail. In second chapter, a literature survey on soap and detergent industries is presented. Their production processes and methods are described. Also existing wastewater treatment plant process and classification and characteristics of industrial wastewater are presented. Third chapter describes the methods used to treat wastewater and information about its physicochemical methods. First step treatment is selected as coagulation/flocculation treatment. A general description and part of its mechanism is explained. Activated carbon adsorption is selected as a secondary treatment step. Information about activated carbon adsorption is given also in this section. In fourth chapter, experimental studies and their results are shown. Materials and methods used in this study are explained. Results of the studies are given in figures in this part. Coagulation and flocculation experiments are studied in a jar test. Two lab scaled column is used for evaluation of activated carbon adsorption experiments.. XV In fifth chapter, conclusion and discussions on experiment result are presented. Primary and secondary treatment results are discussed In coagulation and flocculation studies, optimum pH and dosage of chemicals are defined. The best surfactant removal is obtained when pH is between 5.5-6.0. Aluminum sulfate, lime and anionic polymer are used to remove surfactants in experiments. When these three are used together, about 80% of surfactant is removed from wastewater. Optimum dosage is found as 28 mg/l alum is 28 mg/l and 2 mg/l for polymer. In secondary treatment, activated carbon adsorption experiments are studied at different flow rates and initial concentrations. When initial surfactant concentration is about 20 mg/l, effluent concentration is observed for 36 hours less then 10 mg/l which is given as maximum allowable concentration in Water Pollution Prevention Legislation. In the last part some information for the cosmetics industry wastewater treatment plants selection is presented. Some experimental information's are also added to this section. According to the results obtained, chemical treatment should be the first step in wastewater treatment plants. Fluctuations after biological treatment can be prevented by activated carbon adsorption plant.