1. GİRİŞ

Sanayi devrinin başlangıcından günümüze kadar geçen süre içinde bir ülkedeki

endüstriyel çabalar ve bu yolla elde edilen teknolojik ilerlemeler o ülkenin

gelişmişliğinin bir göstergesi sayılmaktaydı. Fakat günümüzde gelişmişlik ve buna

paralel olarak toplum refahına, fabrikaların artan kapasite ve sayılarının olumlu etki-

lerinin yanında; neden olduğu çevre kirliliği önemli boyutlara ulaşmıştır. Gerek Dün-

ya'da gerekse ülkemizde çevre kirliliği son yıllarda önemli boyutlara ulaşmıştır.

Bu konuda alınacak önlemler gerçekçi yasal düzenlemelerle desteklenmedikçe

başarısızlıkla sonuçlanmaya mahkumdur.

Endüstri kuruluşlarının esas amacı, çok sayıda ve çeşitte ürün üretmektir.

Ancak bu üretim esnasında oluşan katı, sıvı, gaz fazlardaki atıklar büyük sorunlar

oluşturmaktadır. Bu atıklar genelde evsel atıklara nazaran daha karmaşık, daha toksik ve

endüstri dalının cinsine göre çeşitlilik arz eden atıklardır. Bu nedenle arıtma önlem

teknolojilerinin belirlenmesinde ve seçeneklerin ortaya konulmasında her endüstrinin

ayrı ayrı ele alınması gerekmektedir. Bu endüstrilerden biri de tekstil endüstrisidir.

Tekstil endüstrisi, Türkiye'de en hızlı gelişen sanayilerin başında gelmektedir.

Bu hızlı gelişim, büyük debilerde ve büyük konsantrasyonlarda kirlilik taşıyan

atıksuların arıtma gerekliliğini de beraberinde getirmiştir. Tekstil fabrikalarında üretim

aşamalarına göre çeşitli bileşim ve miktarlarda atıksular oluşmaktadır. Bu atıksuların

büyük kısmı ağartma, boyama ve yıkama işlemlerinden kaynaklanmaktadır. Asit, baz,

boya, deterjan, tuz ve kullanılan diğer kimyasallar atıksuda kirlilik yaratan başlıca

kirleticilerdir. Ülkemizde tekstil fabrikalarının üretim tipine göre atıksularını deşarj

ederken uymaları gereken kirlilik sınır değerleri Resmi Gazete'de yayınlanan Su

Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği'nde yer almaktadır.

Bu amaçla bitirme ödevimizin kapsamında , tekstil endüstrilerinin prosesleri, bu

prosesler esnasında oluşan atıksuların karakteristikleri ve atıksularının arıtılabilirlikleri

incelenmiştir.

1

2. TEKSTİL ENDÜSTRİSİ

2.1. Tekstil Endüstrisinin Tanımı

Tekstil, doğal ve yapay liflerin önce eğrilerek düzgün ve kesintisiz bir ipliğe

sonra dokunarak kumaş, bez, halı ...vb. ürünlere dönüştürülmesini kapsayan işlemler

dizisidir. Çok eski çağlarda bir el sanatı olarak doğan, sonradan iplik eğirme ve

dokuma makinelerinin yapılması ile önemli bir sanayi dalına dönüşen tekstilin ham-

maddesi doğal ve yapay liflerdir.,

Doğal lifler elde edildikleri doğal kaynaklara göre üç kategoride incelenir:

-Bitkisel Lifler : Pamuk , keten, jüt, kenevir

-Hayvansal Lifler : Yün, ipek, tiftik

-Mineral Lifler : Asbest (amyant)

Asbest veya diğer adıyla amyant, 2-5 cm uzunluğunda ipek gibi parlak ve

yumuşak lifler halinde dizilebilen tek mineraldir. İplik gibi eğrilip dokunabilen veya

örülebilen bu lifler çok yüksek sıcaklıklarda bile erimediğinden itfaiyeci elbisesi ,

fırın eldivenleri gibi ısıya dayanıklı malzemelerin yapımında kullanılır.

Bunun yanında ; bilinen doğal liflerin niteliğini ve üretimini artırmak için

çeşitli kimyasal maddelerle üretilen naylon, orlon, terilen gibi ticari marka adlarıyla

tanınan ve bugün yüzlerce çeşidi üretilmiş olan sentetik lifler de vardır.

Sentetik liflere bir örnek de selülozun asetik asit ile oluşturduğu selüloz asetat

çözeltisinin sıcak hava içine püskürtülmesiyle oluşan asetat ipliği lifleridir.

Sentetik lifler günümüzde tekstilin hammaddesi olarak oldukça rağbet gör-

müşlerdir. Tekstil endüstrisi kategorisi , tıbbi ve fabrikasyon elyafları kullanılarak

kumaş ...vb. ürünleri üreten tesisleri kapsar. Fabrikasyon elyafları üretimi ve giyim

sanayii bu kategori dışındadır.

Ülkemizde ve Dünya'da tekstil endüstrisi, liflerin kullanım şartlarına ve

özelliklerine göre 3 dala ayrılır:

Pamuklu Tekstil Endüstrisi

Yünlü Tekstil Endüstrisi

Sentetik Tekstil Endüstrisi

2

2.2. Tekstil Endüstrisi Genel Prosesleri

Tekstil endüstrisinde üretimde yer alan proses ve işlemler, işlenen elyafa

bağlı olmaksızın tanım olarak birbirine benzerler. Endüstride uygulanan ana

işlemler, haşıllama, haşıl sökme, ağartma, merserize etme, boyama, apreleme olmak

üzere gruplanabilirler (Kırdar 1995).

Tekstil endüstrisinde işlenen genel elyaf çeşitleri ise pamuklu, yünlü ve sentetik

elyaflardır. Kullanılan elyafın özelliğine bağlı olarak bazı farklı üretim işlemlerine de

rastlanmaktadır; örneğin, yünlü ürünlere uygulanan karbonizasyon işlemi pamuklu

ürünlerde merserizasyon adını alır yada pamuk ve sentetik elyaflarda başlangıçta

yıkamayı gerektirecek bir kirlilik bulunmamasına karşılık, yün elyafların çok kirli

olmasından dolayı elyafın iplik haline getirilebilmesi için önceden yıkama işlemine tabi

tutulması gerekmektedir. Yünlü dokuma endüstrisini kirleticilik bakımından diğer

tekstil guruplarından ayıran en önemli fark bu yıkama işlemidir (Kırdar 1995).

2.2.1. Haşıllama

İnce kumaşların dokunması esnasında çok ince iplik kullanılır. Fakat bu

incelikteki iplik, dokuma sırasında maruz kalacağı gerilimlerin etkisiyle kopar. Bu tür

durumlarda, nişasta ve dekstrin gibi maddeler kullanılarak kumaş geçici olarak

sağlamlaştırılır. Bu işleme haşıllama denir (Kırdar 1995, EPA 1997, EPA 2000).

Haşıl maddesi, dokuma sırasında meydana gelebilecek aşınma ve kopmaları

önlemek için çözgü ipliklerine uygulanır. Böylece çeşitli mekanik zorlamalarla karşı

karşıya kalan lifler birbirine daha iyi yapışarak, daha kapalı, daha sağlam bir hale gelir

ve kayganlıklarının artması sağlanarak dokumada performans arttırılır (Kanlıoğlu

2000).

Haşıl maddeleri çoğunlukla doğal nişastalar, modifıye selülozlar ve

sentetiklerdir. Sentetik ipliklerde haşıl maddesi olarak nişasta bileşikleri yerine polivinil

alkol, karboksi metil selüloz ve poliakrilik asit gibi maddelerin kullanımı biyolojik

oksijen ihtiyacını azaltır. Atıksulardaki biyolojik oksijen ihtiyacını artıran en büyük

etkenler arasına haşıl maddeleri girmektedir (Kestioğlu 1992).

3

2.2.2. Yıkama ve haşıl giderme

Boyama ve apreleme kumaş hazırlamak için, haşıllama operasyonundan gelen

haşıl maddelerinin giderilmesi gerekir. Bu işlem, tekstil atıksularında toplam kirlilik

yükünün yaklaşık %50'sini oluşturur. Boyama ve apreleme için temiz kumaş

hazırlamak amacıyla sodyum hidroksit, klor, silikatlar, sodyum bisülfıt ve deterjanlar,

nişastanın hidrolizi için asitler ve enzimler kullanılır. Uygulanan elyafın cinsine göre;

kullanılacak kimyasal, suyun sıcaklığı ve temas süreleri değişir. Yıkama toplam atık

yükünün %30 artmasına sebep olur. Boyama proseslerinden önce haşıl maddelerinin

giderilmesi önemlidir. Aksi halde haşıl maddeleri boyanın elyafa nüfus etmesini

engeller veya boyanın rengini değiştirir (Kırdar 1995, EPA 1997, EPA 2000).

2.2.3. Ağartma

Haşıl sökme ve yıkama ile giderilemeyen renk verici maddeleri gidermek için

ağartma prosesi uygulanır. Doğal renklendiricileri gidermek için bu aşamada hidrojen

peroksit, sodyum hipoklorit, sodyum klorür ve SO2 gazı gibi maddeler kullanılır.

Bunlardan hidrojen peroksit özellikle pamuklu kumaşların ağartılmasında kullanılır.

Peroksit su ve oksijene bozunur ve çözünmemiş katı parçalar yada gözlenebilen artıklar

bırakır. Peroksit ilavesi atık akımında oksijen miktarını arttırır (Kırdar 1995, EPA 1997,

EPA 2000).

Ağartma prosesi 3 adımda gerçekleştirilir;

1. Kumaş; ağartıcı maddeler, aktifleştirici katkı maddeleri, stabilizör ve diğer gerekli

kimyasallarla doyurulur.

2. Kumaşın, yeterli sıcaklıkta, yeterli süre ağartıcıyla teması sağlanır.

3. Kumaş yıkanır ve kurutulur (Kırdar 1995, EPA 1997).

Tekstil atıksularında toplam BOİ'nin yaklaşık %5'i ağartma prosesinden

gelmektedir (EPA 1997).

4

2.2.4. Merserize etme

Merserizasyon işleminin asıl amacı pamuk elyafının parlaklığını düzenlemektir.

Merserizasyon sonucu, pamuklu lifleri daha pürüzsüz bir görünüm kazanır. Doğal

pamuklu elyaftan %20 daha kuvvetli bir hal alır ve boyamada affinitesi artar. Pamuklu

dokumaların arıtılması NaOH çözeltisi ile yapılmaktadır. Bu uygulama, daha çok

dokumanın boyanabilmesi ve absorblama karakterini düzeltebilmek içindir.

Merserizasyondan çıkan atıksular yüksek alkalinite ihtiva eder (Kırdar 1995, EPA 1997,

EPA 2000).

2.2.5. Boyama

Boyama işlemi bir çok yolla ve yeni boyalar, yardımcı kimyasallar eklenerek

yapılır. Kirlilik yükünün %20 - %40 ' mı oluşturmasına karşılık yüksek derecede

renklilik ve çok miktarda atık oluşturur (Kırdar 1995, EPA 1997, EPA 2000).

2.2.6. Apreleme

Fiziksel ve kimyasal özellikleri değişen "kumaşın işlenmesi apreleme olarak

adlandırılır. Apreleme işlemi ile görünüş, yumuşaklık, sağlamlık, pürüzsüzlük ve

parlaklık gibi özelliklerin daha iyi olması sağlanır. Kullanılan maddeler; nişasta (kola)

ve dekstrin kolası, doğal ve sentetik balmumu, sentetik reçineler, amonyum ve çinko

klorit, yumuşatıcı maddeler ve çeşitli özel kimyasallar içerir. Bu kimyasalların kullanımı

ile aşınma kalitesi düzelir, su geçirmeme, yanmama ve küflenmeme gibi özellikler

sağlanır (Kırdar 1995, EPA 1997, EPA 2000).

2.3. Tekstil Endüstrisinin Sınıflandırılması

2.3.1. Yünlü tekstil endüstrisi

Yünlü kumaş üretiminde hammadde, koyun yünüdür. Ancak koyun yününe

çoğunlukla viskoz ipeği veya sentetik lif katılarak karışım iplikler hazırlanır. Endüstride

kullanılan yünün özelliği, hayvanın cinsi, yaşı, sıhhati ve yaşadığı yerin iklim şartlarına

göre değişir. Hayvan üzerindeki yün, incelik - kalınlık, uzunluk - kısalık, elastikiyet ve

mukavemet açısından farklılık gösterir. Yün mikroskopta incelendiğinde üç kısım göze

5

çarpar: En dışta pullu bir tabaka, ortada nesiç ve en dışta ilik bulunur. Yün elyafı

15-50 mikron kalınlığında ve 5 - 30 cm uzunluğundadır. Her bir santimetresinde 2-

12 arası kıvrım vardır. Hayvanlardan gelen ham yün, ter ile oluşan ifrazat, toz, kum

gibi maddeler içerebileceğinden üretime katılmadan önce temizlenmesi gerekir. Bu

temizleme, soda ve sabunlu sularla yıkanarak yapılır. Yıkanan her 100 kg ham yünden

elde edilen temiz yün miktarına tekstil literatüründe randıman denir. Türkiye için yün

randımanı %50 dir (Vardar ve Şar 1998, Şengül 1991).

Ham yünün bileşiminde şu maddeler bulunur (Vardar ve Şar 1998):

Madde Miktar %

Su 2 - 2 4

Yağ 7 - 47

Ter 3 - 2 4

Pislik 2 - 2 3

Yün lifi 2 0 - 5 0

Bu sektörün üretim prosesi 10 kadar operasyondan oluşur. Ancak, bu

operasyonların yalnızca birkaçından atıksu çıkışı gözlenir. Öncelikle sektörün ham

maddesi olan yün, kırpıldıktan sonra temizlenir. Temizleme 2 temel kademede olur.

İlk aşamada sıcak suda eriyen yabancı maddeler yünden uzaklaştırılır. Sonra yün,

sabun ve soda çözeltisinde yıkanır ve sıkılarak suyu uzaklaştırılır. Bu aşamadan

sonra yün makinelerle parçalanır, taranır, eğirilir, dokunur ve boyanır. Boyamadan

sonra yün deterjan ve su banyolarında yıkanarak artık boyası uzaklaştırılır. Yün

prosesi sırasında bir ara bitkisel maddelerin karbonizasyonu için yün, zayıf

sülfürik asit çözeltisine batırılıp kuruyuncaya kadar sıkıştırılır Kullanılmış

sülfürik asidin zamanla dışarı

atılması bu aşamada çıkan yegane atıktır (Vardar ve Şar 1998).

Karbonizasyon ; yün üzerindeki bitkisel artıkların uzaklaştırılması

amacıyla yapılır. Bu maddeler uzaklaştırılmadığı taktirde boyama sırasında

boyanmadan kalır ve tarak ve eğirme işlemlerinde güçlükler çıkarır.

6

Karbonizasyon, anorganik asitlerle selülozik maddeleri hidroliz ederek, kırılgan bir

madde olan hidroselüloz haline dönüştürmektir (Başer 1992).

Karbonizasyondan sonra yünler dinkleme işlemine alınır. Dinkleme; yünlü

kumaşları sıkı ve yoğun bir hale getirmek için yapılan kontrollü keçeleştirme

işlemidir. Keçeleştirme için seyreltik asid çözeltileri ile bazik çözelti olarak sabun

çözeltilerinden yararlanılır (Başer 1992).

Daha sonra aşamada keçeleşmezlik sağlanır. Yünlü giysilerin keçeleşmesi

istenmeyen bir durumdur. Bu nedenle keçeleşmede rol oynayan pulumsu yüzey ya

kimyasal reaktiflerle bozundurularak giderilebilir veya bazı kimyasal maddelerle

kaplanarak dışa doğru açılması önlenir. Pulların giderilmesi, klor ve alkollü potasyum

hidroksidle veya enzimlerle yapılır (Başer 1992).

Yün en son kademede ise, gerektiğinde NaOCl veya hidrojen peroksit ile

ağartılır. Buraya kadar olan işlemler yünün temizlenmesi işlemidir. Oluşan temiz yün

iplik haline getirilerek dokunur ve kuru ve yaş bitirme işlemlerine tabi tutularak yünlü

kumaş olarak satılır (Vardar ve Şar 1998).

Yünlü tekstil endüstrisinin ayrıntılı üretim şeması Şekil 2.1'de verilmiştir.

7

8TEFRİK (Ayırma)

Yıkama-Kurutma

Karbonizasyon

Dinkleme

Yapak Yıkama

Ağartma

Kurutma

HARMAN HALLAÇ

Taraklar

Cerler

Tops

BÜKÜM

Vigara baskı, Fiksaj Atıksu(BOI, TKM, boyalar)

Atıksu Boyama, yıkama(BOI, TKM, boyalar, metaller…)

İPLİK (Çözgü ipliği, iplik aktarma, atkı ipliği)

KUMAŞ DOKUMA

BİTİRME İŞLEMLERİ

Mamul kumaş

Ölçme-kontrol

Paketleme

Mamul yünlü kumaş

Şekil 2.1. Yünlü Tekstil Endüstrisi Akım Şeması ve Oluşacak Atıksu (Vardar ve Şar, 1998; Şengül, 1991; Başer, 1992)

Yün atıksularında, saman, diken, pıtrık, toprak, kum, alkali maddeler;

organik asitler, yağ ve H2S, boyalar, deterjanlar, kimyasal ve organik maddeler

bulunur. Yünün saflığına, kalitesine, boyar maddelerin çeşidine, deterjan türlerine

ve makine tiplerine göre atıklar farklıdır (Şengül 1991).

Yünlü tekstilde yünün yıkanması sırasında ve ön terbiye işlemleri

esnasında atıksular oluşmaktadır. Yünlü tekstil atıksularının genel özellikleri;

yüksek asidite, çeşitli organik maddeler, boyalar, aktif yıkama maddeleri, tuzlar

ve yüksek konsantrasyonda yağ içermeleri şeklinde özetlenebilir (Şengül 1991).

Yünlü tekstil endüstrisinin yıkama prosesinden çıkan atıksularda bol

miktarda yağ, AKM, BOİ5 ve alkalinite mevcuttur, l kg yünün yıkanması için

yaklaşık 100 L su gerekmektedir. Bu endüstride en fazla kirlilik yüküne sahip

atıksular, yıkama sularıdır. Yıkama suları yüksek derecede bulanıklığa ve kirli sarı

bir renge sahiptirler, bazik reaksiyon gösterirler ve yüksek oranda organik ve

anorganik kirlilik içerirler. Bu sularda kirlilik ve yağ emülsiyon halindedir ve

önemli ölçüde çökelebilir mineral madde içermektedirler . yıkama sularının ihtiva

ettiği kirlilikler ve miktarları Çizelge 2.1' de verilmiştir (Vardar ve Şar 1998).

Çizelge 2.1. Yün Yıkama Suyunun İhtiva Ettiği Kirlilikler (Vardar ve Şar 1998)

PARAMETRE MİNİMUM MAKSİMUM ORTALAMA

Yağ (mg/L) 3000 25800 8650

AKM (mg/L) 2400 30300 11500

Alkalinite (mg/L) 3430 29400 6780

B015 (mg/L) 1200 22000 5500

Yünlü tekstil atıksularında bulunan kirleticilerin üretim proses ve

metotlarına göre değişimi Çizelge 2.2' de verilmiştir (Göknil ve ark. 1984).

9

Çizelge 2.2. Yünlü Tekstil Atıksularındaki Kirleticilerin Üretim Proses ve

Metodlarına Göre Değişimi (Göknil ve ark. 1984)

BOI TKM

PROSES pH mg/L Toplamın m g / L

Yıkama

*Sabun- Alkali Metodu 9,5-10,5 63-71

1. Tekne 11900-27000 42116-76950

2. Tekne 2340-7350 16650-32532

3. Tekne 115-260 834-1424

*Deterjan-Na2SO4 Metodu 6,4-9,1

1 . Tekne 11000-25000 47108-91456

2. Tekne 775-1560 5024-7856

3 . Tekne 115-260 1052-2406

*Dinkleme ve Yıkama 9,0-10,7 21-27

1 . Sabunlama 3900-240000 11270-23120

2. Sabunlama 4000-40000 4516-5144

*Karbonizasyon ve Nötralizasyon 0,6-1

1 . Durulama 1,9-2,4 20-35 494-1988

1. Soda banyosu 7,9-9,0 21-36 8678-10884

Ağartma 6,0 390 0,4-1 908

Boyama 6-9 2418-5880

Asetik asit 4,8-8,4 1440-3450

Amonyum sülfat 5,0-8,3 - 140-1020

TOPLAM 6-11 100 7344-9160

2.3.2. Pamuklu tekstil endüstrisi

Pamuklu tekstil ürünleri ülkemiz ekonomisinde oldukça önemli bir yer

tutmaktadır. Bu önem ham madde olan pamuğun ülkemizde bolca yetiştirilmesinden

10

kaynaklanmaktadır. Ülkemizin başta gelen dış satım ürünlerinden olan

pamuklu dokuma ürünleri, A.T. ülkelerinin her türlü kısıtlamalarına rağmen hala

Avrupa'da alıcı bulmaktadır. Bunda pamuğun ülkemizde bolca yetişmesinin ve

işgücünün payı büyüktür (Vardar ve Şar 1998).

Pamuklu tekstil endüstrisinin ham maddesi olan pamuk, 1,5 m'ye varan

yüksekliği olan kozalı bir bitkidir. Kozanın ortasında pamuğun çekirdeği ve onun

etrafında da pamuk elyafları bulunur. Ham pamuğun işlenmesi için elyafın çekirdekten

ayrılması gerekir. Buna çırçırlama denir. Pamuk elyafları boyuna göre kısa, orta, uzun

olmak üzere üçe ayrılır. Bu ayırma kumaş yapımında çok önemlidir (Vardar ve Şar

1998).

Pamuk elyafı tek hücreden oluşmuş olup, tam kurumuş pamuğun %90'ını saf

selüloz oluştururken, %9'unu petkin, yağ ve tabii renk maddeleri ile albüminli maddeler

oluşturur, %1'lik kısmını da kül veren Ca, Mg, K bileşikleri kapsar. Pamuk elyafının

uzunluğu 20 - 45 cm arasında değişirken, kalınlığı ise 10 -15 mikron arasında değişir.

Elyafın her l santimetresinde 6 - 160 arası kıvrım bulunabilmektedir. Pamuk elyafının

rengi açık kreme kaçan beyaz olabileceği gibi esmer sarı renge kadar artan tonlarda

olabilir (Vardar ve Şar 1998).

Pamuk lifleri, çırçır makinelerinde liflerinden ayrıldıktan sonra balyalar halinde

iplik fabrikalarına gönderilir. Burada iplik haline getirildikten sonra, dokuma veya örme

işlemlerin yollanır. Her pamuklu kumaş, dokuma veya örme işleminden sonra tüketiciye

sunulmadan önce, terbiye işlemlerinden geçer. Bu işlemlerle kumaşın kusurları

düzeltilir, kullanışlı hale getirilir, boyama veya baskı şeklinde renklendirme yapılır ve

aprelenir. Pamuklu kumaşlarda terbiye işlemleri sırasıyla; yakma, haşıl sökme işlemi,

pişirme işlemi, ağartma işlemi, merserizasyon işlemi, boyama ve baskı işlemi, apre

(bitirme) işlemleri şeklindedir (Şengül 1991, Başer 1992).

Pamuklu tekstil proses akım şeması ve oluşacak atıklar Şekil 2.2' de görüldüğü

gibidir (Kanlıoğlu 2000, Şengül 1991).

11

Şekil 2.2. Pamuklu Tekstil Proses Akım Şeması ve Oluşacak Atıklar (Kanlıoğlu,

12

DOKUMA

Ham Kontrol

Makas

Yakma

Haşıl Sökme

Pişirme veağartma

Yıkama

Kurutma

HAM PAMUK

Harman Hallaç

Taraklama

Tarama

Cer Çekme

Fitil Çekme

Eğirme

İPLİK

Bobin

Çözgü İpliğiİplik Aktarma

Leverde Sarma

Haşıllama

Atkı İpliği

Katı atık (toz, atık elyaf)

Katı atık (toz, atık elyaf)

Katı atık (toz, atık elyaf)

Katı atık (atık iplik)

Atıksu (BOI, KOI, TKM)

Katı atık (kumaş, elyaf)

Toz

Katı atık (kumaş, elyaf)

Atıksu (BOI, TKM)

Atıksu (BOI, TKM, Alkalinite)

Atıksu (BOI, TKM, Alkalinite)

Atık sıcak hava

Satış ipliği

2000; Şengül, 1991)

Şekil 2.2. Pamuk Tekstil Proses Akım Şeması ve Oluşacak Atıklar (Devamı)

(Kanlıoğlu, 2000; Şengül, 1991)

Tekstil terbiye endüstrisi biyolojik olarak parçalanabilen yada parçalanamayan

birçok bileşik kullanır. Atıksudaki yabancı maddelerin çoğu biyolojik olarak

parçalanabilir olmasına rağmen, bazı' durumlarda açık kanala deşarjlar, biyolojik

ayrışma safhası boyunca kanalizasyon suyunun oksijen seviyesini,sağlıklı su kalitesi

13

Merserizasyon

Nötralizasyon

Yıkama

APREBOYAMA BASKIFiksaj Yıkama Yıkama

Atıksu Atıksu Atıksu Atıksu Atıksu

(KOI, TKM) (BOI, KOI, TKM) (KOI, Renk, Deterjan, TKM)

Gergefli Kurutucu

Kalandır

Kalite Kontrol

Katlama

AMBALAJLAMA-SATIŞ

Katı atık (atık kumaş)

Atıksu (BOI, TKM, Alkalinite)

Atıksu (BOI, Alkalinite)

Atıksu (BOI, Alkalinite)

için gerekli değerin altına düşürebilir ve suyun bozulmasına öncülük edebilir. Kimyasal

madde ve suyun yoğun miktarda kullanımı, fazla miktarlarda ve çok kirli atıksuların

oluşumuna neden olur. Tekstil proseslerinde oluşan atıksu miktarlarını temsil edebilecek

gerçekçi bir aralığı önceden söylemek zor olmasına rağmen, ETIP (Europen

Technologies Information Programme)'nin tekstil endüstrisi üzerinde yaptığı çalışma

göstermiştir ki, l kg kumaş terbiyesi için 0,08 - 0,15 m 3 su tüketilirken, 12-20

ton/gün'lük bir üretime karşılık 1000 - 3000 m3/gün değerinde atıksu oluşmaktadır

(Kanlıoğlu 2000).

Aşağıda da görüldüğü gibi tekstil prosesleri çeşitli atıksu türlerinin oluşumuna

neden olur:

Ağartma prosesinden gelen atıksular, NaOH, H2O2, çeşitli anyonik stabilizör

türleri ve deterjanlar içerebilirler.

Merserizasyon prosesi atıksuları, hem kullanılmış NaOH hem de

ıslatma maddelerinin bazı ara reaksiyon ürünlerini ve deterjanları içerir.

Boyama ve baskı proseslerinden gelen atıksular kalıntı boyarmaddeler ve

kimyasal maddeleri içerir.

Boya mutfağı atıksuları, üre, sodyum karbonat, amonyum hidroksit ve diğer

bazı kimyasalları içerir.

Kazan daireleri, içerisinde fazla miktarda TCK, kimyasal kalıntılar ve

çamur bulunduran önemli miktarda atıksu oluşturur.

Şablon dairesi olan tekstil işletmelerinden gelen atıksular yüksek miktarda

krom, KOİ, sülfat içerir.

Laboratuarlardan gelen atıksular yüksek oranlarda BOİ ve KOİ değerlerine

sahiptir (Kanlıoğlu 2000).

Pamuklu tekstil işletmelerinden gelen proses atıksularının karakteristiği,

pamuklu tekstil terbiyesi atıksularına ait atıksu karakterizasyonu ve pamuklu tekstil

endüstrisinde oluşan yüzde olarak-atıksu debileri ve kirlilikleri sırasıyla; Çizelge

14

2.3, Çizelge 2.4 ve Çizelge 2.5' de verilmiştir.

Çizelge 2.3. Pamuklu tekstil işletmelerinden gelen proses atıksularının

karakteristiği (Kanlıoğlu 2000)

PARAMETRE GEÇERLİ ARALIK (ppm) NEQS* (ppm)

pH 8-11 6-10

BOI5 120-440 80

KOI 300-1100 150

TCK 200-5000 3500

TAKM 50-120 150

Yağ-Gres 11- 45 10

Krom 0,5-2,5 0,1

*NEQS; Ulusal Çevre Kalite Standartları

Çizelge 2.4. Pamuklu Tekstil Terbiyesi Atıksularına Ait Atıksu Karakterizasyonu

(Kanlıoğlu 1998, Kanlıoğlu 2000)

PROSES PH BOI

(ppm)

TOPLAM KATI

MADDE (ppm)

Haşıl sökme 4-8 1700-5200 16000-32000

Kaynatma 10-13 680-2900 7600-17400

Pişirme 11-13 50-110 -

Ağartma 9-11 90-1700 2300-14400

Merserizasyon 9-12 45-100 600-1900

Boyama 6-12 80-500 2000-20000

Baskı 6-11 100-600 500-1000

15

Çizelge 2.5. Pamuklu Tekstil Endüstrisinde Oluşan Yüzde Olarak Atıksu Debileri

Ve Kirlilikleri (Marangozoğlu 1994, Lomas 1993)

PROSES SU İHTİYACI (%

olarak toplam )

BOI

(%)

KİRLETME

(%)

Haşıl sökme 5 22 >50

Hidrofilleştirme 1 54 10-25

Ağartma 46 - 3

Merserizasyon 2 5 <4

Boyama 8 5 10-20

Baskı 7 6 10-20

Yıkama 30 1 5

Bitim 1 7 15

2.3.3. Sentetik tekstil endüstrisi

Bu tekstil endüstrisinin ham maddesi, çeşitli kimyasal reaksiyonlar sonucunda

üretilmiş olan sentetik liflerdir. Tekstil sektöründe kullanılan sentetik lifler genel

olarak ikiye ayrılırlar;

1- Selülozik Elyaflar : Rayon, selüloz, asetat

2- Selülozik Olmayan Elyaflar : Naylon, polyester, akrilikler (Vardar ve Şar 1998).

Bu tekstil dalı, tek bir endüstri halinde olmayıp, her sentetik elyafını ayrı ayrı

üreten farklı sanayiler halindedir. Örneğin; bir sentetik tekstil fabrikasında rayon üretimi

yapılırken, başka bir fabrikada naylon , polyester veya akrilikler üretilebilmektedir

(Vardar ve Şar 1998).

Üretim sırasında, sentetik maddelerin çok az nemlenebilmesi nedeniyle, işlemler

sırasında statik elektrik problemi olabilir. Bunu azaltma amacıyla antistatik yağlar

kullanılmaktadır. Bu yağlar aynı zamanda yağlama ve apreleme maddelerinin de yerini

16

tutarlar (Vardar ve Şar 1998).

Bunların başlıcaları şunlardır; polivinil alkol, stiren esaslı reçineler, polialkilen

glikoller, poliakrilik asit ve polivinil asetattır. Bu maddeler temizleme esnasında

ürünlerden uzaklaştırıldığında kirliliğe neden olurlar (Vardar ve Şar 1998).

Selülozik ve organik polimerlerin elyafları pamuk ve yünlülere karıştırılarak ve

ayrı olarak iplik hazırlama, haşıl sökme, boyama ve apreleme işlemlerinden geçerler.

Boyamada asit, bazik dispers, naftal gibi boyalar kullanılır. İpek iplik üretimi

aşamalarında,, ipek çekimi, liflerin terbiyesi, yıkama, ağartma, boyama işlemleri vardır

(Vardar ve Şar 1998).

Bütün sentetik tekstil endüstrilerinin üretim prosesleri hemen hemen aynıdır.

Farklılıklar genelde iplik üretimi aşamalarında görülmektedir. Genel olarak sentetik

tekstil endüstrisi prosesleri ayrıntılı akım şeması Şekil 2.3' te verilmiştir (Vardar ve Şar

1998).

17

Şekil 2.3. Sentetik Tekstil Endüstrisi Üretim Prosesleri (Vardar ve Şar, 1998)

Sentetik tekstil endüstrisi atıksularmda bulunan kirleticilerin başlıcaları: boya,

sentetik deterjanlar, antistatik yağlayıcılar, yumuşatıcılar, kloritler, hidrojen peroksit,

esterler, sülfolanmış yağlardır (Vardar ve Şar 1998).

Buna göre Çizelge 2.6’da çeşitli sentetik tekstil endüstrilerinin prosesleri ve

atıksu özellikleri verilmiştir (Vardar ve Şar 1998).

18

İPLİK ÜRETİMİ

Aktarma

Büküm

Fikse

Çözgü

DOKUMA

Ham Kontrol

Yıkama

Apreleme

Metreleme

SEVKİYAT

Haşıllama

Çizelge 2.6. Sentetik Elyaf Proseslerindeki Belli Başlı Kirleticiler (Vardar ve Şar

1998)

ELYAF PROSES KİRLETİCİ

Rayon Temizleme ve boyama Yağ, boya, sentetik deterjan ve antistatik

yağlayıcılar

Temizleme ve ağartma Sentetik deterjan ve hidrojen peroksit

Tuz banyosu Sentetik deterjan, klorit ve sülfatlar

Asetat Temizleme ve boyama Antistatik yağlayıcılar, boya, sülfolanmış

yağlar, sentetik deterjan, ester, yumuşatıcı

Temizleme ve ağartma Sentetik deterjan ve hidrojen peroksit veya klor

Naylon Temizleme Antistatik yağlayıcılar, sabun, tetra sodyum *

pirosülfat, soda, yağ esterleri

Geliştirilmiş boya ile boyama Boya, NaNOs, HCI, sülfolanmış yağlar

Ağartma Perasetik asit

Akrilik ve

moda

akrilik

Boyama Boya, formik asit, ıslatma vasıtası, sülfatlar,

aromatik aminler, geciktirme vasıtası

Isıl boyama Asit

Ağartma Klorit

Temizleme Sentetik deterjanlar ve çam yağı

Taşıyıcılarla boyama Klorobenzen, sıcak su, boya, fenil metil,

karbonol boya

Çeşitli sentetik elyaf atıksularının kirlilik yükleri Çizelge 2.7' de

verilmiştir (Göknil ve ark. 1984).

19

Çizelge 2.7. Çeşitli Sentetik Elyaf Atıksularının Kirlilik Yükleri (Göknil ve ark. 1984)

PROSES ELYAF pH BOI (mg/L) TKM (mg/L)

Temizleme Naylon 10,4 1360 1880

Akrilik 9,7 2190 1874

Polyester - 500-800 -

Temizleme ve

boyama

Rayon 8,5 2832 3334

Asetat 9,3 2000 1778

Boya Naylon 8,4 368 641

Akrilik 1,5-3,7 175-2000 833-1968

Polyester - 480-27000 -

Tuz banyosu Rayon 6,8 58 4890

Son temizleme Akrilik 7,1 608 1191

Polyester - 650 -

2.4. Boyar Maddelerin Sınıflandırılması

Boyalar birinci bileşen olarak boyarmaddeleri ve ikinci bileşen olarak

bağlayıcıları içerirler. Boyarmadde pigmentleri dekoratif ve koruyucu özelliklere

sahiptirler, buna karşılık bağlayıcılar (reçine veya polimerler) pigment taneciklerini

birlikte tutmaya ve bunları yüzeye bağlamaya yararlar (Achkar 1989).

Boyar maddelerin sınıflandırılması; çözünürlük, kimyasal yapı, boyama

özellikleri ve kullanılış yerleri gibi çeşitli karakteristikleri göz önüne alınarak yapılır

(Özcan ve Ulusoy 1984):

20

2.4.1. Boyarmaddelerin çözünürlüklerine göre sınıflandırılması

2.4.1.1. Suda çözünen boyar maddeler

Boyarmadde molekülü en az bir tane tuz oluşturabilen grup taşır.

Boyarmaddenin sentezi sırasında kullanılan başlangıç maddeleri suda çözündürücü grup

içermiyorsa, bu grubu boyarmadde molekülüne sonradan eklemek suretiyle de

çözünürlük sağlanabilir. Ancak tercih edilen yöntem, boyarmadde sentezinde başlangıç

maddelerinin iyonik grup içermesidir. Suda çözünebilen boyarmaddeler tuz teşkil

edebilen grubun karakterine göre üçe ayrılır;

I. Anyonik suda çözünen boyarmaddeler

II. Katyonik suda çözünen boyarmaddeler

III. Zwitter iyon karakterli boyarmaddeler (Başer ve İnanıcı 1990).

2.4.1.2. Suda çözünmeyen boyar maddeler

Tekstilde ve diğer alanlarda kullanılan ve suda çözünmeyen boyarmaddeleri

çeşitli gruplara ayırmak mümkündür .

I. Substratta çözünen boyarmaddeler

II. Organik çözücülerde çözünen boyarmaddeler

III. Geçici çözünürlüğü olan boyarmaddeler

IV. Polikondensasyon boyarmaddeler

V. Elyaf içinde oluşturulan boyarmaddeler

VI. Pigmentler (Başer ve İnanıcı 1990).

2.4.2. Boyar maddelerin boyama özelliklerine göre sınıflandırılması

Bu sınıflandırmada, boyama teknolojisinde boyar maddenin kimyasal yapısı ile

değil onun hangi yöntemle elyafı boyadığına bakılır ve boyar maddenin

sınıflandırılması boyama özelliklerine göre yapılır (Dikmen 1998).

2.4.2.1. Bazik (katyonik) boyarmaddeler

Bunlar organik bazların hidroklorürleri şeklinde veya asetat tuzlan şeklindedir.

Yani renkli kısım katyondur. Pozitif yük taşıyıcı olarak N ve S atomu içerirler. Bazik

21

olarak etki ettiklerinden sulu çözeltide boyarmadde katyonu, elyafın anyonik

gruplarıyla, elyaf-boyarmadde tuzunu meydana getirir (Dikmen 1998, Özcan ve Ulusoy

1984).

Bazik boyarmaddelerin en karakteristik özellikleri parlaklıkları ve renk

şiddetidir. Genellikle asetik asit ve tannik asit yardımıyla boyama yapılır. 80-90°C de

polyakrilik elyafını hızlı bir şekilde boyarlar ve kumaştan ayrılmazlar (Dikmen 1998,

Özcan ve Ulusoy 1984).

2.4.2.2. Asit boyarmaddeler

Molekülde bir yada birden çok sülfonil grubu veya karbonil asit grubu içerirler.

Renkli bileşen boyarmadde anyonudur ve anyonik sınıfa girerler. Başlıca protein ve

poliamid elyafın boyanmasına yararlar (Dikmen 1998, Özcan ve Ulusoy 1984).

2.4.2.3. Direkt boyarmaddeler

Bunlar genellikle sülfonik asitlerin, bazen de karboksilli asitlerin sodyum

tuzlarıdır. Yani renkli kısmı oluşturan iyon anyon şeklindedir. Pek çoğu yapı bakımından

azo-boyarmaddeleri grubuna girer (Dikmen 1998, Özcan ve Ulusoy 1984).

Direkt boyarmaddelerin ucuz olmaları, boyama işlemlerinin çok basit oluşu ve

boyama esnasında elyafın yıpranmaması gibi özelliklerden dolayı tercih edilirler.

Genellikle selülozik elyafın boyanmasında kullanılırlar. Bazıları ise kağıt, deri, ipek ve

naylon boyamada kullanılırlar (Dikmen 1998, Özcan ve Ulusoy 1984).

2.4.2.4. Mordan boyarmaddeler

Bunlar asidik veya bazik fonksiyonel gruplar içerirler. Bitkisel ve hayvansal

elyaf ile kararsız bileşikler oluştururlar. Boyamadan önce mordanlama yapılır ve

mordan olarak Al, Sn, Fe, Cr tuzları kullanılır. Daha sonra krom bileşikleri katıldıktan

sonra boyama gerçekleştirilir (Dikmen 1998).

2.4.2.5. Reaktif boyarmaddeler

Elyaf üzerine kimyasal kovalent bağ ile bağlanan bu boyarmaddeler selülozik

elyaf, yün, ipek, poliamid boyamada kullanılırlar. Boyama sürekli, yarı sürekli

yapılabilir (Dikmen 1998).

22

2.4.2.6. Küpe boyarmaddeler

Küpe boyarmaddeler moleküllerinde en az iki oksijen atomu ihtiva eden

bileşiklerdir. İri, ince ve çok ince toz halinde bulunabilirler. Bunlar suda çözünmezler;

fakat sodyum hidroksit ve sodyum hidrosülfit gibi bir indirgenin etkisiyle suda

çözünebilen leuko bileşiklerine dönüşürler. Daha çok selülozik kısmen de protein

elyafının boyanmasında kullanılır. Işığa, yıkamaya, sürtünmeye karşı mukavemetleri

oldukça yüksektir (Dikmen 1998, Özcan ve Ulusoy 1984)

2.4.2.7. Dispers boyarmaddeler

Amino ve hidroksil grupları ihtiva eden düşük molekül ağırlıklı bileşiklerdir.

Dengede iken elyaf üzerine çekilmesi gayet iyidir. Fakat içine difüzyon oldukça

yavaştır. Dolayısıyla boyama uzun sürede gerçekleştiğinden pratik değildir (Dikmen

1998).

2.4.2.8. Sülfür boyalar

Sülfür boyalar nitro ve amino grupları içeren amino bileşiklerin sülfür veya

sodyum sülfid ile yüksek sıcaklıkta reaksiyonu sonucu elde edilir. Genellikle koyu

mavi, siyah, kahverengi gibi koyu renkleri kullanılır (Dikmen 1998).

2.4.2.9. Geliştirilmiş boyarmaddeler

Bu boyalar pamuk ve poliamid elyaflarının boyanmasında kullanılır. Her ne

kadar ışığa karşı mukavemetleri az ise de boyanan elyafın çabuk yıkanmasından dolayı

tercih edilirler (Dikmen 1998).

2.4.2.10. Anilin siyahı

Oksitleyici bir boyadır, çözülmez bir pigmenttir ve anilinin oksitlenmesiyle elde

edilir. Pamuk ve poliamid elyafının boyanmasında kullanılır. Mükemmel parlaklık

şiddetinden ve ekonomik olmasından dolayı tercih edilir (Dikmen 1998).

2.4.3. Boyar maddelerin kimyasal yapılarına göre sınıflandırılması

Bu sınıflandırmada molekülün temel yapısı esas alınabildiği gibi molekülün

23

kromojen ve renk verici özellikteki kısmı da esas kabul edilebilir. Aşağıda

boyarmaddelerin sentez ve pratik uygulamalarının göz önüne alındığı bir kimyasal

sınıflandırma verilmiştir (Başer ve İnanıcı 1990).

I. Azo boyarmaddeleri

II. Nitro ve nitrozo boyarmaddeleri

III. Polimetin boyarmaddeleri

IV. Arilmetin boyarmaddeleri

V. Aza (18) annulen boyarmaddeleri

VI. Karbonil boyarmaddeleri

VII. Kükürt boyarmaddeleri (Başer ve İnanıcı 1990).

Tekstil endüstrisinde kullanılan boyarmaddelerin özellikleri Çizelge 2.8'de

verilmiştir.

24

Çizelge 2.8. Tekstil Endüstrisinde Kullanılan Boyaların Karakteristik Özellikleri (EPA, 1997)

Boya

Sınıfı

Tanımı Metodu Uygulandığı

Elyaf Tipi

Fiksasyon

(%)

Oluşturduğu Kirleticiler

Asit Suda çözünebilen anyonik

bileşikler

Boya banyosu, yuvarlak tekneler,

sürekli boyama (halı)

Yün, naylon 80-93 Renk, organik asitler, fıkse edilemeyen boya artıkları

Baz Suda çözünebilir, çok parlak

boyalar

Boya banyosu, yuvarlak tekneler Akrilik, bazı

polyesterler

97-98 N/A

Direkt Suda çözünebilir, anyonik

bileşikler; selülozık elyafa

direkt uygulanabilir

Boya banyosu, yuvarlak tekneler,

sürekli boyama

Pamuk, rayon

(suni ipek) ,

diğer

selülozikler

70-95 Renk, tuz, fıkse edilmeyen boya artıkları, katyonik

fiksasyon kimyasalları, yüzey aktif maddeler, köpük

kırıcılar, düzgünleştirici, retarder ve apreleme

kimyasalları, seyrelticiler • Dispers Suda çözünemez Boya banyosu (yüksek ısılarda) ,

sürekli boyama

Polyester,

asetat, diğer

sentetikler

80-92 Renk, organik asitler, taşıyıcılar, fosfatlar,

düzgünleştiriciler, köpük kırıcılar, ağartıcılar,

parlaklaştırıcılar, dispersantlar, seyrelticiler

Reaktif Suda çözünebilir, anyonik

bileşiklerdir. En geniş ,boya

sınıfıdır.

Boya banyosu, yuvarlak tekneler, fular

soğuk besletme yöntemi, sürekli

boyama

Pamuk, diğer

selülozikler, yün

60-90 Renk, tuz, alkalinite, fikse edilmeyen boya artıkları, yüzey

aktif maddeler, köpük kırıcılar, seyrelticiler, apreleme

kimyasalları

Sülfür Sülfür ya da sodyum sülfit

içeren organik bileşikler

Sürekli boyama Yün, diğer

selülozikler

60-70 Renk, alkalinite, oksidan maddeler, indirgen

maddeler, fikse edilemeyen boya artıktan

Vat En eski boyalar; kimyasal olarak

daha kompleks, suda çözünmez

Boya banyosu, bobinde boyama,

sürekli boyama

Pamuk, diğer

selülozikler

80-95 Renk, alkalinite, oksidan ve maddeler, indirgen

maddeler

Kaynak: Profile of The Textile Industry, EPA, September 1997, Washington, p.35.

25

3. TEKSTİL ENDÜSTRİSİ ATIKSULARININ KAYNAK, MİKTAR VE

ÖZELLİKLERİ

Tekstil endüstrisinde atıksular miktar ve bileşim yönünden çok değişkendirler.

Bu atıksulardaki kirleticilerin birinci kaynağı liflerde mevcut olan doğal safsızlıklardır.

İkinci kaynak ise proseslerde kullanılan kimyasal maddelerdir. Tekstil proseslerinde

kullanılan boyalar, carrier'ler, krom ve türevleri ve sülfüre atıksularda bolca rastlanır

(Kestioğlu 1992).

Tekstil atıksularında kirliliğe sebep olan prosesleri 4 ana gruba ayırabiliriz;

I. Ham materyalde bulunan safsızlıkları gidermek için yapılan prosesler

II. Renklendirme prosesleri (baskı yada boyama ile mamulün renklendirilmesi)

III. Buruşmazlık, yanmazlık gibi özellikleri kazandırmak için uygulanan prosesler

IV. Lifte herhangi bir kimyasal madde ilavesi veya uzaklaştırılması yapılmaksızın,

kimyasal veya fiziksel özelliklerinin değiştirilmesi prosesleri (Marangozoğlu

1994).

Sonuncu grup hariç diğerlerinde, ya kimyasal madde ilavesi yada

uzaklaştırılması söz konusudur. Bu maddelerin ya life karşı düşük substantivitesi yada

hiç substantivitesi bulunmamaktadır (Marangozoğlu 1994).

Terbiye işi ile uğraşan kişiler için bu kimyasallar içinde en ciddi sorunu boyalar

ve kullanılan ajanlar teşkil etmektedir. Bu maddeler kullanıldığı zaman, en az %10-

20'si çözeltiye geri dönmektedir. Kullanılan elyafın tipi beraberinde getireceği kimyasal

atığın içeriğini de belirlemektedir (Marangozoğlu 1994).

Çizelge 3.1.'da tekstilde kullanılan elyaflardaki safsızlıklar verilmiştir

(Marangozoğlu 1994).

26

Çizelge 3.1. Tekstilde Kullanılan Elyaflardaki Safsızlıklar (Marangozoğlu 1994,

Calley ve ark 1995)

ELYAF BULUNDUĞU TEMEL ELYAFTAKİ PROSESTE

DURUM KOMPONEN

T

% AĞIRLIK KULLANILAN

KİMYASALLAR

Pamuk Doğal Yağlar, vakslar 10 NaOH, Na2CO3, ağartma

maddeleri

Ham yün Doğal Yağ ve 10 Na2CO3, sabun, deterjan

inorganik mad.

Diğer yün Doğal , çekim Yağ 10 Na2CO3, sabun

insan yapımı Üretim Yağlayıcılar, 2 Na2CO3, deterjan

elyaf anti statik ajan

Viskoz pet Dokuma Nişasta, yağ ve 5 Enzimler, asit

modifiye

nişasta

Diğer insan Dokuma Jelatin PVA 5 Deterjanlar

yapımı

Tam banyo esasına (çektirme yöntemi) göre normal bir boyama işleminde

renklendirilmek istenen tekstil mamulü uzun flotte oranında boyarmadde, kimyasal

ceza ve yardımcı maddeleri içeren banyoda uzunca bir süre muamele edilmektedir.

Boyama sırasında flottedeki boyarmadde tekstil mamulü tarafından çekilip alınmakta,

fakat belli bir süre sonunda; "flottede kalan boyarmadde o lifler tarafından alınan

boyarmadde" dengesi meydana gelmektedir. Bu denge oluştuktan sonra boyamaya ne

kadar devam edilirse edilsin, flottede kalan boyarmadde miktarı değişmemektedir

(Yakartepe 1986).

27

Normal bir boyama işlemi sonunda boyanan tekstil mamulü flotteden

çıkarıldıktan sonra geriye kalan boya flottesi kanala atılmaktadır. Kanala atılan flotte;

boyama sırasında lif tarafından alınmayan boyarmaddeleri, kimyasal ecza ve

yardımcı maddeleri içermektedir. Bunun yanında, flörte sıcak olarak kanala

atıldığından önemli ölçüde ısı enerjisi taşımaktadır. Atılan boyarmaddeler,

kimyasal maddeler ve ısı enerjisi ekonomik yönden bir kayıp sayılmakla beraber

atıksudaki kirlilik yükünü de önemli ölçüde arttırmaktadır (Yakartepe, 1986).

Çizelge 3.2'da bazı boyarmaddelerin boyama sonrasında lifte ve

atıksuda bulunma yüzdeleri ve atıksu karakteristikleri verilmiştir (Kanlıoğlu, 2000)

Çizelge 3.2. Boyarmadde fıkse oranları ve atıksu karakteristiği (Kanlıoğlu, 2000,

Hansen, 1997)

Boyarmadde grubu Elyafta kalan

boyarmadde

oranı (%)

Atıksuya geçen

boyarmadde

oranı (%)

Atıksu karakteristiği

Katyonik

boyarmadde

98 2 Zayıf asidik

Asit boyarmadde 95-98 2-5 Asidik, ağır metal tuzları

olabilir

Metal kompleks

boyarmadde

95-98 2-5 Asidik karakterli, metal tuzları

Direkt boyarmadde 80 20 Nötral, yüksek tuz kons., ağır

metal tuzları veya formaldehit

olabilir

Dispers boyarmadde 90 10 Nötral, çevre için zararlı

taşıyıcı kimyasallar (carrier)

Vat boyarmadde 95 5 Alkali, oksidasyon kimyasalları

olabilir.

Sülfür boyarmadde 60 40 Alkali, yüksek tuz kons., sülfür

bileşikleri

Reaktif boyarmadde 50-95 5-50 Alkali, yüksek tuz kons.

28

Tekstil-boyahane atıksuları genellikle alkali özellikte, işlenen boyanın hakim

renginde ve debisi yüksek atıksulardır. Pamuklu, yünlü ve sentetik endüstrilerinde

proses, kimyasal madde ve bitim işlemlerinin farklı oluşu, atıksuların karakterlerinin de

bir tekstil tesisinden diğerine çok değişmesine neden olmaktadır (Kestioğlu, 1992).

Her bir tekstil prosesinden çıkan atık yükü, her biri ayrı özelliğe sahip elyafların

çok sayıda olmasından dolayı geniş bir değişim aralığı gösterir. Bundan başka üretim

yöntemlerindeki teknolojik farklılıklar ve mevcut olabilecek diğer birçok değişkenler göz

önüne alındığında, aynı elyafı işleyen farklı tesisler arasında da değişimler vardır. Her ne

kadar, miktarlar değişebilirse de, atıksu özellikleri aynı elyafı işleyen bütün tekstil

fabrikaları için genellikle benzerdir (Göknil ve ark, 1984).

Pamuk ve sentetik elyaflar, herhangi bir terbiye işlemine alınmadan önce kumaş

halinde dokunur. Yün ise, kumaş halinde dokunmadan önce genellikle yıkanır ve

boyanır. Her iki durumda da dokuma prosesi, haşıllar ve antistatik yağlayıcı maddelerle

indirekt olarak atık yüküne etki eder (Göknil ve ark, 1984).

Yün endüstrisi atıksuları, yüksek BOİ, yüksek katı madde konsantrasyonu ve

yüksek yağ muhtevası ile karakterize edilir. Boyama atıksuları, bilinen atıksu arıtma

metotları ile giderilmesi son derece zor olan renk içerir. Yün yağı, tesis çıkış suyunun

verimli bir biyolojik arıtıma tabi tutulabilmesi için ön arıtma gerektirdiğinden ayrı bir

problem kaynağını teşkil eder. Pamuklu tekstil ürünlerinin terbiye işlemlerinden ortaya

çıkan atıklar, yağ içermemesi ve nispeten düşük katı madde konsantrasyonu ile yünlü

tekstil atıklarından daha az kirleticilik özelliği gösterir. Bunun yanı sıra, pamuklu tekstil

endüstrisini karakterize, eden diğer atıksu özellikleri, yüksek BOİ ve aşırı renk

içermeleridir. Sentetik ürünlerin terbiye prosesi atıksuları, kirletici madde miktarları ve

özellikleri bakımından pamuklu tekstil terbiyesi atıklarından genellikle daha düşüktür.

Sentetik atıksularını diğerlerinden ayıran bir özellik, boyamada metalik iyon içeren

boyalar kullanıldığı zaman bu suların toksik olabilmesidir. Bitmiş kumaşın birim

miktarı başına ortaya çıkan kirletici miktarları kullanılan elyaf tipine göre değişir.

Sentetik tekstil boyama atıklarındaki toksik madde konsantrasyonları önemli ölçüde

olduğu zaman, biyolojik arıtımı geciktirebilir veya durdurabilir. Böyle durumlarda,

29

biyolojik arıtmadan evvel veya belediye kanallarına deşarj etmeden önce kimyasal ön

arıtma gerekli olacaktır (Göknil ve ark., 1984).

Tekstil endüstrisi atıksuları, sodyum hidrosülfıt, sodyum klorür, asetik asit,

sodyum bikromat ve benzerleri gibi boyamada kullanılan kimyasal maddeler ile birlikte

sülfür, küp, reaktif, dispers ve diğer boya tiplerinin tüm renk aralıklarını içine alan

boyar maddeleri ihtiva eder (Göknil ve ark., 1984).

Ayrıca, bu tür atıksular ıslatma ve yıkama maddeleri olarak kullanılan

noniyonik, anyonik, ve katyonik yüzey aktif materyalleri ihtiva edebilir. Bunun yanı sıra,

tekstil mamullerinin terbiyesinde kullanılan çeşitli kimyasal maddeleri de

bulundurabilirler (Göknil ve ark., 1984).

Atıksularda bulunan kimyasal maddeler; polivinil asetat, polivinil alkol, nişasta,

üre - formaldehit reçineleri, melamin - formaldehit reçineleri, triazone - formaldehit

reçineleri, uron reçineleri, etilen üre-formaldehit reçineleri, düzeltilmiş

etilen - üre - formaldehit reçineleri ve azot içeren materyallerin formaldehit

kondensatları. Ayrıca, terbiye işlemlerinden atık olarak, akrilik polimerlerin sulu

çözeltileri veya dispersiyonları ile katyonik ve elyaf reaktif tiplerinde olan polietilen

tipin yumuşatıcıları gelmektedir. Bu terbiye atıkları ayrıca, genellikle magnezyum

klorür, çinko nitrat, çinko klorür, çinko fluoborat ve diğer organik tuzlar şeklinde

katalizörler ihtiva eder. Ayrıca, tekstil endüstrisi atıksularında karboksimetilselüloz,

tabii mumlar, pektinler ve diğer haşıllama materyalleri gibi büyük miktarlarda haşıl

maddesi vardır. Birçok pamuklu tekstil işlemlerinde kullanıldığından atıksularda

sodyum hidroksit de bulunur (Göknil ve ark., 1984).

Tekstil endüstrisi atıklarındaki kirleticiler ya çözünmüş yada süspansiyon

halindedir. Biyolojik oksijen ihtiyaçları oldukça yüksek ve sodyum hidroksit ihtiva

ettiği için pH değeri 7'nin yukarısındadır (Göknil ve ark., 1984).

30

3.1. Tekstil Endüstrisi Atıksularında Alt Kategorizasyon

Endüstriler, atıksu karakterizasyonu, tesis içi kontrol, proses farklılıkları gibi

faktörler göz önüne alınarak bir sınıflandırmaya tabi tutulduğunda, arıtma sistemi

seçiminde kolaylıklar sağlanacaktır. Arıtma kademelerinin belirlenmesinden sonra

endüstrilerin sağlaması gereken standartlar oluşturulabilir. Bu yaklaşım, kirlenme bazlı

alt kategorizasyonun amacını oluşturmaktadır (Dikmen 1998, Göknil ve ark., 1984,

Yapraklı, 1997).

Alt kategorizasyon yapılırken üretim prosesi ile ilgili değerlendirmelerin

yanında atıksu karakterine ait tüm faktörler de dikkate alınmalıdır. Kirlenme bazlı alt

kategorizasyon için göz önüne alınacak faktörler aşağıda belirtilmiştir (Dikmen 1998,

Göknil ve ark., 1984, Yapraklı, 1997).

Üretim Teknolojisi

Ürün Cinsi

Hammadde

Su Kullanımı

Tesis Büyüklükleri

Tesis Yaşı, Verimleri

Personel Durumu

Atıksu Özellikleri

Atıksu Arıtma Teknolojisi

Yatırım Maliyetleri

Diğer Kirleticilerin Durumu (Dikmen 1998, Göknil ve ark., 1984, Yapraklı, 1997).

Endüstrilere ait bilgilerle alt kategorizasyonun oluşturulmasında kullanılan

metotların başında işlenen elyafın cinsine (yün, pamuk, sentetik elyaf) göre

sınıflandırma gelmektedir. Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği'ne göre tekstil sanayi

atıksuları yedi alt kategoriye ayrılmaktadır (Dikmen 1998, Göknil ve ark., 1984,

Yapraklı, 1997).

31

1. Açık Elyaf, İplik Üretimi ve Terbiye

2. Dokunmuş Kumaş Terbiyesi ve Benzerleri

3. Pamuklu Tekstil ve Benzerleri

4. Yün Yıkama, Terbiye, Dokuma ve Benzerleri

5. Örgü Kumaş Terbiyesi ve Benzerleri

6. Halı Terbiyesi ve Benzerleri

7. Sentetik Tekstil Terbiyesi ve Benzerleri (Dikmen, 1998, Göknil ve ark.,

1984,

Yapraklı, 1997).

Diğer bir yaklaşım şekli ise alt kategorizasyonun imalat proseslerine, kullanılan

hammaddelere, son ürünlere, su kullanımına ve atık karakteristiklerindeki benzerliklere

dayandırılarak yapılmasıdır. Burada kullanılan alt kategorizasyon kirlilik bazlı olup,

Tekstil Endüstrisinde bu amaçla on alt kategori kullanılmaktadır (Dikmen, 1998, Göknil

ve ark., 1984, Yapraklı, 1997).

1. Yapağı Yıkama Alt Kategorisi

2. Yünlü Kumaş Son İşlemler Alt Kategorisi

3. Az Su Kullanılan İşlemler Alt Kategorisi

4. Dokunmuş Kumaş Son İşlemler Alt Kategorisi

5. Örgü Kumaş Son İşlemler Alt Kategorisi

6. Halı Üretimi Son İşlemler Alt Kategorisi

7. Stok ve Elyaf Son İşlemler Alt Kategorisi

8. Dokusuz Yüzeyli Kumaş Üretimi Alt Kategorisi

9. Keçeleştirilmiş Kumaş Üretimi Alt Kategorisi

10. Koza İşleme ve Doğal İpek Üretimi Alt Kategorisi (Dikmen, 1998, Göknil ve

ark., 1984, Yapraklı, 1997).

Tekstil Endüstrisinde kullanılan hammaddeler, son ürünler, su kullanımı ve

atıksu özelliklerinin benzerlikleri göz önüne alınarak EPA (Environmental Protection

32

Agency) tarafından belirlenen Tekstil Endüstrisi alt kategorileri aşağıda verilmiştir

(Dikmen 1998).

I. Yapağı Yıkama Alt Kategorisi

II. Yünlü Kumaş Son İşlemleri

III. Az Su Kullanılan İşlemler

IV. Dokunmuş Kumaş Son İşlemleri

V. Örgü Kumaş Son İşlemleri

VI. Halı Üretimi Son İşlemleri

VII. Stok ve Elyaf, Boyama ve Son İşlemleri (Dikmen 1998).

Halı üretimi dışında tüm yünlü kumaş işlemleri I. ve II. kategorilerin; pamuk ve

sentetik üretimi III., IV., V. ve VII. kategorilerin; halı üretimi III. ve VI. kategorilerin

kapsamındadır (Dikmen, 1998, Göknil ve ark., 1984, Yapraklı, 1997).

3.1.1. Yapağı yıkama alt kategorisi ve atıksuları

Tekstil endüstrisinin bu alt kategorisi, ham yün elyafı ve diğer hayvan kıllarının

temizlendiği tesisleri kapsar. Diğer alt kategorilerden farklı bir özellikte olup yün elyafı

ve hayvan kıllarının önemli ölçüde bir ön temizlemeyi gerektirmesinden dolayı yapağı

yıkama, kendine özgü bir özellik taşımaktadır. Bu proseste ham yapağı iplik üretimine

sokulmadan önce yıkanmalıdır. Ham yün, ayırma ve harmanlama işlemlerine tabi

tutulduktan sonra, deterjan, sabun ve soda ilavesiyle yık*anır, durulanır ve kurutulur.

Pamuk veya sentetikler bu aşamada yıkanmazlar. Yapağı yıkama, yün elyafında

bulunana istenmeyen maddeleri gidermek için uygulanır. Yıkamadan sonra su ortamına

geçecek ot, saman, yem, tohum, diken, gübre, koyun dışkı maddeleri, kum, toprak,

hayvanların tanınması için kullanılmış olan katran, boya ve yapıştırıcı maddeler ile

hayvanları hastalık veya haşerelere karşı korumak için kullanılmış olan ilaçlı maddeler

kirlilik yaratmaktadır (Dikmen, 1998, Göknil ve ark., 1984, Yapraklı, 1997).

Yapağı yıkama alt kategorisini atıksu karakterleri Çizelge 3.3'de verilmiştir

(Dikmen, 1998, Göknil ve ark., 1984, Yapraklı, 1997).

33

Çizelge 3.3. Yapağı Yıkama Atıksu Karakterleri (Dikmen 1998, Göknil ve ark. 1984,

Yapraklı 1997)

PARAMETRE BÎRİM DEĞER

Debi m3/gün 38-2800

BOI5 mg/L 310-6700

KOI mg/L 100-18000

TAM mg/L 120-13000

Sülfür mg/L 500

Yağ ve Gres mg/L 80-5000

Fenol μg/L Veri yetersiz

Krom μg/L 10-220

Renk APHA 2200

3.1.2. Yünlü kumaş son işlemler alt kategorisi ve atıksuları

Bu alt kategori, yün elyafı, diğer hayvansal kıl veya yün elyafı-hayvansal kıl

karışımı kumaşlara ağartma, yıkama, boyama, ateşe dayanıklı hale getirme, güve

yemezlik, vb. işlemlerinden birinin uygulanmasını kapsar. Ağartma işlemi, kumaşa

parlaklık özelliğinin verilmesidir. Yünlü kumaşlar için yalnız açık tonlarda boyanacak

kumaş ve trikotajlara uygulanır. Karbonizlemenin yer aldığı terbiye de bu alt kategori

kapsamındadır. Karbonizasyon, kirli yün liflerinde bulunan bitkisel artıkların yıkama ve

diğer işlemler sırasında giderilmeyen kısmının uzaklaştırılması için yapılan işlemdir,

malzemenin inorganik asitlerle veya ısıtılınca asidik özellik gösteren tuzlarla yüksek

sıcaklıkta işlem görmesidir. Yünlü kumaş son işlemleri değişken kimyasal kullanımı ve

yüksek kirlilik yükü oluşturması nedeniyle ayrı bir kategori olarak ele alınmıştır. Bu alt

kategoriye giren endüstrilerin atıksularında boyalardan kaynaklanan kromun bulunması

mümkündür (Dikmen, 1998, Göknil ve ark., 1984, Yapraklı, 1997).

34

Çizelge 3.4’de bu alt kategoriye ait atıksu karakterleri verilmiştir (Dikmen,

1998, Göknil ve ark., 1984, Yapraklı, 1997).

Çizelge 3.4. Yünlü Kumaş Son İşlemleri Atıksu Karakterleri (Dikmen, 1998, Göknil

ve ark., 1984, Yapraklı, 1997)

PARAMETRE BİRİM DEĞER

Debi m3/gün 190-16000

BOI5 mg/L 66-750

KOI mg/L 280-2000

TAM mg/L 17-240

Sülfür mg/L 1100-6000

Yağ ve Gres mg/L Veri yetersiz

Fenol μg/L 90-160

Krom μg/L 190-880

Renk APHA 1000-2000

3.1.3. Az su kullanılan işlemler alt kategorisi ve atıksuları

Bu alt kategori, iplik yapımı, dokuma, kumaş emprenyeleme, lastik kordu ve

kordu bezi emprenyeleme, halı tafting, halı tabanı yapımı gibi çok çeşitli kuru işlemleri

kapsar. Bu alt kategoride esas atık kaynağı işlemlerde kullanılan donanımdan sızma

sonucu oluşan atıksu ve yıkama sularıdır (Dikmen, 1998, Göknil ve ark., 1984,

Yapraklı, 1997).

Çizelge 3.5'te az su kullanılan işlemler alt kategorisine ait atıksu

karakterleri verilmiştir (Dikmen, 1998, Göknil ve ark., 1984, Yapraklı, 1997).

35

Çizelge 3.5. Az Su Kullanılan İşlemler Atıksu Karakterleri (Dikmen, 1998, Göknil ve

ark., 1984, Yapraklı, 1997)

PARAMETRE BİRİM DEĞER

Debi m3 /gün 23-1100

BOI5 mg/L 37-2600

KOI mg/L 120-3000

TAM mg/L 10-530

Sülfür mg/L 1000

Yağ ve Gres mg/L 80

Fenol μg/L 80

Krom μg/L 15-97

Renk APHA 10

3.1.4. Dokunmuş kumaş son işlemleri alt kategorisi ve atıksuları

Bu alt kategori atıksu yükü bakımından tekstil endüstrisinin önemli bir alt

kategorizasyonunu oluşturmaktadır. Dokunmuş kumaşlara uygulanan haşıl sökme,

yıkama, ağartma, merserize, boyama, basma, apre gibi işlemleri kapsar. Dokuma işlemi

esnasında çözgü ipliklerinin yüzeyindeki elyaf uçlarım yatırarak tüylenmeyi önlemek,

iplik yüzeyini kaplayarak sürtünmeden dolayı zedelenmeyi azaltmak ve iplik bünyesine

girerek mukavemet ve elastikiyeti arttırmak için yapılan haşıllama işleminde ipliklere

tatbik edile haşıl maddesi ile birlikte küf gidericiler, mantar öldürücü ilaçlar gibi

önceden koruyucu uzaklaştırılması için haşıl sökme diye tanımlanan işlem uygulanır

(Dikmen, 1998, Göknil ve ark., 1984, Yapraklı, 1997).

Çizelge 3.6'da dokunmuş kumaş son işlemleri alt kategorisi atıksu karakterleri

verilmiştir (Dikmen, 1998, Göknil ve ark., 1984, Yapraklı, 1997).

36

Çizelge 3.6. Dokunmuş Kumaş Son İşlemleri Atıksu Karakterleri (Dikmen, 1998,

Göknil ve ark., 1984, Yapraklı, 1997)

PARAMET

RE

BİRİM DEĞER

Debi m3/gün 34-21000

BOI5 mg/L 120-2600

KOI mg/L 370-2800

TAM mg/L 1-1300

Sülfür mg/L 20-5600

Yağ ve Gres mg/L 5-100

Fenol μg/L 14-1200

Krom μg/L 14-12000

Renk APHA 250-40000

3.1.5. Örgü kumaş son işlemleri alt kategorisi ve atıksuları

Bu alt kategori, çoğunluğu örgü olan pamuklu veya sentetik kumaşlara

uygulanan yıkama, ağartma, basma, apre işlemlerini kapsar (Dikmen, 1998,

Göknil ve ark., 1984, Yapraklı, 1997).

Dokunmuş kumaş son işlemlerinden farkı, haşıllama, haşıl sökme ve

merserizasyon işlemlerine gerek duyulmamağıdır. Bu sebeplerden dolayı kirlilik

yükü daha az olmaktadır. İşletmeye gelen örgü ham kumaş ya yıkama ve

ağartma maddeleriyle pişirme ve ağartmaya tabi tutulur, ya da deterjanla yıkanıp

durulanıp boyama işlemi uygulanır. Bu işlemlerden sonra örgü mamuller hazırdır.

Apre-ikmal, kumaşa istenilen özelliğin kazandırılması için yapılan işlemlerdir. (Su

geçirmezlik, buruşmazlık, ateşe dayanıklılık, metal kaplama saydamlık,

çekmezlik vb. Yünlü kumaşta ise keçeleşme özelliğinin engellenmesidir (Dikmen,

1998, Göknil ve ark., 1984, Yapraklı, 1997).

37

Bu alt kategorinin alt bölümlerine ait atıksu karakterleri Çizelge 3.7 ve

Çizelge 3.8'de verilmiştir (Dikmen, 1998, Göknil ve ark., 1984, Yapraklı, 1997).

Çizelge 3.7. Örgü Kumaş Son İşlemler Atıksu Karakterleri (Basit İşletme) (Dikmen,

1998, Göknil ve ark., 1984, Yapraklı, 1997)

PARAMETRE BİRİM DEĞER

Debi m3 /gün 11-11000

BOI5 mg/L 60-1900

KOI mg/L 340-19000

TAM mg/L 21-2200

Sülfür mg/L 20-7100

Yağ ve Gres mg/L 14-460

Fenol μg/L 1-1700

Krom μg/L 13-600

Renk APHA 170-1500

Çizelge 3.8. Örgü Kumaş Son İşlemler Atıksu Karakterleri (Dikmen, 1998;

Göknil ve arkadaşları, 1984; Yapraklı, 1997)

PARAMETRE BİRİM DEĞER

Debi m3/gün 110-13000

BOI5 mg/L 120-920

KOI mg/L 540-3200

TAM mg/L 18-740

Sülfür mg/L 50-1500

Yağ ve Gres mg/L 6-110

Fenol μg/L 72-230

Krom μg/L 10-180

Renk APHA 37-940

38

3.1.6. Halı üretimi son işlemleri alt kategorisi ve atıksuları

Halı üretiminde bazı yün ve pamukluların dışında genellikle sentetik iplik

(naylon, akrilik, polyester) kullanılmaktadır. Bu kategori tekstil esaslı halılara

uygulanan yıkama, ağartma, boyama, basma, ve apre işlemlerini kapsamaktadır. İşlemin

çoğunluğu hah terbiyesi olup, hah tafting, hah tabanı yapımı veya iplik boyama

işlemlerinde bulunan tesisler bu alt kategori kapsamındadır. Halı üretimi yapan

endüstrilerden kaynaklanan atıksuların miktan geniş bir aralığa sahiptir, hâli üretimi son

işlemleri alt kategorisinde uygulanan boyama ve baskı işlemlerinden kaynaklanan atıksu

miktan, diğer alt kategorilerde aynı işlemlerden kaynaklanan su miktarına göre

düşüktür. Sadece halı tafting ve/veya halı tabanı yapan işletmeler ise az su kullanılan

işlemler alt kategorisi kapsamındadır. Bazı fabrikalar halı tabanının kaplanması işlemini

aynı yerde veya fabrika dışında yapmaktadır (Dikmen, 1998, Göknil ve ark., 1984,

Yapraklı, 1997).

Çizelge 3.9’da bu alt kategoriye ait atıksu karakterleri verilmiştir (Dikmen

1998, Göknil ve ark. 1984, Yapraklı, 1997).

Çizelge 3.9. Halı Üretimi Son İşlemleri Atıksu Karakterleri (Dikmen 1998, Göknil ve

ark., 1984, Yapraklı, 1997)

PARAMETRE BİRİM DEĞER

Debi m3/gün 76-6900

BOI5 mg/L 190-560

KOI mg/L 280-2100

TAM mg/L 37-210

Sülfür mg/L 10-450

Yağ ve Gres mg/L 3-93

Fenol μg/L 1-1100

Krom μg/L 4-300

Renk APHA 65-1900

39

3.1.7. Stok ve elyaf son işlemleri alt kategorisi ve atıksuları

Elyaf boyama son işlemlerinde, dokunmuş kumaş son işlemlerinden

farklı olarak, haşıllama ve haşıl sökme yoktur. Su kullanımı ve merserizasyon

işleminden dolayı örgü kumaş son işlemlerinden farklılık gösterir. Bu kategori,

elyafın yıkama, boyama ve son işlemlerini içerir. Dikiş ipliği, tekstil ye halı

elyafı esas üretimi oluşturur, Elyaf, doğal, sentetik ve bunların karışımından elde

edilmektedir. Yıkama, temizleme, ağartma, merserizeleme, boyama ve son

işlemleri bu alt kategoride yer almaktadır (Dikmen,1998, Göknil ve ark., 1984,

Yapraklı, 1997).

Çizelge 3.10'da stok ve elyaf son işlemler alt kategorisine ait atıksu

karakterleri verilmiştir (Dikmen, 1998, Göknil ve ark., 1984, Yapraklı, 1997).

Çizelge 3.10. Stok ve Elyaf Son İşlemleri Atıksu Karakterleri (Dikmen, 1998,

Göknil ve ark., 1984, Yapraklı, 1997)PARAMETRE BİRİM DEĞER

Debi m3/gün 45-9600

BOI5 mg/L 43-1600

KOI mg/L 140-4800

TAM mg/L 2-4200

Sülfür mg/L 1-4400

Yağ ve Gres mg/L 1-180

Fenol μg/L 3-620

Krom μg/L 4-1600

Renk APHA 57-3000

40

3.2. Genel Olarak Kirletici Parametreler

Atıksuların kontrolünde göz önünde tutulması gereken toksik parametreler toplu

halde Çizelge 3.11’de verilmektedir. Söz konusu Çizelge EPA (Environmental Protection

Agency) tarafından önerilmiş olup, tekstil atıksularında bulunabilecek toksik

parametreleri belirlemektedir. Aynı kuruluş, bu parametrelerin 63 tanesinin çevre

açısından daha dikkatli olarak izlenmesi gerektiğini belirtmiştir. Seçilmiş olan bu

parametreler de toplu halde Çizelge 3.12' de yer almaktadır.

41

Çizelge 3.11. Endüstrilere Ait Atıksularda Bulunan Toksik Kirleticiler (EPA)

Parametre

No

Parametre Parametre

No

Parametre

1 Asenaften 28 3 ,3 ,diklorbenzidin

2 Akrolein 29 1,1-dikloroetilen

3 Akrilonitril 30 1 ,2-trans-dikloretilen

4 Benzen 31 2,4-diklorofenol

5 Benzidin 32 1 ,2-dikloropropan

6 Karbontetraklorür 33 1 ,2-dikloropropilen

7 Klorbenzen 34 2,4-dimetilfenol

8 1 ,2,4-triklobenzen 35 2,4-dinitrotoluen

9 Hegzaklorbenzen 36 2,6-dinitrotoluen

10 1 ,2-dikloretan 37 1 ,2-difenilhidrazin

11 1,1,1-trikloretan 38 Etilbenzen

12 Hegzakloretan 39 Floranten

13 1,1-dikloretan 40 4-klorofenil feııil eter

14 1,1,2-trikloretan 41 4-bromofenil fenil eter

15 1,1,2,2-tetrakloretan 42 Bis (2-Klorisopropil) eter

16 Kloretan 43 Bis (2-Kloretoksi) metan

17 Bis (Klormetil) eter 44 Metilenklorür

18 Bis (2-Kloretil) eter 45 Metilklorür

19 2-kloretilvinileter 46 Metilbromür

20 2-klornaftalan 47 . Bromoform

21 2,4,6-triklorofenol 48 Diklorbromometan

22 Paraklormeta krezol 49 Triklorflorometan

23 Kloroform 50 Diklordiflormetan

24 2-klorofenol 51 Klordibromometan

25 1,2-diklorbenzen 52 Hegzaklorbutadien

26 1,3-diklorbenzen 53 Hegzaklorsiklopentadien

27 1,4-diklorbenzen 54 Izofron

42

Çizelge 3.11. Endüstrilere Ait Atıksularda Bulunan Toksik Kirleticiler (EPA)

(Devamı)

55 Naftalen 84 Piren

56 Nitrobenzen 85 Tetrakloretilen

57 2-nitrofenol 86 Toluen

58 4-nitrofenol 87 Trikloretilen

59 2,4-dinitrofenol 88 Vinilklorür

60 4,6-dinitro-o-krezol 89 Aldrin

61 N-nitrosodimetilamin 90 Dieldrin

62 N-nitrosodifenilamin 91 Klordan

63 N-nitrosid-n-propilamin 92 4,4-DDT

64 Pentaklorfenol 93 4,4-DDE

65 Fenol 94 4,4-DDD

66 Bis (2-Etilheksil) ftalat 95 Alfa-endosulfan

67 Butil benzil ftalat 96 Beta-endosulfan

68 Di-n-butil ftalat 97 Endosulfan sülfat

69 Di-n-oksil ftalat 98 Endrin

70 Dietil ftalat 99 Endrin aldehit

71 Dimetil ftalat 100 Heptaklor

72 1-2-benzantrasen 101 BHC-hegzalekorsiklohegzan

73 3,4-benzopiren 102 Alfa-BHC

74 3 ,4-benzofloranten 103 Beta-BHC

75 1 1,12-benzofloranten 104 Gama-BHC

76 Krisen 105 Delta-BHC

77 Asenaftilen 106 PCB-1242 (Aroclor 1242)

78 Antrasen 107 PCB- 1254 (Aroclor 1254)

79 1 , 1 2-benzoperilen 108 PCB-1221 (Aroclor 1254)

80 Flören 109 PCB-1232 (Aroclor 1221)

81 Fenantren 110 PCB- 1248 (Aroclor 1232)

82 1 ,2,5,6-dibenzantrasen 111 PCB- 1260 (Aroclor 1260)

83 2,3-0-fenilen piren 112 PCB- 101 6 (Aroclor 1016)

43

Çizelge 3.11. Endüstrilere Ait Atıksularda Bulunan Toksik Kirleticiler (EPA) (Devamı)

113 Toksafen 122 Kurşun

114 Toplam antimon 123 Civa

115 Toplam arsenik 124 Nikel

116 Toplam asbest 125 Selenyum

117 Berilyum 126 Gümüş

118 Kadmiyum 127 Telyum

119 Krom 128 Çinko

120 Bakır 129 1 ,3,7,8-tetrakloro-di-

benzo-p-dioksin (TCDD)

121 Siyanür

44

Çizelge 3.12. Çevre Açısından Daha Dikkatli İncelenmesi Gereken Toksik

Maddeler (EPA)

Parametre No Parametre

1 Asenaften

2 Akrolein

3 Akrilonitril

4 Aldrin/Dieldrin

5 Antimuan ve bileşikleri (organik ve anorganik)

6 Arsenik ve bileşikleri

7 Asbest

8 Benzen

9 Benzidin

10 Berilyum ve bileşikleri

11 Kadmiyum ve bileşikleri

12 Karbontetraklorür

13 Klordan /teknik karışımları ve metabolitleri)

14 Klorlanmış benzenler (Diklorbenzen dışında)

15 Klorlanmış etanlar(l,2-dikloretan,l,l,l-trikloreatn, hegzakloretan'ı da içerir)

16 Kloralkil eterler (Klormetil, kloretil ve kartşık eterler)

17 Klorlanmış naftalen

18 Klorlanmış fenoller (başka bir tarafta liste edilmişlerin dışında; triklor

fenolleri ve klorlanmış krezolleri de içerir.)

19 Kloroform

20 2-Klorofenol

21 Krom ve bileşikleri

22 Bakır ve bileşikleri

23 Siyanürler

24 DDT ve metabolitler

25 Diklorbenzenler (1,2-1,3- ve 1 ,4-diklorbenzen)

26 Diklorbenzidin

27 Dikloretilen (1,1- ve 1,2-dikloretilen)

45

Çizelge 3.12. Çevre Açısından Daha Dikkatli İncelenmesi Gereken Toksik Maddeler

(EPA) (Devamı)

28 2,4-diklorfenol

29 Diklorpropan ve diklorpropen

30 2,4-dimetilfenol

31 Dinitrotoluen

32 Difenilhidrazin

33 Endosulfan ve metabolitleri

34 Endrin ve metabolitleri

35 Etilbenzen

36 Floranten

37 Halojenlendirilmiş eterler (başka bir tarafta liste edilmişlerin dışında klorfenil-

fenil-eter, bromfenil-fenil-eter, bis (diklor-isopropil) eter, bis (kloretaksi) metan

ve poliklordifenil eteri er' i içerir.)

38 Heptaklor ve metabolitleri

39 Hekzaklorbutadien

40 Ekaklorsiklohekzan (tüm isomerler)

41 Hekzaklor siklopentadien

42 Izofron

43 Kurşun ve bileşikleri

44 Civa ve bileşikleri

45 Naftalen

46 Nikel bileşikleri

47 Nitrobenzen

48 Nitrofenoller (2,4-dinitrofenol, dinitrokrezol'u da içerir)

49 Nitrosamin

50 Pentaklorfenol

51 Fenol

52 Ftalat esterleri

53 Poliklorfeniller (PCB)

46

Çizelge 3.12. Çevre Açısından Daha Dikkatli İncelenmesi Gereken Toksik Maddeler (EPA)

(Devamı)

54 Çok halkalı aromatik hidrokarbonlar (bentrasen, benzopiren,

benzofloraten, krizen, dibenzantrasen ve indenpiren)

55 Selenyum ve bileşikleri

56 Gümüş ve bileşikleri

57 2,3,7,8-tetraklordibenzo-p-dioksin (TCDD)

58 Tetrakloretilen

59 Talyum ve bileşikleri

60 Toluen

61 Toksafen

62 Trikloretilen

63 Vinilklorür çinko ve bileşikleri

Atıksularda bulunan diğer kirleticiler Çizelge 3.13’de verilmiştir (Göknil ve

ark., 1984; Marangozoğlu, 1994)

Çizelge 3.13. Atıksulardaki diğer kirletici parametreler (Göknil ve ark. 1984,

47

Marangozoğlu, 1994)

3.3. Kirletici Parametrelerin Belirlenmesi

Bu bölümde tekstil endüstrisinden kaynaklanan atıksuların kontrolü ve

deşarj kalite limitlerine temel teşkil edecek kirletici parametreler belirlenecektir.

Bunun için tekstil endüstrisi atıksularında bulunabilecek tüm kirletici

parametreler tek tek ele alınarak ve belirli seçim esaslarına göre değerlendirilerek,

deşarj kalite limitlerine baz oluşturacak parametreler belirlenmiştir (Dikmen, 1998,

Göknil ve ark. 1984).

3.3.1. Kirletici parametre seçim esasları

Tekstil endüstrisi atıksularının kontrolüne temel oluşturacak

parametrelerin seçiminde aşağıda belirtilen faktörler göz önüne alınmıştır (Dikmen,

1998, Göknil ve ark. 1984).

1. Kirletici parametrelerin kontrol açısından kaynağı belirli olmalıdır.

PARAMETRE PARAMETRE

Sıcaklık Klorür

Renk Sülfür

Koku Toplam Kjeldahl Azotu

Yüzen Maddeler Amonyak Azotu

Çökebilen Maddeler Nitrit Azotu

Toplam Asılı Katı Madde Nitrat Azotu

Köpük Yapıcı Maddeler Organik Azot

Yağ ve Gres Toplam Fosfor

PH Yüzey Aktif Maddeler

Alkalinite Biokimyasal Oksijen ihtiyacı

Asidite Kimyasal Oksijen ihtiyacı

indirgeyici Maddeler Toplam Organik Karbon

Toplam Çözünmüş Katı Madde Radyoaktivite

48

2. Seçilen kirletici parametre o atıksu için karakteristik olmalıdır.

3. Kirletici parametrelerin çevreye etkisi ve zararları belirlenmiş olmalıdır.

4. Kirletici parametreler geliştirilmiş yöntemler ile arıtılabilir olmalıdır.

5. Seçilen kirletici parametreler belirli bir duyarlılıkla ölçülebilmelidir (Dikmen, 1998,

Göknil ve ark, 1984).

3.3.2. Tekstil endüstrisi için kirletici parametrelerin seçimi

Tekstil endüstrisi atıksularının kontrolü için, en uygun arıtma teknolojisine bağlı

olarak deşarj kalite limitlerine temel oluşturacak parametreler belirlenmelidir. Bu

aşamada, tekstil endüstrisinin birbirinden oldukça farklı üretim yapan, bu sebeple de

atıksu karakteristikleri çok farklı olan ve büyük sınırlar arasında değişen bir endüstri

dalı olduğu göz önüne alınmalıdır. Daha önce de belirtildiği gibi tekstil endüstrisi,

kirletici etkileri dikkate alınarak on alt kategoriye ayrılmaktadır. Bu alt kategoriler için

seçilen kirletici parametreler sırasıyla aşağıda verilmektedir (Dikmen, 1998, Göknil ve

ark., 1984).

I. Yapağı yıkama (Alt kategori I)

BOİ5 (5 Günlük Biyolojik Oksijen İhtiyacı)

AKM (Askıda Katı Madde)

KOİ (Kimyasal Oksijen İhtiyacı)

Yağ ve Gres

Ph

II. Yünlü kumaş son işlemler (Alt kategori II)

BOİ5 (5 Günlük Biyolojik Oksijen İhtiyacı)

AKM (Askıda Katı Madde)

KOİ (Kimyasal Oksijen İhtiyacı)

Toplam Krom

Fenol

Sülfür

pH

49

III. Az Su Kullanılan İşlemler (Alt kategori III)

BOİ5 (5 Günlük Biyolojik Oksijen İhtiyacı) AKM (Askıda Katı Madde)

KOİ (Kimyasal Oksijen İhtiyacı) pH

IV. Dokunmuş Kumaş Son İşlemler (Alt kategori IV)

BOİ5 (5 Günlük Biyolojik Oksijen İhtiyacı)

AKM (Askıda Katı Madde)

KOİ (Kimyasal Oksijen İhtiyacı)

Toplam Krom

Fenol

Sülfür

pH

V. Örgü Kumaş Son İşlemler (Alt kategori V)

BOİ5 (5 Günlük Biyolojik Oksijen İhtiyacı) AKM (Askıda Katı Madde)

KOİ (Kimyasal Oksijen İhtiyacı)

Toplam Krom

Fenol

Sülfür

PH

VI. Halı Üretimi Son İşlemler (Alt kategori VI)

BOİ5 (5 Günlük Biyolojik Oksijen İhtiyacı)

AKM (Askıda Katı Madde)

KOİ (Kimyasal Oksijen İhtiyacı)

Toplam Krom

Fenol

Sülfür

PH

50

VII. Stok ve Elyaf Son İşlemler (Alt kategori VII)

BOİ5 (5 Günlük Biyolojik Oksijen İhtiyatı)

AKM (Askıda Katı Madde)

KOİ (Kimyasal Oksijen İhtiyacı)

Toplam Krom

Fenol

Sülfür

VIIl. Dokusuz Yüzeyli Kumaş Üretimi (Alt kategori VIII)

BOİ5 (5 Günlük Biyolojik Oksijen İhtiyacı)

AKM (Askıda Katı Madde)

KOİ (Kimyasal Oksijen İhtiyacı)

Toplam Krom

Fenol

Sülfür

PH

IX. Keçeleştirilmiş Kumaş Üretimi (Alt kategori IX)

BOİ5 (5 Günlük Biyolojik Oksijen İhtiyacı)

AKM (Askıda Katı Madde)

KOİ (Kimyasal Oksijen İhtiyacı)

Toplam Krom

Fenol

Sülfür

X. Koza İşleme ve Doğal İpek Üretimi (Alt kategori X)

BOİ5 (5 Günlük Biyolojik Oksijen İhtiyacı)

AKM (Askıda Katı Madde)

KOİ (Kimyasal Oksijen İhtiyacı)

51

Toplam Krom

Fenol

Sülfür

pH

3.3.3. Tekstil endüstrisi için kirletici parametreler

Tekstil endüstrisinden kaynaklanan atıksuların karakterizasyonu için seçilen

kirletici parametreler türlerine göre Çizelge 3.14, Çizelge 3.15 ve Çizelge

3.16'da yer almaktadır. Bu parametrelerin seçiminde tekstil endüstrisinin tüm alt

kategorileri göz önüne alınmıştır. Bu nedenle kirletici parametrelerin bazıları bir veya

birkaç alt kategori için geçerlidir (Göknil ve ark, 1984).

Çizelge 3.14. Tekstil Endüstrisi Atıksularında Bulunabilen Organik Kirleticiler

(Göknil ve ark., 1984)

Parametre No Parametre

1 Asenaften

2 Akrilonitril

3 Benzen

4 Benzidin

5 Karbontetraklorür

6 Hekzaklorbenzen

7 1 , 2 - dikloretan

8 1 , 1 , 1 -trikloretan

9 1 ,1 - dikloretan

10 2 - klornaftalen

11 2 , 4 , 6 - triklorofenol

12 Paraklormetal krezol

13 Kloroform

14 2 - klorofenol

15 1 , 2 - diklorbenzen

16 l , 4 - diklorbenzen

52

17 l , l - dikloretilen

18 2 , 4 - diklorofenol

19 1 , 2 - dikloropropan

20 2 , 6 - dinitrotoluen

21 1 ,2 - difenilhidrazin

22 Etilbenzen

23 Metilenklorür

24 Metilklorür

25 Klordibromometan

26 Naftalen

27 N - nitrosodifenilamin

28 Pentaklorfenol

29 Fenol

30 Bis( 2 - etilheksil ) ftalat

31 Butu benzil ftalat

32 Di - n - butil ftalat

33 Dietil ftalat

34 Dimetil ftalat

35 3 , 4 - benzofloranten

36 11 , 12-benzofloranten

37 Antrasen

38 Flören

39 Piren

40 Tetrakloretilen

41 Tolune

42 Trikloretilen

43 Vinilklorür

53

Çizelge 3.15. Tekstil Endüstrisi Atıksularında Bulunabilen Metal Kirleticiler (Göknil ve

ark., 1984)

Parametre Parametre

Antimon Civa

Arsenik Nikel

Berilyum Selenyum

Kadmiyum Gümüş

Krom Talyum

Bakır

Çinko

Kurşun

54

Çizelge 3.16. Tekstil Atıksularında Bulunan Toksik Kirletici Konsantrasyonları (Göknil

ve ark., 1984)

TOKSİK

KİRLETİCİLER

Giriş Suyunda Maks.

Kons. ( µg / L )

Ham Atıksuda Maks.

Kons. (µg / L )

Metaller ve İnorganikler

Antimon 48 170

Arsenik <5 200

Berilyum <5 40

Kadmiyum <10 46

Krom <5 880

Bakır 47 2400

Siyanür 22 39

Kurşun 45 750

Civa 0,8 4

Nikel 47 300

Selenyum 23 740

Gümüş 17 130

Talyum 3 9

Çinko 4500 7900

XII. Organik Maddeler

Bis ( 2 - etilheksil ) ftalat 39 860

Butil benzil ftalat 73

Din - n - butil ftalat 1,6 67

Tienil ftalat 5,5 86

Dinıetil ftalat 14

Akrilonitril 1600

1,2 - Difenilhidrazin 22

N - nitrosodifenilamin 72

55

2 - Klorfenol 78

2,4 -Diklor fenol 41

Çizelge 3.16. Tekstil Atıksularında Bulunan Toksik Kirletici Konsantrasyonları

(Devamı) (Göknil ve ark., 1984)

Pentaklor fenol 940

Fenol 36 4900

2,4,6 - Triklor fenol 27

Paraklor meta krezol 170

Benzen <5 200

Klor benzen 300

1,2 - Diklor benzen 290

1,4 - Diklor benzen 220

2.6-Dinitrotoluen 54

Etilbenzen 2800

Hekzaklor benzen 2

Tpluen 2,4 620

1,2,4 - Triklor benzen 2700

Asenaften 12

Antrasen 0,4 0,1

Benzo (b) fluoranten <10

Benzo (k) fluoranten <10

Fluoren 0,4 15

Naftalin 410

Piren 0,9

2 - Klornaftalin <10

Kloroform 1400 640

Diklor brommetan <5 6,6

1,1 -Dikloretan 14

1,2-Dikloretan <5

56

1,1- Dikloretilen <5

1 ,2 - Diklorpropan 100

Metil klorür <5

Çizelge 3.16. Tekstil Atıksularında Bulunan Toksik Kirletici Konsantrasyonları

(Devamı) (Göknil ve ark., 1984)

Metilen klorür <5 110

Tetrakloretilen 2100

1,1,1 – Trikloretan <5 17

Trikloretilen 840

Vinil klorür 11

3.3.4. Tekstil endüstrisi için seçilen kirletici parametrelerin özellikleri

Tekstil endüstrisinde kontrole esas oluşturmak üzere seçilen parametrelerin

özellik ve etkileri aşağıda özetlenmiştir (Göknil ve ark., 1984).

3.3.4.a. Biyokimyasal oksijen ihtiyacı

Biyokimyasal oksijen ihtiyacı ( BOİ ) organik maddeye ait oksijen tüketiminin

bir ölçüsüdür. BOİ kendi başına doğrudan doğruya su sistemine zararlı bir etki

göstermez. Ancak suyun oksijen içeriğini düşürerek dolaylı bir etkiye sebep olur.

Kanalizasyon atıkları ve diğer organik atıksular bozunma prosesleri sırasında oksijen

tüketerek ekosistemin üzerine ters etki yaparlar (Göknil ve ark., 1984).

3.3.4.b. Kimyasal oksijen ihtiyacı

Kimyasal oksijen ihtiyacı ( KOİ ), atıksu numunesinde bulunan maddelerin

oksidasyonu için gereken oksijen ekivalenin bir ölçüsüdür. Organik maddenin

oksidasyonu asidik şartlarda, potasyumbikromat gibi kuvvetli bir yükseltgeyicinin ve

bir katalizörün ( gümüş sülfat ) yardımıyla gerçekleştirilir. KOİ testinin en büyük

avantajı analizin üç saatten kısa bir süre sonunda neticelendirilmesidir. Ancak bu

parametrenin en büyük dezavantajı, KOİ testinin biyolojik olarak bozunabilen ve

bozunamayan organik madde arasında bir ayrım yapamamasıdır. Buna ek olarak,

57

numunede bulunan inorganik indirgeyici kimyasal maddeler ( sülfür, indirgenebilen

metal iyonları v.b.) ve klorürler KOİ testine girişim yaparlar (Göknil ve ark., 1984).

3.3.4.c. Toplam askıda katı madde

Toplam askıda katı madde suda çözünmüş halde bulunmayan maddeleri kapsar.

Bu maddeler çeşitli tür ve yapıda olabilir. Askıda maddeler çevre sularında dipte

birikmelere ve bulanıklığa yol açarlar. Ayrıca balıkların solunum yollarım da tahriş

ederler. Bu etki askı haldeki maddelerin türüne ve tane büyüklüğüne bağlıdır. Özellikle

metalik yapıdaki askıda maddelerin balıklara zararlı etki yaptığı, bazı hallerde

ise öldürücü olduğu belirlenmiştir (Göknil ve ark., 1984).

3.3.4.d. Yağ ve gres

Yağ ve gres parametresi yağ ve gres sınıfına girebilen serbest ve

emilsiyon halinde bulunabilen çok çeşitli maddeleri içerir. Bu maddeler evsel,

petrol türevleri veya diğer orijinli olabilirler. Her tür maddenin etki sınırı birbirinden

farklı olacaktır. Genelde yağ ve gresler su yaşamına, kanalizasyon sistemine ve alıcı

ortama zararlı maddelerdir. Yüzücü yağ ve gres su üstünde bir film oluşturur. Ayrıca

özellikle petrol orijinli olan yağlar çok düşük konsantrasyonda koku da

oluşturabilmektedir. Yüzücü yağ ve gres ışık ve oksijen transferine etki eder.

Canlılara ve suda kullanılan araçlara bulaşarak onları kirletir. Emülsiyon haldeki

yağlar balıklara zehir etkisi yapar. Bu etki daha çok balıkların solunum yollarının

yağla kaplanması sonucu oluşur. Yağ ve gres dibe çökerse dipteki canlı hayatı

özellikle balık yumurtalarını tahrip eder (Göknil ve ark., 1984).

3.3.4.e. Sülfür

Çözünmüş sülfür tuzları, suyun pH'ını düşürürler, demir veya diğer

metallerle reaksiyona girerek siyah bir çökeleğe, koku problemine sebep olurlar ve

sudaki yaşama toksik etki yaparlar. Sülfürlü çözeltilerin balıklara olan toksisite

etkisi, pH değeri düştükçe artar. Sülfürler suda bulunan çözünmüş oksijen ile

kimyasal olarak reaksiyona girerek suyun çözünmüş oksijen seviyesini düşürürler

Göknil ve ark., 1984).

58

3.3.4.f. Fenolik bileşikler (4AAP )

Fenolik bileşikler fenol ve benzenin hidroksi türevlerini taşıyan diğer

bileşikleri içerir . derişik fenol çözeltilerinin bakteriler üzerine toksik etkisi

vardır ve birçok fenolik bileşiğin toksisitesi saf fenolden daha fazladır (Göknil ve

ark., 1984).

Suda bulunan fenol iki önemli probleme sebep olur;

l - Yüksek konsantrasyonda, fenol baktörizid olarak rol oynar.

2- Çok düşük konsantrasyonda, klor ile birlikte klorofenolleri oluşturarak koku ve tat

problemi yaratırlar.

Fenol ve fenollü bileşikler balıkların ve suda yaşayan diğer canlıların üzerine akut

ve kronik zehirlilik etkisi gösterirler. Klorofenoller de balığın tadım bozarak, bunların

ticari değerini düşürürler (Göknil ve ark., 1984).

3.3.4.g. Krom

Krom doğada yaygın şekilde bulunan bir element olmasına karşın doğal sularda

çok nadiren bulunabilir. Bulunan konsantrasyonlar l µg / l nin altında olmaktadır.

Krom, tuzlarında çeşitli değerlikte bulunabilir. Bunlardan en çok rastlanılanları Cr+3 ve

Cr+6 tuzlarıdır. Krom su yaşamına zararlıdır. Krom tuzlarının zehirli etkisi, pH ve

kromun değerliği ile değişmektedir. Kromun zehirliliğinin çözünmüş oksijen ve

ortamdaki organik madde konsantrasyonu ile de ilgili olduğu öne sürülmektedir.

Kromun fotosentez üzerine etkili olduğu ve fltoplanktonlar ile su bitkilerine zararlı etki

yaptığı bilinmektedir. Diğer su canlılarına da, besin zincirinde birikim yoluyla ve

doğrudan etkili olduğu saptanmıştır. Krom için verilen kalite kriterleri su yaşamı için

0,1 mg Al, içme suyu için 0,05 mg /1 dir (Göknil ve ark., 1984).

59

3.3.4.h. pH

pH sudaki asitliğin veya bazikliğin bir ölçüsüdür. Özellikle düşük pH a sahip

sular korozyona sebep olur. Su hayatında da pH önemli bir parametredir. PH nın 5 - 9,5

arasında öldürücü etkisi olmamasına karşın organizmaların üretkenlikleri üzerine etkili

olduğu saptanmıştır. Ayrıca ani pH değişimleri zararlı etkilere ve balık ölümlerine yol

açabilir. pH bunun yanında, bir çok maddenin de zehirlilik derecesini etkilemektedir

(Göknil ve ark., 1984).

60

61

Çizelge 3.17. Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği'ne Göre Karışık Endüstriyel Atıksuların Alıcı Ortama Deşarj Standartları (Küçük ve Büyük Organize Sanayi Bölgeleri ve Sektör Belirlemesi Yapılamayan Diğer Sanayiler) (Resmi Gazete, 1988)

Parametre Birim Kompozit Numune 2 saatlik Kompozit Numune 24 saatlik

Biyokimyasal Oksijen ihtiyacı (BOI5) mg/L 100 50

Kimyasal Oksijen ihtiyacı (KOI) mg/L 160 100

Askıda Katı Madde (AKM) mg/L 200 100

Yağ ve Gres mg/L 20 10

Toplam Fosfor mg/L 2 1

Toplam Krom mg/L 2 1

Krom (Cr+(l) mg/L 0,5 0,5

Kurşun (Pb) mg/L 2 1

Toplam Siyanür (CN~) mg/L 1 0,5

Kadmiyum (Cd) mg/L 0,1 -

Demir (Fe) mg/L '10 -

Floriir (F) mg/L 15 -

Bakır (Cu) mg/L 3 -

Çinko (Zn) mg/L 5 -

Cıva (Hg) mg/L - 0,05

Balık Biyodeneyi (ZSF) 10 10

PH 6-9 6-9

62

Çizelge 3.18. Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği'ne Göre Tekstil Endüstrisi Alıcı Ortam Deşarj Standartları (Resmi Gazete 1988)

Parametre Açık Elyaf,

İplik Üretimi

ve Terbiye

Dokunmuş

Kumaş

Terbiyesi ve

Benzerleri

Pamuklu

Tekstil ve

Benzerleri

Yün Yıkama,

Terbiye ve

Benzerleri

Örgü Kumaş

Terbiyesi ve

Benzerleri

Halı Terbiyesi

ve Benzerleri

Sentetik

Tekstil ve

Benzerleri

2 saat 24 saat 2 saat 24 saat 2 saat 24 saat 2 saat 24 saat 2 saat 24 saat 2 saat 24 saat 2 saat 24 saat

BOI5 (mg/L) 80 60 90 70 90 60 200 100 50 40 120 100 100 80

KOI (mg/L) 350 240 400 300 250 200 400 300 300 200 300 200 400 300

TAKM (mg/L) - - 140 100 160 120 400 300 - - 160 120 - -

NH4-N (mg/L) 5 - 5 - 5 - 5 - 5 - 5 - _ -

Serbest Klor(mg/L) 0,3 - 0,3 - 0,3 - 0,3 - 0,3 - 0,3 - - -

Top. Krom (mg/L) 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 - -

Sülfür(S'2) (mg/L) 0,1 - 0,1 - 0,1 - 0,1 - 0,1 - 0,1 - 0,1 -

Çinko(Zn+2) (mg/L) - - - - - - - - - - - - 1 10

Sülfıt (mg/L) 1 - 1 - 1 - 1 - 1 - - - 12 -

Fenol (mg/L) - - 1 0,5 - - - - 1 0,5 1 0,5 - 0,5

Yağ ve Gres (mg/L) 10 - - - 10 - 200 100 10 - 10 - - -

Balık biyodeneyi(ZSF) 4 3 4 3 4 3 3 3 2

pH 6-9 6-9 6-9 6-9 6-9 6-9 6-9 6-9 6-9 6-9 6-9 6-9 6-9 6-9

63

3.4. Deşarj Standartları

Su Kirliliği Kontrol Yönetmeliği'ne göre tekstil endüstrisi atıksuları alıcı ortam

deşarj standartları Çizelge 3.17’de verilmektedir.

Ancak çalışmanın yapıldığı 14 adet Tekstil boyahanesinde işlem gören kumaş ve

iplikler ile kullanılan boya ve proses farklılıkları sebebiyle, oluşan ortak atıksu Su

Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği'nde yer alan tekstil endüstrisi alt kategorilerinden

birinde yer alamamaktadır. Bu nedenle bu bölgeyi Tekstil Organize Sanayi Bölgesi

olarak düşünmek ve atıksuyun sağlaması gereken deşarj standartlarını Su Kirliliği

Kontrolü Yönetmeliğinde yer alan Organize Sanayi Bölgesi atıksularının alıcı ortam

deşarj standartları olarak kabul etmek doğru olacaktır. Su Kirliliği Kontrolü

Yönetmeliği'ne göre Organize Sanayi atıksuları alıcı ortam deşarj standartları Çizelge

3.18'de verilmektedir.

64

4. TEKSTİL ATIKSULARININ ARITILMASI

4.1. Tekstil Atıksularını Arıtma Yöntemleri

Tekstil endüstrisine bağlı olarak birlikte veya ayrı şekilde çalışan kumaş

boyama kuruluşlarının atıksuları çevresel açıdan oldukça önemli sorunlara yol

açarlar. Çok çeşitli organik madde, ağır metal, çözünmüş tuzlar, renk, bulanıklık

ve pH'larda atıksularını dış ortama vermeleri birinci derecede arıtma ihtiyacı

duyulan atıklardır. Boyamada kullanılan organik kimyasal maddelerin (boyalar)

formülleri tam olarak açıklanmayıp genelde ticari kullanım adlan ile anılmaktadır.

Ayrıca boya moleküllerine, kumaşın türüne ve boyama işleminin özelliğine göre

çeşitli katkı maddelerinin ilave edilmesi, bunların arıtılma işlemlerini daha da

güçleştirmektedir. Çok çeşitli türde olan bu maddeler genelde uzun, birden fazla

aromatik halka, birden fazla çift bağ ve değişik fonksiyon grupları taşımaları

nedeniyle biyolojik ayrışabilirlikleri az olan, dayanıklı ve kalıcı kimyasal

maddelerdir. Çevresel açıdan taşıdığı bu özellikleri ile toksik olup, pek çoğu da

kanserojendir (Kemer ve diğ., 1998).

Üretim kapasitesine bağlı olarak artan kimyasal madde ve su kullanımları

nedeniyle boyahane atıklarının arıtılma maliyetleri oldukça yüksektir. Küçük

çapta üretim yapan boyahanelerde atıksu miktarı az olduğundan arıtılabilme

işlemi ve maliyetleri daha uygun ekonomik çözümlerle sağlanabilmektedir. Yılda

30-40 milyon kg'in üstünde boyarmadde ve kimyasal reaktifin arıtma tesislerine

ulaştıracağı yıllık BOİ yüklemeleri çok yüksek değerlere ulaşmaktadır. Günlük

debileri birkaç bin metreküp olan boyahane atıksularının mekanik ve ön

arıtılmasından sonra biyolojik arıtmaya verilmeleri gereklidir. Atıksu özelliğinden

dolayı uzun alıkonma süreleri gerektiğinden, projelendirmede havuz hacimleri ve

yüzey alanlarının büyük tutulması nedeniyle arazi gereksinimi fazla olmaktadır.

Atıksuda boyarmaddelerin yapısındaki organiklerin ve bunların oluşturduğu rengin

giderimi işlemler klasik arıtma yöntemleri yerme mekanik, kimyasal ve ileri arıtma

tekniklerinin topluca kullanılmasını gerektirir. Böylece arıtılmış suların

kanalizasyon veya alıcı ortam standartlarına ulaşması mümkün olabilmektedir

(Kemer ve diğ., 1998).

65

Boyahane atıksularında kirliliğin izlenmesinde genel kirlilik

parametrelerinin ölçüm metotlarının yanısıra arıtma tesisine giren ve çıkan suda

organik madde analiz ve ölçümlerinin de yapılması faydalı olur.

Boyarmaddelerin moleküler özellikleri ile çevresel açıdan taşıdıkları

önem nedeniyle arıtılabilirliklerinin araştırılması ve arıtma seçeneklerinin ortaya

koyulması konusu büyük önem taşımaktadır. Büyük bir kısmı biyolojik olarak

bozunmayan ve kimyasal maddelerle kolay reaksiyon vermeyen boyarmadde

moleküllerine bu özelliklerinden dolayı çevresel etkilerin azaltılması

çalışmalarında diğer tüm organik bileşenlerden daha fazla özen göstermek

gerekmektedir. Boyahane atıksularında bu maddelerin KOI ve BOI

parametreleri ile incelenmesi ayrıca en önemli sorundur. Girişim yapan

maddelerin ve engelleyicilerin çokluğu nedeniyle klasik BOI ve KOI ölçümü

yerine geçebilecek ölçüm parametreleri gereklidir.

Atıksuların kirliliğini giderebilmek için mekanik işlemlerden sonra

kimyasal arıtma yapılması ile renkte ve bulanıklıkta azalma sağlanabilmektedir.

Rengin tamamen giderilebilmesi için klorlama yapılması kanserojen madde

oluşumunu arttıracağından daha olumsuz sonuçlara yol açabilir. Ayrıca

klorlamada hipoklorit kullanılması ağırmetal ve organik karbon içeriğini de

arttıracağından ek sakıncalar oluşturacaktır. Ozonlamanın moleküler yapıda

bulunan çift bağlan kırarak daha küçük organik moleküllere dönüşümü

sağlanması, ayrıca biyolojik arıtma verimini yükseltmesi, bu işlemi kimyasal

arıtma sonrası kullanılabilecek bir seçenek haline getirmektedir. Yan ürün

olarak oksijen vermesi toksik bileşen oluşturmaması açısından da ozon tercih

edilen etkili bir oksitleyicidir (Kemer ve diğ., 1998).

Yukarıda belirtilen ön arıtma işlemlerinden geçirilen atıksu biyolojik

arıtmaya verilebilir. Bu işlemlerden önce atıksuların biyolojik olarak arıtılması son

derece güçtür. Biyolojik arıtma ünitesinde aktif çamurun MLSS değerinin

yüksek tutulması (4000-5000 mg/1) ve şok yüklemelerden kaçınılması

gereklidir. Boyahane atıksularının biyolojik arıtmadan önce evsel atıksularla

en az 1-2 kat seyreltip uzun süreli havalandırma ile biyolojik olarak ayrışmaları

sağlanabilir (Kemer ve diğ., 1998).

66

Gerek biyolojik arıtma öncesi, gerekse biyolojik arıtma sonrasında

atıksuların ozonlanması arıtma açısından önem taşımaktadır. Biyolojik arıtma

öncesi yapılan ozonlama ile moleküllerin ayrışabilirliği arttırılmış olacaktır.

Biyolojik arıtma sonrası yapılan ozonlama ile ise renk giderme ve

dezenfeksiyon işlemi yapılmış olacaktır. Bazı durumlarda renk giderme bu

teknikle yeterli olmamaktadır. Bu durumda adsorblama tekniği uygulamak

zorunlu hale gelmektedir. (Kemer ve diğ., 1998)

4.2. Tekstil Atıksularının Arıtılma İmkanları

Tekstil endüstrisi atıksularının arıtılması genellikle üç ana faktöre bağlı

olarak geliştirilmiştir. Bunlarda fiziksel olaylara dayanan mekanik arıtmada,

atıksular içerisindeki bazı maddeler çökeltme yoluyla ayıt edilebilmektedir.

İkinci fiziksel ve kimyasal tesislere bağlı arıtma ve son olarak ta bakterilerin ve

mikroorganizmaların temizleme özelliğine dayalı biyolojik arıtmadır.

Bu metotlarda ilk önce mekanik arıtma, çökeltme havuzlan şeklinde

uygulama bulmuştur. Atıksulara verilen kimyasal maddeler, ufak çözülmemiş

kolloid halindeki kirlilikleri absorbsiyon yoluyla almakta ve çökebilen floklara

çevirmektedir. Bugün tekstil fabrikalarının atıksularının arıtılması ile ilgili konan

limit değerlerin altına yalnız kimyasal arıtma metodu ile inilememektedir. Bu

sebeple kimyasal tasfiye ancak yüksek arıtma verimine sahip biyolojik arıtma

metodu ile birlikte uygulandığında istenilen sonuçlan verebilmektedir (Kemer

ve diğ., 1998).

4.3. Tekstil Atıksularının Arıtımında Uygulanan Metotlar

4.3.1. Mekanik arıtma

Tekstil atıksularında mekanik arıtma, atıksuyun özelliklerini dengelemeye

ve ayarlamaya yarayan bir havuzla birlikte tatbikat bulduğu taktirde önem arz

etmektedir. Mekanik arıtmanın kısımlarından olan ızgara, elek, kum tutucu,

yağ tutucu yanında tekstil fabrikalarında çökeltme havuzlan önemli bir yer alır

(Kemer ve diğ., 1998).

67

Izgara

Yıkama atıklarının tasfiyesinde karşılaşılan problemlerden biri, artık

içindeki elyaftır. Elyaflar yıkama ekipmanlarının yanlış kullanılmasıyla yıkama

kısmından ve diğer kaynaklardan gelebilir. Elyaflar ayrıştıkça kokulara sebep

olduğundan problem oluştururlar. Ayrıca pompalarda ve diğer tasfiye

donanımlarında mekanik sorunlara yol açabilirler. Bu tür maddelerin giderimini

sağlayan ızgara veya elekler tekstil endüstrisi atıksularının arıtımında çok yaygın

bir şekilde kullanılmaktadır (Kemer ve diğ., 1998).

• Dengeleme

Atıksu arıtma tesisinde istenilen verimin elde edilebilmesi için

öncelikle düzensiz olan atıksu miktarlarının bir dengeleme havuzunda

dengelenmesi gerekmektedir.

Hafta sonlan ve tatil günlerinde iş günlerine nazaran daha az miktarda

atıksu oluşmakta, özellikle biyolojik olarak ayrışabilen organik madde yükü

azalmaktadır. Atıksu karakterindeki bu salınımlar, belirli bir debi ve yük

esas alınarak boyutlandırılmış arıtma tesisinin verimini düşürecektir.

Dengeleme havuzlan işletmeden kaynaklanan tüm atıksular dikkate alınarak

boyutlandırılacağı gibi, sadece proses atıksuları içinde

tasarlanabilmektedir.Ancak havuz büyüklüğünün, işletmenin devre dışı

olduğu günlerde iş günlerindeki yükün 1/3'ünü tesise besleyecek şekilde

seçilmesine prensipte dikkat edilmektedir.

Uzun bekletme süreleri nedeniyle dengeleme havuzlarında koku

problemi oluşabilir. Havalandırma veya karıştırma ile hem bu problem

ortadan kaldırılmakta, hem de askıda maddelerin çökelmesi engellenmektedir.

(Kemer ve diğ., 1998)

Tekstil atıksularında mikroorganizma miktarı çok az olduğundan, oksijen

tüketimi de çok yavaş olmaktadır. Bu nedenle kantin ve duşlardan

kaynaklanan evsel nitelikli atıksuların dengeleme havuzuna verilmeden direkt

68

kanala deşarjı ilave oksijen harcanmasını bir ölçüde azaltabilecektir.

İşletme koşullarının kötüleşmesi halinde dengeleme havuzlan toksik veya

konsantre organik maddeleri, asitleri ve bazları dengelemekte, bu şok yüklerin

tesis verimini düşürmesine engel olmaktadır (Kemer ve diğ., 1998).

Nötralizasyon

Tekstil atıksuları zayıf asit ile kuvvetli baz bölgesi arasında

karakterize edilebilmektedir. Standartlarda belirtilen pH değerini elde edebilmek

için nötralizasyona gerek duyulmaktadır (Kemer ve diğ., 1998).

Nötralizasyon yönteminin seçiminde debi,konsantrasyon ve işletme

koşullan önemli rol oynamaktadır.Bu işlemin mevcut dengeleme havuzunda

yapılması ilave yatırım gerektirmediğinden daha ekonomik olmaktadır. Sadece

proses atıksuları nötralize edilebileceği gibi, endüstride oluşan tüm atıksular da

nötralize edilebilmektedir. Farklı proseslerden gelen atıksuların bu havuzlarda

karışımları sonucu, doğal bir nötralizasyon işleminde gerçekleşebilmektedir.

Alkali karakterdeki atıksuların nötralizasyonunda mineral asitlerin yerine

sıvı yada gaz formda karbondioksitin kullanılması daha uygun olmaktadır. Gaz

halindeki CCVnin kullanımı mineral asitlere nazaran daha ekonomik olmakla

birlikte, atıksuda tuz oluşumunu da sınırlamaktadır. Diğer taraftan gaz

CCVnin kullanımı ile pH'ın 6'dan daha düşük değerlere ulaşamaması, pH

kontrolünün hassasiyetini arttırmaktadır. İşletmenin kendine ait bir biyolojik

arıtma tesisi olması halinde,bu kademede üretilen CCVnin nötralizasyonda

kullanılması mümkün olmaktadır. Formik asit,asetik asit gibi organik asitler

organik yükü arttırdıklarında nötralizasyonda kullanılmamaktadır. (Kemer ve

diğ., 1998).

Çöktürme

Bu işlem protein,sabun ve elyaflardan oluşan yüksek konsantrasyondaki asılı

katı maddeleri gidermek için kullanılır. Çöktürme işleminde önce hızlı karıştırma ve

69

yavaş karıştırma işlemleri mevcuttur. Çöktürmede çökeltim işleminin daha iyi ve daha

çabuk olabilmesi için kullanılan kimyasal pıhtılaştırıcılar hızlı karıştırma esnasında

katılır. Çöktürme sonuca oluşan çamur sık sık temizlenmelidir. Ayrıca havuzlar

köpük uzaklaştırıcı tertibatla donatılmalıdır (Kemer ve diğ., 1998).

4.3.2. Kimyasal arıtma sistemleri

Kimyasal arıtmanın amacı, suda çözünmüş halde bulunan kirleticilerin

kimyasal reaksiyonlarla çözünürlüğü düşük bileşiklere dönüştürülmesi ya da kolloidal

ve askıdaki maddelerin yumaklar oluşturarak çökeltilmesi suretiyle giderilmesidir.

(Himmetoğlu, 1996)

Kimyasal arıtma içme suyu arıtımında ve endüstriyel atıksu artımında

kullanılır. Kimyasal arıtma sistemleri olarak kullanılan NÖTRALİZASYON ve

KOAGÜLASYON-FLOKÜLASYON prosesleri aşağıda açıklanmıştır.

(Himmetoğlu, 1996)

• Nötralizasyon

Asidik ve bazik karakterdeki endüstriyel atık suların pH değerinin

ayarlanması işlemidir. Atık suyun pH değerinin ayarlanması, atık suyun alıcı

ortama deşarj standartlarının sağlanması, biyolojik arıtma öncesinde (bakteriyel

faaliyetler belirli pH değerlerinde gerçekleştiğinden) uygun pH değerinin

sağlanması, kimyasal çöktürme işleminde reaksiyonların gerçekleşeceği uygun pH

değerinin sağlanması bakımından gereklidir (Himmetoğlu, 1996).

Koagülasyon-Flokülasyon (Hızlı Karıştırma-Yumaklaştırma)

Koagülasyon ve flokülasyon prosesleri içme suyu arıtımında ve atıksu

arıtımında kullanılır. Bu proseslerin amacı kolloidlerin çöktürülerek sudan

uzaklaştırılmasıdır. Koagülasyon-flokülasyon prosesi ile çöktürülebilecek

kolloidlerin çapı l mikron ile l milimikron arasında değişir. Suyun içindeki askıda

maddelerin çoğu kolloidal yapıdadır. Bu da bulanıklık ve rengin sebebidir.

Kolloidal maddeler negatif yük taşırlar. Bu yüzden demir, alüminyum gibi üç

70

değerli metal tuzlar kullanılarak koagüle edilirler. Bu işlem kutupsal çekimle

gerçekleşir. Suların kimyasal koagülasyonu çeşitli amaçlar için yapılır.

Organik ve inorganik bulanıklığın giderilmesi

Renk giderimi

Bakteri ve patojen giderimi

Alg ve organizmaların giderimi

Koku ve tat yapıcı maddelerin giderilmesi

Fosfat giderimi

Biyolojik oksijen ihtiyacı ve kimyasal oksijen ihtiyacı parametrelerinin

giderilmesi

Askıda katı madde giderimi

Metal giderimi (Himmetoğlu, 1996)

Sudaki Partiküllerin Sınıflandırılması

Suyun içindeki maddeler boyutlarına göre 3'e ayrılır.

Askıda maddeler

Kolloid maddeler

Çözünmüş maddeler (Himmetoğlu, 1996)

l mikron ila l milimikron arasındaki partiküller kolloid olarak adlandırılır. Örnek

olarak l mikron çapındaki partikül normalde 1mm/saat hızla çöker, 0,01

mikron çapındaki partikülün l mm çökmesi için l yıl gereklidir. Kolloidler

atomlar ve küçük moleküllerden iridir ve normal filtrelerde tutulamazlar. Sudaki

yayılmalarına göre iki tip kolloid vardır. Bunlar,

Hidrofılik (su sever)

Hidrofobik (su sevmeyen)

(Himmetoğlu, 1996)

71

Şekil 4.1. Sudaki partiküllerin sınıflandırılması ve boyutları (Himmet oğlu, 1996)

Koagülasyon Prosesi

Atık su arıtımında, kolloid maddelerle askı halindeki, çok küçük

taneciklerin çökelmesini kolaylaştırmak için suya ilave edilen kimyasal

maddelere koagülant (pıhtılaştırıcı) denilmektedir. Koagülasyon prosesi ise

koagülantların atıksuya ilave edilişini takiben hızlı bir şekilde atıksuya

karıştırılmaları ve atıksuyun bünyesindeki kollaidal ve askıda maddelerle

birleşerek flok oluşturmaya hazır hale gelmesi işlemidir.

Askıda maddeler ve kolloidler çok uzun bekletme süresi olmadan atık sudan

ayrılmazlar (Himmetoğlu, 1996).

Koagülant ilavesi ile bu süre çok azaltılır. Askıda maddeler çözünebilir

organikler ise biyolojik arıtmayla giderilebilir. Ancak çözünmeyen organik

madde miktarı yüksekse kimyasal koagülasyon uygulamak daha ekonomik ve

Çözünmüş Kolloidal Askıda veya filtre edilemez

10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 1 10 100

10-8 10-7 10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1

Partikül boyutu (milimetre)

Koagülasyonla giderilebilir Çökebilir

72

uygundur (Himmetoğlu, 1996).

Koagülasyon prosesinde amaç,

Kolloidin negatif yükünün nötralize edilmesidir.

Kolloidin zeta potansiyelini düşürmek ve

Koagülasyon pratikte atıksuya ilave edilen koagülantın hızlı bir şekilde

atıksuya karıştırılması işlemidir. (Himmetoğlu, 1996)

Flokülasvon Prosesi

Flokülasyon prosesi (yumaklaştırma) atık suyun yavaş ve uygun şekilde bir

süre karıştırılarak küçük tane ve pıhtıların büyümesi,birbiriyle

birleşmesi,yumaklaşması ve böylece kolayca çökebilecek flokların (yumaklar)

meydana gelmesi işlemidir. Oluşan bu floklar bir sonraki proses olan çöktürme

kademesinde çökerek atık sudan ayrılırlar.

Flokların irileşmesi yardımcı koagülantlar kullanılarak arttırılır. Bunların

en önemlisi polielektrolitlerdir. Flokülasyon pratikte flok oluşumu sağlamak için

yapılan yavaş karıştırma işlemidir. Flokülasyon prosesini etkileyen faktörler aşağıda

verilmiştir;

Atık suyun kalitesi

Atık sudaki askıda katı madde,kolloid ve diğer kirleticilerin miktarı

pH değeri

Koagülasyon ve flokülasyon bölümlerindeki bekletme süresi, karıştırma

tipi, çöktürme

Bölümün özellikleri

Suyun sıcaklığı

Alkalinite

Sudaki iyonların özellikleri

Koagülantm tipi ve dozajı (Himmetoğlu, 1996)

Koagülasvon ve Flokülasvon Teorisi

73

Kolloidlerin su ortamını seven (hidrofılik) ve su ortamını sevmeyen

(hidrofobik) olmak üzere ikiye ayrıldığını belirtmiştik. Hidrofılik tanelerin suya

karşı olan bu sevgileri, tanenin üzerindeki -OH, -COOH, -NH2 gibi polar

gruplarının bulunmasından ileri gelmektedir.Elektrik yükünün bir mahalde

toplanması sebebiyle bu polar grupları bir elektrik dipoluna sahiptirler. Bu gruplar

suda erirler,dolayısıyla da etraflarındaki suyu çekip üzerlerinde tutarlar ve böylece

etraflarında sağlam bir su kılıfı meydana getirirler. Taneyi saran bu su zarfına

hidrasyon suyu veya zarf suyu denir. Böyle bir tane,etrafındaki su zarfı ile

berabersek bir parçaymış gibi hareket etmekte ve böylece bu tane-su zarfı birleşik

cisminin hareketi bağımsız, yalnız ve homojen bir tanenin hareketine

benzemektedir. Hidrofobik kolloidal taneler suya karşı bir bağlılık göstermezler;

bu sebepten de etraflarında onları saran ve onlarla beraber hareket eden bir su zarfı

meydana gelmez. Genellikle,organik kolloidler hidrofılik, inorganik kolloidler ise

hidrofobik cinstendir. Kolloidin etrafındaki zarf suyunun bittiği noktaya kesilme

planı denir. Kolloid taneler elektriki özelliklere sahiptir ki bu özellikler onların hareket

tarzlarına büyük ölçüde tesir eder. Tane yüzeyi üzerinde bulunan elektrik yükleri,

arada bir elektrostatik alan meydana getirir. Kolloidal sistemin stabilitesini temin

eden esas faktör bu elektrostatik alandır. Tane yüzeyindeki bu yüklere ANA

YÜK denir. (Himmetoğlu, 1996).

Kolloidal tane üzerindeki ana yük atık suda bulunan aksi yükteki iyonları

kendine çeker. Eğer tanenin ana yükü fazla ise,etraftan oldukça bol miktarda

aksi işaretli iyon çeker ve böylece tane yoğun bir karşıt iyonlar tabakası ile kaplanmış

olur. Böylece tanenin elektrik yükü kısmen dengelenir, yani nötr hale yaklaşır. Bu,

ilk ve yoğun, karşıt iyonlar tabakasına Sabit tabaka veya Stern tabakası denir. Stern

tabakası da gene aynı cinsten fakat, daha az sayıdaki iyonların teşkil ettiği az yoğun

bir tabaka ile çevrilir. Bu ikinci karşıt iyonlar tabakasına da Dağınık tabaka

veya Gouy tabakası denir. Gouy tabakasındaki iyon konsantrasyonu stern

tabakasına bitişik elan kısımdan fazla, atık su kitlesiyle birleştiği yerde ise azdır.

Bununla birlikte Stern ve Gouy tabakaları içinde de gayet az sayıda ana

yükü teşkil eden iyonlardan da bulunmaktadır. Stern ve Gouy tabakalarının her

ikisine birden çift tabaka denilir. Daha önce bahsetmiş olduğumuz, kesilme planın

üzerindeki potansiyele zeta potansiyeli denir. Kolloidal tanenin gösterdiği

74

elektrokinetik özellikler çoğunlukla zeta potansiyeline bağlıdır. Bu yüzden zeta

potansiyeli çok önemlidir. Hidrofobik kolloidal tanelerde, kesilme planı sabit

tabaka dış yüzeyine çok yakındır (Himmetoğlu, 1996).

Şekil 4.2. Zarf suyu içinde kalmış kolloid bir protein tanesinin şematik

görünüşü (Himmetoğlu, 1996)

Hidrofilik kolloidal tanelerde ise kesilme planı zarf suyu dış yüzü üzerine

gelmektedir. Hidrofobik bir sistemdeki itme kuvvetleri ise sadece zeta potansiyelinden

meydana gelmektedir. Taneler üzerindeki zeta potansiyelleri yüksek ise

birbirlerini kuvvetle iterler. Hidrofilik tanelerin dengesi ise sadece zeta

potansiyeline bağlı değildir; bu taneleri saran zarf suyu tanelerin birleşmesine karşı

elastik bir barikat etkisi yapmaktadır .Koagülasyon-flokülasyon prosesinin

gerçekleşmesi için itme kuvvetlerinin yani zeta potansiyelinin düşürülmesi gerekir. Bu

işlem iki şekilde yapılabilir;

PH ayarlanması ile

Kesilme Planı

Zarf Suyu

75

Atık suya ters yüklü iyonların ilavesi ile (Himmetoğlu, 1996)

Kolloidlerin pH değeri ayarlandığı zaman kolloidal tane üzerindeki zeta

potansiyeli düşmektedir. Zeta potansiyeli kolloid sisteme ters yüklü yönler vermek

suretiyle de indirilir. Atık suya sonradan ters yüklü iyonlar ilave edilmesi sabit (Stem)

tabaka ve dağınık (Gouy) tabaka üzerindeki iyon miktarı birdenbire arttırır ve bunun

sonucu olarak zeta potansiyeli düşer. Hidrofilik kolloidlerin dengesi sadece zeta

potansiyeline dayanmaz,zarf suyuna da dayanır. Zarf suyu tabakası,suya yüksek

konsantrasyonda tuz ilave edilerek küçültülebilir (Himmetoğlu, 1996).

Şekil 4.3. Negatif Yüklü Bir Kolloidin Etrafındaki Tabakalar (Eroğlu, 1995)

Kimyasal Arıtmada Kullanılan Kimyasal Maddeler

Kimyasal arıtma işlemini gerçekleştirmek amacıyla değişik kimyasal maddeler

kullanılabilir.Kimyasal çöktürme işlemiyle arıtılmış su elde ederken toplam askıda

katı maddede %80-90, BOİ5 parametresinde %40-70 giderim sağlanabilir.

++++

--

- --

-

-

----

++++-+++

Toplam potansiyel

Toplam potansiyel

++

+

++

Kesme yüzeyi

+

+

+

+

+

-

-

+

-

İzoelektrik nokta

Mesafe

Stern T. Gouy Tabakası

76

Kimyasal arıtmada en çok kullanılan kimyasal maddeler Çizelge 4. l'de verilmiştir

KİMYASAL FORMÜLÜ

ALUM AL2(SO4)3.18H20

DEMİR SÜLFAT (FERROUS) FeSO4 ,7H20

KİREÇ Ca (OH)2

DEMİR KLORUR FeCl3

DEMİR SÜLFAT Fe2 (S04)3

POLIELEKTROLITLER Natürel- Sentetik

Çizelge 4.1. Kimyasal arıtmada en çok kullanılan kimyasal maddeler

(Himmetoğlu, 1996)

Çeşitli kimyasal çöktürücüler ile ilgili bilgiler aşağıda verilmiştir.

Demir Tuzları: Demir tuzlan atık su arıtımında çok sık kullanılır.

Demir klorür likit ve katı olarak satın alınabilir.Demir klorür sebebiyle oluşan

çökelti demir hidroksittir. Demir sülfat daha ekonomik bir kimyasaldır ve atık

su antımmda yoğun olarak kullanılır (Himmetoğlu, 1996).

Demirli pıhtılaştırma maddelerinin en pahalısı FeCl3 'dür ve oldukça

koroziftir. FeCl3 için uygun malzemeler cam, seramik ve plastik olarak sayılabilir

(Şengül ve diğ. ,1997)

Demir sülfat (Fe2 (SO4)3 ise asidik ve korroziftir. Paslanmaz çelik, lastik,

seramik tanklarda depolanmalıdır (Şengül ve diğ. ,1997) .

Alüminyum Tuzları: Alüminyum sülfat (Alüm) en sıkça kullanılan

kimyasaldır. Demir tuzlan kadar verimi yüksek değildir. Alüminyum hidroksit

77

flokları daha az yoğundur ve demir tuzlarına göre çökmesi yavaştır. Çöktürme

havuzunda daha uzun bekletme süreleri gerekir. Toz halde bulunur. Kuru halde

iken bu reaktif demir, çelik veya beton tanklarda saklanabilir. Çözelti halinde iken

PVC, kurşun veya plastik tanklarda depolanabilir (Himmetoğlu, 1996).

Kalsiyum Tuzları: Kalsiyum hidroksit Ca(OH)2 hem pH değeri için hem

de koagülant olarak kullanılabilir (Himmetoğlu, 1996).

Diğer Kimyasal Maddeler : Sülfürik asit (H2SO4) ve hidroklorik asit

(HCI) pH değerini düşürmek için kullanılır. Kostik (NaOH) hem pH değerini

yükseltmek için kullanılır, hem de bazı atık sularda polielektrolitten önce

koagülant görevi görür (Himmetoğlu, 1996).

Polielektrolitler

Polielektrolitler natürel ve sentetik olmak üzere ikiye ayrılır.Natürel

polielektrolitler biyolojik orijinlidir ve nişasta ürünlerinde veya selülozdan

elde edilir. Sentetik polielektrolitler ise yüklerine göre sınıflandırılır. Negatif,pozitif

ve nötr o l m a d u r u m l a r ı n a g ö r e A n y o n i k , K a t y o n i k v e n o n - i o n i k

o l a r a k adlandırılırlar. Polielektrolitler partiküller arasındaki bağları büyütürler ve

iri floklar oluşmasını sağlarlar. İki veya daha fazla partikül polielektrolit bağlarına

tutunarak köprü oluştururlar. Bu köprü aynı şekilde oluşan diğer köprülerle

birleşir. Böylece floklar irileşir ve çökeltme işleminde daha kolay giderilirler.

Kimyasal atık su arıtma tesislerinde polimer kullanımı özellikle son 15

yılda çok önemli boyutlara ulaşmıştır. Poüelektrolit kovalant bağlarla bir araya

gelmiş birbirini tekrar eden kimyasal üniteler (manomer üniteler) serisinden oluşan bir

kimyasal yapıya sahiptir. Pozitif yüklü katyonik polimerler doğrudan koagülant olarak

veya koagülant yardımcısı olarak kullanılabilir. Bu tip polielektrolitler aynı

zamanda fıltrasyon yardımcı malzemesi ve çamur susuzlaştırmada kimyasal

şartlandırıcı olarak kullanılır. Yüksüz olan non-iyonik ve negatif yüklü olan an-iyonik

polimerler koagülant yardımcısı, fıltrasyon yardımcısı ve çamuru şartlandırmada

kullanılır ( Himmetoğlu, 1996)

78

Yumaklastırmanın Verimliğine Tesir Eden Unsurlar

Bir su tasfiyesi tesisinde yumaklaştırma kısımlarını boyutlandırmadan önce

yumaklaştırmanın verimliliğine tesir eden unsurların bilinmesi gerekir.

Yumaklaştırma işlemine tesir eden unsurla aşağıda maddeler halinde belirtilmiştir:

a) Ham suyun kalitesi, bulanıklılığı

b) Sudaki kolloidlerin ve asılı maddelerin miktar ve özellikleri

c) Suyun pH değeri

d) Yumaklaştırma projesinin çeşidi, hızlı karıştırma ve yumaklaştırma

bekleme müddetleri

e) Suyun sıcaklığı

f) Suyun alkalinitesi

g) Sudaki iyonların miktar ve özellikleri

h) Yumaklaştırıcıların cins ve dozları

Bunlardan pH 'nın ayrı bir önemi vardır. Çünkü bilhassa metal

tuzlarının yumaklaştırıcı olarak kullanılması durumunda onların

hidrolizinde esas rolü oynamaktadır (Dikmen, 1998)

Filtrasyon

Biyolojik arıtma biriminin ardından ilave edilecek bir fıltrasyon

kademesi ile arıtma verimi arttırılabilmektedir. Filtre katmanlarında aerobik

reaksiyonların gerçekleşebileceği göz önünde tutularak, atıksuya filtre girişinde

yeterli oksijenin kazandırılması, gerekmektedir.

79

4.3.3. Tekstil endüstrisi atıksularının arıtılmasında biyolojik arıtmanın önemi

ve çözünmüş kalıcı (inert) KOI kavramı

4.3.3.1. Biyolojik Arıtmanın Prensipleri

Biyolojik arıtma sistemleri değişik şekillerde sınıflandırılabilir. Ortamda

oksijen varlığına göre aerobik ve anaerobik olarak sınıflandırılan bu sistemler

kullanılan mikroorganizmaların sistemdeki durumuna göre süspanse ve sabit film

prosesleri olarak ta sınıflandırılabilirler (Yonar 1999, Zenginay 1996, Yonar 1996,

Üstün ve Özcan 1998).

Aktif çamur metodu ilk defa , Ardern ve Lockett ( 1914 ) ' in çalışmaları

sonucunda Manchester' de bulunmuştur. Metod çökeltilmiş atıksuyun

havalandırılması esasına dayanır. Bu esnada , suyun içindeki mikroorganizmalar

kısmen çözünmüş , kısmen süspanse haldeki organik maddeleri yeni hücre

sentezlemek ve enerji elde etmek amacıyla kullanırlar ve hızla çoğalırlar. Bu

sırada organik maddenin bir kısmı yanarak CO 2 haline gelir. Diğer kısım

hücre sentezinde kullanılır. Çoğalan mikroorganizmalar birbirine ve suda asılı

maddelere tutunarak yumaklar ( floklar ) teşkil ederler. Doldurulup boşaltılarak

çalışılan kesikli reaktörlerde havalandırma işlemine son verilerek bu yumaklar

çöktürülürse üstte kalan berrak sıvı, suyun temizlenmiş olduğunu gösterir. Sürekli

çalıştırılan sistemlerde ise çöktürme işlemi ayrı bir tank ( son çökeltim havuzu )

içinde yapılır. Tabana çökelen katı maddelere aktif çamur denir. Aktif çamur,

canlı mikroorganizmalar ile onlara yapışmış asılı ve ipliksi maddelerden

oluşmuştur. Organik maddenin bu şekilde , aerobik olarak ayrıştırılması, atıksu ile

ne kadar mikroorganizma temas haline getirilirse , o kadar hızlı bir şekilde

cereyan edecektir. Bu nedenle sürekli sistemlerde çökelen çamur geri

devrettirilerek sistemin aşılanması yoluna gidilir (Yonar 1999, Zenginay 1996, Yonar

1996, Üstün ve Özcan 1998).

80

4.3.3.2. Organik Madde Gideriminin Belirlenmesi

Organizmalar yaşamlarını sürdürebilmek için ortamda mevcut bileşikleri

(karbonhidratlar , hidrokarbonlar , proteinler , azotlu bileşikler) parçalayarak enerji

elde ederler. Bu enerji genellikle yüksek enerjili fosfat bağı halinde ( ATP )

depo edilir. ATP halinde depo edilen bu enerji biyosentezleme , hareket , hücre

içine ve dışına besin maddesi transferi , yıpranan hücre elemanları temini ve

basınç dengelemesi için kullanılır (Zenginay 1996, Yonar 1996, Üstün ve Özcan

1998).

m. org.

Organik + O2 + Nutrientler D.faz.m.org. + CO2 + C5H7NO2 + NH3 + Nihai

Madde ürünler

m.org.

(Bakteri) C5H7NO2 + 5O2 5CO2 + 2H2O + NH3 + Enerji (Kestioğlu 2001).

Oksijen (hava) varlığında organizmalar, karbon içeren bileşikleri parçalayarak

CO2 ve H2O'ya dönüştürürler. Azotlu bileşikler aerobik metabolizma ile NO3- 'a

dönüşür. Karbonhidratlar aerobik olarak en kolay parçalanan karbon bileşikleridir.

Örneğin ; glikozun aerobik parçalanması glikoliz yolu ile olur (Zenginay 1996,

Yonar 1996, Üstün ve Özcan 1998).

4.3.3.3. Karbonlu organik maddelerin giderimi

Karbonlu organik madde konsantrasyonunun saptanmasında en yaygın

olarak kullanılan yöntem beş günlük BOİ deneyidir. Beş günden daha büyük

bir süre için ( 20 Gün ) sadece karbonlu maddelerin ayrışımında gerekli olan

oksijen gereksiniminin saptanmasında , nitrifikasyon sürecinin inhibe edilmesi

gerekir (Zenginay 1996, Yonar 1996, Üstün ve Özcan 1998).

81

Aktif çamur proseslerinde organik madde gideriminin hızını belirleme

amacıyla kullanılan kinetik modeller için KOİ konsantrasyonunun bir

fonksiyonu olarak ifade edilir. Biyolojik olarak parçalanabilen KOİ , kolay

parçalanabilir KOİ olarak flok formlu organizmalarca parçalanabilmesine karşılık

KOİ filamentli organizmalarla yarışmalı olarak da parçalanabilmektedir (Yonar

1999, Zenginay 1996, Yonar 1996, Üstün ve Özcan 1998).

Havalandırma tankına gelen atıksuda çözünür haldeki organik maddenin

bir kısmı , partikül haldeki organik maddenin havalandırma tankında aktif

çamurla temas ettikten hemen sonra biyolojik olarak emilmektedir. Daha

sonra kalan çözünen organik maddeler aktif çamur ile temas halinde kalarak

biyooksidasyon vasıtasıyla ( organik maddelerin biyolojik olarak okside olması

yöntemiyle ) sıvı fazdan alınmaktadır (Yonar 1999, Zenginay 1996, Yonar 1996,

Üstün ve Özcan 1998).

Aktif çamur sisteminde aktif çamurdaki birim kuru kütle başına çözünen

organik maddenin mikroorganizmalar tarafından absorbsiyon miktarı havalandırma

havuzuna giren atıksudaki organik madde konsantrasyonunun bir fonksiyonu

olarak ifade edilebilir (Yonar 1999, Zenginay 1996, Yonar 1996, Üstün ve Özcan

1998).

Substratlar başlıca iki gruba ayrılabilir;

1 - Doğrudan hücre içine taşınabilen substratlar.

2 - Hücre içine taşınmadan önce hücre dışında dönüştürülmesi gereken kompleks

substratlar (partiküler haldeki substratlar) dır (Akal 1990, Yonar 1999).

Substrat giderim mekanizması üç süreç olarak tanımlanabilir:

1 - Hücrenin substrat molekülü ile karşılaşması

2 - Molekülün hücre içine taşınması

3 - Hücre içinde substratın dönüştürülmesi (Akal 1997, Zenginay 1996, Yonar 1996,

Üstün ve Özcan 1998).

82

Substrat giderimi konusunda çalışma yapan Daigger ve Grady(1982),

substratın ( S ) , hücre içinde aktif taşınım sistemi ile taşındığını belirtmişlerdir

(Yonar 1999, Zenginay 1996, Yonar 1996, Üstün ve Özcan 1998).

Hücre içindeki substrat ya doğrudan metabolize edilmek üzere metabolik

ara ürünlere çevrilir ya da bir kısmı depolanır. Metabolik ara ürünlerden bir

kısmı hücre dışından dışarıya taşınabilir. Metabolik ara ürünler , hücre

bileşenlerinin .sentezinde kullanılır veya enerji elde etmek üzere oksitlenir. Hücre

dışı substratın hücre içine taşınması , bir kısım enerji elde etmek üzere

oksitlenmesi ve diğer kısmının hücrenin bütün bileşenlerinin uygun oranda

sentezlenmesinde kullanılması çoğalma şeklinde tanımlanabilir (Yonar 1999,

Zenginay 1996, Yonar 1996, Üstün ve Özcan 1998).

Biyokütle yüksek substrat konsantrasyonu ile karşılaştığı zaman, eksojen

substrat tükendikten sonra metabolize etmek üzere , glikojen ve/veya PHB

biriktirme kapasitesine sahiptir (Yonar 1999, Zenginay 1996, Yonar 1996, Üstün ve

Özcan 1998).

Bazı araştırmacılar substratın metabolize edilmeden önce bir depolama

fazından geçtiğini varsaymışlardır. Dennis ve Irvine ( 1983 ), depolama ürünleri

hücre içi poliglikoz /glikojen ise bu kompleks makromoleküllerin aktif çoğalma

ve hücre replikasyonu öncesinde üretildiği görüşünde ısrar etmenin haklı bir

nedeni olmadığını belirtmişlerdir. Bu tip depolama ürünlerinin , primer metabolik

yolardan bağımsız bir yolla üretilmesi daha mantıklı bir varsayımdır (Yonar

1999, Zenginay 1996, Yonar 1996, Üstün ve Özcan 1998).

Birçok araştırmacı ise , çözünmüş substratın gideriminde fiziksel

adsorbsiyon gibi mekanizmalarla başlangıçta meydana gelen hızlı giderimin önemli

olabileceğini öne sürmüştür ( Roberts ve Kempton , 1971 ). Oysa Eckhoff ve

Jenkins (1967 ) daha önce yaptıkları kararlı halde çalışan laboratuar sistemindeki

deneysel gözlemlerine dayanarak çözünmüş substratın biyokütle tarafından fiziksel

83

adsorbsiyonunun önemli olmadığı sonucuna varmışlar ve çoğalmanın tek substrat

giderim mekanizması olduğunu kabul etmişlerdir (Yonar 1999, Zenginay 1996,

Yonar 1996, Üstün ve Özcan 1998).

Ayrıca Henze ve diğerleri ( 1986 ), depolama olayının sadece çözünmüş

monosakkaridler ve asetat gibi birkaç substratla sınırlı olduğunu dolayısıyla

çözünmüş substrat gideriminin çoğalma ile orantılı olarak ele alındığını

belirtmişlerdir (Yonar 1999, Zenginay 1996, Yonar 1996, Üstün ve Özcan 1998).

Çözünmüş substratlar tek ve çok bileşenli olduğu için bunların giderimi

konusunda farklı ifadeler verilmiştir (Yonar 1999, Zenginay 1996, Yonar 1996, Üstün

ve Özcan 1998).

Tek substratın giderim kinetiği düşünüldüğünde bunun çoğalma ile birlikte

meydana gelmesi sonucu substrat giderim hızı ,

- (1)

çoğalma hızı ile orantılı olmaktadır.

Burada, S, substrat konsantrasyonu; t, zaman; X, biyokütle konsantrasyonu; Y,

giderilen birim substrat başına üretilen biyokütle olarak tanımlanan dönüşüm

oranıdır (Yonar 1999, Zenginay 1996, Yonar 1996, Üstün ve Özcan 1998).

Çoğalma hızı Monod denklemi ile ifade edildiğinde substrat giderim hızı ,

substrat ve mikroorganizma konsantrasyonunun fonksiyonu olarak elde edilecek ve

( 2 ) denklemi ile verilecektir (Akal 1997, Yonar 1999, Zenginay 1996, Yonar 1996,

Üstün ve Özcan 1998);

84

- (2)

Chudoba ( 1985 ) , başlangıçtaki substrat konsantrasyonunun biyokütle

konsantrasyonuna oranı , So/Xo < 2-3 ( KOİ / AKM ) olan kesikli sistemleri

çoğalmayan sistemler olarak tanımlanmaktadır ve bu sistemlerde dıştaki substratın hücre

replikasyonu öncesinde giderildiğini ifade etmiştir. Böylece tek bileşenli

substratlarm sabit bir hızla lineer olarak giderildiğini ve biyokütle artış hızının

da sabit olduğunu ileri sürmüştür (Yonar 1999, Zenginay 1996, Yonar 1996, Üstün ve

Özcan 1998).

Çoklu substrat giderim kinetiği konusunda da yine birçok araştırmacı

çalışmalar yapmışlardır. Bunlardan Wuhrmann ( 1969 ) ve Tischler ve Eckenfelder

( 1969 ) çoklu substratların da tekli substrat giderim mekanizması ile

giderilebileceğini savunmuşlardır (Akal 1997, Yonar 1999, Zenginay 1996, Yonar

1996, Üstün ve Özcan 1998).

Jones ( 1973 ) , tek substratın giderim kinetiğinin Monod kinetiğine

uyduğu kabulünden hareketle çoklu substrat giderim kinetiğini incelemiştir.

İnceleme sonuçlarını Monod ve 1. derece kinetiklerine göre analiz ederek , birinci

derece kinetiğinin daha iyi bir yaklaşım sağladığını ve çoklu substrat sistemleri

için Monod kinetiğinin doğru olmadığı sonucuna varmıştır. Dolayısı ile giderim

hızları birbirinden çok farklı substratların giderimi için tek bir kinetik ifade

vermek mümkün değildir (Yonar 1999, Zenginay 1996, Yonar 1996, Üstün ve Özcan

1998).

Bunlardan başka Dold ve arkadaşları ( 1980 ) yaptıkları araştırmalar

sonunda sentez için mikroorganizmalar tarafından absorblanabilen kolay ayrışan

çözünmüş substratların ortalama giderim hızını Monod ifadesi ile

modellemişlerdir (Akal 1997, Yonar 1999, Zenginay 1996, Yonar 1996, Üstün ve

Özcan 1998).

85

- (3)

Aynı ifade Grady ve arkadaşları ( 1989 ) tarafından da kabul edilmiş

ve substrat kullanımı (rs) için en çok kullanılan ifade;

Rs = (μ/Y)*X (4)

verilmiştir.

Ortamda organizma topluluğunun çoğalması ve substratın giderilmesi

mekanizmaları da oldukça karmaşık proseslerdir ve bu konuda en çok kabul gören

modellerden biri de Monod modelidir (Monod, 1949). Bu modelde mikroorganizma

çoğalma hızı;

= μ*X (5)

Burada spesifik büyüme hız katsayısı (u) ile Ss arasında Monod

denklemi kullanılarak;

μ = (6)

elde edilmiştir.

86

Bu formülde; X, biyokütle konsantrasyonu, Ss, hız kısıtlayıcı çözünmüş

substrat konsantrasyonu, u, spesifik çoğalma hızı, μmax, ayrışan substrat üzerinde

maksimum spesifik büyüme hızı, Ks, yarı doygunluk hız-sabitini göstermektedir

(Yonar 1999, Zenginay 1996, Yonar 1996, Üstün ve Özcan 1998).

Mikroorganizmaların hücresel büyüme hızını, spesifik büyüme hızına

bağlı olarak Şekil 3.1' deki gibi göstermek mümkündür ( Kestioğlu 2001).

Şekil 4.4. Spesifik Büyüme Hızı (i, ile Substrat Konsantrasyonu Arasındaki İlişki

(Kestioğlu 2001)

(5) ve (6) nolu denklemler birleştirildiği taktirde de

(7)

denklemi elde edilir.

Diğer grup substratlar ise partiküler substratlar olup , bunların metabolize

edilmelerinde ,

Ks

1/2 μ

μ

Substrat Konsantrasyonu, S, (ML-1)

Spe

sifi

k Ç

oğal

ma

Hız

ı, μ,

(T

-1)

87

1 - Adsorbsiyon ve depolama

2 - Kompleks organik moleküllerin hücre duvarından geçecek kadar

basit moleküllere enzimatik parçalanması,

3 - Absorbsiyon ve sentez

olaylarının sıra ile meydana geldiği Dold, Ekama, Marais (1980) tarafından ileri

sürülmüştür (Akal 1997, Yonar 1999, Zenginay 1996, Yonar 1996, Üstün ve Özcan

1998).

IAWPRC Çalışma gurubu modeline göre adsorbsiyon ve hidroliz

kavramlarında iki değişiklik getirilmiştir. Bu model , partiküler maddenin

tamamıyla çamur fazında tutulduğunu , metabolize edilmese bile çökeltme tankı

üst akımında bulunmayacağını kabul etmekte ancak , partiküler substratın

organizma kütlesi üzerinde adsorblandığı ve depolanmış substratın doğrudan

kullanıldığı görüşünü reddetmektedir. Bunun yerine , çamurda tutulan partiküler

substratın mikroorganizma kütlesi tarafından salgılanan hücre dışı enzimlerle

hidroliz edilerek, kolay ayrışan substrat halinde sıvı kütlesi içine salıverildiği

kabul edilmektedir. Hidroliz sonucunda ortaya çıkan kolay ayrışan substrat ,giriş

akımından gelenle birlikte sentez için kullanılır (Akal 1997, Yonar 1999, Zenginay

1996, Yonar 1996, Üstün ve Özcan 1998).

Fujie ve arkadaşları ( 1988 ) tarafından yapılan yaklaşımlar , çözünmüş

organik maddelerin ( SOS ) ve partikül organik maddelerin ( POS ) gideriminin

birbirinden hayli farklı olduğunu , çünkü bunların giderim ve dekompozisyon

mekanizmalarının farklı olduğunu göstermiş bulunmaktadır (Yonar 1999, Zenginay

1996, Yonar 1996, Üstün ve Özcan 1998).

88

4.4. Aktif Çamur Prosesinde KOİ Kavramı Ve Bölümleri

Biyolojik arıtma sistemlerinde mikrobiyaf büyüme ve substrat kullanım hızları

sistemdeki nutrient konsantrasyonu ile orantılıdır. Bu nedenle substrat özelliğine sahip

olan maddenin sistemden giderilmesi ve miktarının doğru olarak ölçülmesi gerekir

(Yonar 1999).

Günümüzde aktif çamur sistemlerinde kullanılmakta olan substrat ile bağlantılı

başlıca üç ölçüm yöntemi vardır; bunlar KOİ, BOİ ve TOK' dur. Toplam organik

maddenin ölçülmesinde, TOK yöntemi, BOİ ve KOİ yöntemlerine göre daha uygun

olmasına rağmen iki dezavantajı vardır. Birincisi, biyolojik olarak ayrışabilen ve

ayrışmayan organik maddeler arasında ayrım yapılamaz. İkincisi ise BOİ ve KOİ'nin

tersine, TOK yönteminin organik maddenin oksidasyon kademesinden bağımsız olma

ve organik bileşiklerin oksidasyon kademesi hakkında herhangi bir fikir vermemesidir.

Biyokimyasal Oksijen İhtiyacı kavramı, aerobik organotrofık mikroorganizmalar için

elverişli bir organik karbon kaynağı içeren bir atıksuyun kirlenme potansiyelinin,

mikroorganizmaların bu sudan alınmış bir örnekte gelişmeleri sırasında harcadıkları

oksijenin ölçülmesiyle belirlenebilir (Yonar 1999).

BOİ5, sadece 5 gün zarfında ayrışan substratı temsil ettiğinden bu parametre

atıksudaki substrat düzeyini tamamıyla yansıtamaz. Ayrıca, deneyde aşı olarak

kullanılan mikroorganizmalar, atıksudaki substrata aklime edildiğinde veya atıksu

biyolojik gelişmeyi inhibe edici maddeler içerdiğinde hatalı BOİ5 sonuçları elde

edilebilir. Biyolojik olarak kalıcı organik maddeler de, BOİ5 deneyinin önemli hata

kaynaklarından birini oluşturur. Ayrıca yöntemin oldukça zahmetli olması, en az 5 gün

sürmesi, deney koşullarından çok fazla etkilenmesi gibi dezavantajları, BOİ 5

parametresinin, biyolojik arıtma sistemlerinin tasarımı ve işletilmesinde kullanışlılığını

azaltmaktadır (Akal 1997).

Kimyasal Oksijen İhtiyacı çevre kirlenmesinde en çok kullanılan kollektif

parametrelerden biridir. Bu parametre ile atıksuların bünyesindeki organik maddeler,

kimyasal oksidasyonları için gerekli oksijen miktarı cinsinden belirlenir. Yöntem birkaç

89

istisna dışında tüm organik maddelerin, kuvvetli oksitleyicilerle asit ortamlarda

oksitlenebilecekleri esasına dayanmaktadır. Oksidasyon ortamında karbonlu organik

maddeler CO2 ve H2O; azotlu organik maddeler ise NH3 haline dönüşürler (Şengül ve

Müezzinoğlu 1997)

Ölçüm yöntemi bir redoks reaksiyonuna bağlı olduğu için, elektron transferinin

olmadığı reaksiyonlara giren maddelerin KOİ' sinden söz etmek olanaksızdır (Şengül ve

Müezzinoğlu 1997).

KOİ, kuvvetli bir kimyasal oksitleyici ile oksitlenebilen organik madde

içeriğinin oksijen cinsinden eşdeğerinin bir ölçüsüdür. Atıksu örneklerinin 2 saat

içerisinde, kuvvetli asit ortamda ve kaynama sıcaklığında indirgedikleri Cr+6 miktarının

ölçülmesi ilkesine dayanır. Böylelikle, KOİ deneyi, deney koşullarında ve deney süresi

içerisinde bikromatla yükseltgenebilir maddelerin atıksulardaki konsantrasyonunu

bulmakta kullanılır. KOİ deneyinin yetersizliği, mikroorganizmalar için uygun substrat

oluşturmayan yükseltgenebilir maddelerin ve bu arada biyolojik olarak inert organik

maddelerin de, Cr+ 'yi indirgemeleri nedeniyle ölçüm sonuçlarına yansımalarından ileri

gelir. KOİ deneyinin diğer dezavantajı da, biyolojik olarak ayrışabilen aromatik

hidrokarbonların, organik maddelerin Cr+6 ile yükseltgenememeleridir (Akal 1997).

Ancak ölçüm yöntemleri arasında, organik substrat, biyokütle ve kullanılan

oksijen arasında eşdeğer cinsinden bir ilişki kurabilen ve bir kütle dengesi

kurulabilmesine olanak tanıyan sadece KOİ ölçümüdür. KOİ aynı zamanda biyolojik

olarak ayrışabilirlik açısından organik maddeler arasında bir ayrım yapmaz.

Dolayısıyla, KOİ diğer yöntemlere tercih edilir. Ayrıca, KOİ daha az emek ve zaman

gerektiren ölçüm yöntemidir. Bu nedenle, KOİ bileşenlerinin tanımlanması gerekir

(Yonar 1999).

Ekama ve arkadaşlarına (1986) göre, bir atıksuyun KOİ'si iki ana bileşene

ayrılabilir. Biyolojik olarak ayrışamayan (inert) ve biyolojik olarak ayrışabilir kısımlar.

İnert KOİ bölümüm de kendi içinde çözünmüş ve partiküler olmak üzere ikiye

ayrılabilir. Aynı şekilde ayrışabilen KOİ'yi çözünmüş ve partiküler olarak ayırmak

90

mümkündür Şekil (4.5). Bu bakımdan KOİ daha kullanışlı bir parametredir (Yonar

1999).

Şekil 4.5. Bir atıksudaki toplam KOI nin bölümleri (Akal 1997)

Uluslararası Su Kirlenmesi Araştırmaları ve Kontrolü Birliği (IAWQ) tarafından

oluşturulan çalışma grubunun modeline göre de atıksudaki organik maddeler, biyolojik

olarak ayrışabilen ve ayrışamayan olarak ikiye ayrılmaktadır. Aktif çamur

sistemlerinden hiçbir değişikliğe uğramadan çıkan, biyolojik olarak ayrışmayan kısım,

biyolojik bakımdan inert kısım olarak tanımlanır. İnert çözünmüş organik madde Sı

sembolü ile, inert askıdaki organik madde ise Xp ile gösterilir. Biyolojik olarak

ayrışabilen organik kısımda kolay ayrışabilen kısım Ss ve yavaş ayrışabilen kısım, Xs

olmak üzere ikiye ayrılabilir (Akal 1997).

Doğrudan heterotrofik bakteriler tarafından alınan ve yeni biyokütlelerin

çoğalması için kullanılan kolay ayrışabilen kısım nispeten basit moleküllerden oluşur.

Çıkışta Çözünmüş KOIST

Ayrışabilir KOISs

İnert KOI

Girişte Sso’dan Kalan KOI

Üretilenden Kalan KOI

Girişteki İnert KOI

Üretilen İnert KOI

91

Daha kompleks moleküllerden oluşan yavaş ayrışan kısım ise kullanılmadan önce kolay

ayrışabilir substrata dönüştürülür (Yonar 1999).

Artan (1987)'ın geliştirdiği modele göre ise giriş akımındaki toplam KOİ, çözünmüş

olduğu kabul edilen kolay ayrışabilen organik maddeden (X s), inert çözünmüş

organik maddeden ve inert partiküler organik maddeden ibarettir (Xı). Şekil 3.2'de de

görüldüğü gibi çıkış akımındaki çözünmüş KOİ'de ayrışabilir ve inert olarak iki kısma

ayrılabilir. Çözünmüş inert organik madde de (1) numaralı denklemde görüldüğü gibi

atıksudaki çözünmüş inert organik madde (Sı) ile çözünmüş ürünlerin (Sr) toplamına

eşittir (Akal 1997, Yonar 1999).

KOİ.e= Ss + Sı + Sr (8)

Burada; KOİe, mg/L cinsinden çıkış suyundaki toplam substrat

konsantrasyonudur (Akal 1997).

Giriş KOİ değeri ve bileşenleri özellikle kuvvetli atıklarda ve endüstriyel

deşarjlarda son derece önemlidir ve doğru olarak belirlenmesi gerekir. Bu nedenle,

pekçok araştırmacı tarafından girişteki çözünmüş KOİ'nin inert kısmının belirlenmesi

için ölçüm yöntemleri geliştirilmiştir (Akal 1997, Yonar 1999).

Akal girişteki çözünmüş KOİ'yi saptamak amacıyla toplam çözünmüş KOİ

konsantrasyonları 1000 mg/L ile 9300 mg/L arasında değişen kağıt, mezbaha,

antibiyotik, tekstil ve süt endüstrileri atıksuları üzerinde çalışmıştır. Bu çalışmalarda

kademeli ve karşılaştırmalı yöntemler uygulanmış ve iki yöntemin karşılaştırmalı

değerlendirilmesi yapılmıştır. Çalışma sonucunda elde edilen deneysel sonuçlar Çizelge

4.2' de özetlenmiştir (Akal 1997).

92

Çizelge 4.2. Endüstriyel Atıksuların Kalıcı Çözünmüş KOI’leri (Akal, 1997)

Kategori Çözünmüş KOI

So, mg/l

Kalıcı Çözünmüş

KOI, S1, mg/l

S1/S0

Kağıt 3340 196 1,059

Mezbaha 1990 110 0,055

Antibiyotik 9300 2500* 0,27

Tekstil 1000 190 0,19

Süt 1570 0 -

(*) Aklimasyon problemlerinden dolayı çok yüksek

Akal ve diğerleri atıksularda çözünmüş inert KOİ içeriğinin belirlenmesi

amacı ile deneysel yöntemler geliştirmişlerdir. Çalışmalarında, atıksuların inert

çözünmüş KOİ fraksiyonlarının belirlenmesi için önerilen iki farklı metod ile

endüstriyel atıksu karakterizasyonuna inert çözünmüş substrat kavramını getirmişlerdir.

Kesikli deneylerden elde edilen çözünmüş KOİ profilleri, çözünmüş metabolik ürün

oluşumu nedeniyle salınımlar göstermekte ve literatürde belirtilen çözünmüş inert KOİ

fraksiyonlarının zamandan bağımsız olarak saptanmasının hatalara yol açacağını

göstermektedir. Çünkü, zamanla ölçülen çözünmüş KOİ konsantrasyonları önemli

ölçüde değişime uğramaktadır. İzlenen KOİ profillerinde en az iki minimum KOİ

değerine ulaşılmaktadır. İlk minimum değeri, çözünmüş metabolik ürün girişimi

nedeniyle değişken yapıya sahiptir, atıksuların nihai KOİ değerlerinin, ilk minimum

KOİ değerlerinden daha düşük olması, metabolik ürünlerin büyük bir kısmının daha

uzun reaksiyon sürelerinde ayrışabilir karakterde olabilecekleri ihtimali ile açıklanabilir.

Bu aynı zamanda, kademeli metottan ilk minimum değerlerle bulunan Sı

konsantrasyonunun, nihai değerlerle bulunana göre daha yüksek olmasını da açıklar; ilk

minimumdan elde dilen Sı değerinin içinde kesikli reaksiyon sürdükçe ayrışabilir nitelik

kazanacak olan metabolik ürünlerin bulunabileceğini göstermektedir (Akal 1997).

(Akal 1997) inert KOİ'nin tekstil atıksularının biyolojik arıtılabilirlîğine

93

etkilerini incelemiş, üç farklı tekstil atıksuyu üzerinde deneyler yapmıştır. Bu atıksuların

karakteristikleri Çizelge 4.3'de verilmiştir (Akal 1997).

Çizelge 4.3. Arıtılabilirlik Çalışmasında Kullanılan Tekstil Atıksularının

Karakteristikleri (Akal, 1997)

Parametre (mg/l) Tesis no:1

(Dokunmuş Kumaş)

Tesis no:2

(Örgü Kumaş)

Tesis no:3

(Örgü Kumaş)Toplam KOI, CTO 1240 885 981

Çözünmüş KOI, STO 1176 800 535

Çözünmüş BOI5 680 422 170

TKN 144 23 40

Toplam P 2,2 16 14

pH 12,2 7,2 7,85

Yukarıdaki çalışmadan şu sonuçları elde etmişlerdir:

1. Çalışmada incelenen üç tekstil endüstrisi atıksuları için, konsantrasyonları 88-17

mg/L arasında değişen çözünmüş inert (Sı) KOİ oluşmaktadır.

2. Partiküler inert KOİ'nin deneysel olarak saptanmasına yarayan bir metod

tanımlanmış ve sonuçlar, girişteki partiküler KOİ'nin %16'smın biyolojik

olarak ayrışmadığını göstermiştir.

3. Kalıcı KOİ deneylerinin ve biyolojik arıtılabilirlik çalışmalarının sonuçları arasında

uyum bulunmaktadır. Bu da çıkış suyu KOİ'sini düşük organik yüklemelerde

bile toplam artık KOİ olarak tanımlanan değerlerin altına

düşünülemeyeceğini göstermektedir (Akal, 1997).

Eremektar ve arkadaşları (1996) reaktif boya ile jet makinada pamuklu örgü

kumaş boyama işlemlerinden kaynaklanan atıksular üzerinde biyolojik arıtılabilirliği ve

inert KOİ'yi incelemişlerdir. İnceledikleri tesiste; kesikli boyama işlemi, kasarlama,

94

boyama, sabunlama ve yumuşatma adımlarından oluşmaktadır. Bu atıksuyun

karakteristiği Çizelge 4.4'te verilmiştir (Eremektar ve ark. 1996).

Çizelge 4.4. Deneysel Çalışmada Kullanılan Atıksu Karakterizasyonu ve Literatür ile

Karşılaştırma (Eremektar ve ark., 1996)

Parametre Atıksu Örneği

(mg/l)

Örgü Kumaş Son İşlemler Literatür

Literatür Değeri(Göknil vd.,1984)Toplam KOI 2100 340-19000

Çözünmüş KOI 1558 -

TKN 62 -

Toplam P 13,6 -

AKM 700 18-2200

Fenol 0,25 0,001-1,7

Sülfür 6 0,02-7,1

pH 10,5 -

İnert KOİ fraksiyonlarını belirleme amacı doğrultusunda; biri, başlangıç toplam

KOİ değeri yaklaşık 1000 mg/L olacak şekilde seyreltilmiş atıksu örneği ile (CTO),

diğeri ise, yine aynı seyrelti oranını sağlayacak şekilde ancak filtre edilmiş atıksu (STO)

ile, beslenmiş iki adet kesikli aerobik reaktör kullanılmıştır. Daha önce doldur-boşalt bir

sistemde atıksu örneğine aklime edilmiş aktif çamur reaktörlere aşı olarak verilmiştir.

Her iki reaktördeki başlangıç biyokütle konsantrasyonu 40 mg/L UAKM'ye ayarlanmış

ve tam karışını sistemlere oksijen sağlamak için kullanılan difuzörler yardımıyla

gerçekleştirilmiştir. Reaktörlerde zamana karşı izlenen toplam ve çözünmüş KOİ

değerleri düşüş göstermeden, sabit kaldığında deneyin sonuna gelindiği anlaşılmıştır.

Çizelge 4.5'de özetlenen deney sonuçları 686 mg/L olan başlangıç çözünmüş KOİ

deneyinin, 203 mg/L"inin deney sonucunda ayrışmadan kaldığını göstermektedir. Bu

çalışmanın inert KOİ değerleri, oran olarak Çizelge 4.6'da verilmiştir (Eremektar ve ark.

1996).

Çizelge 4.5. İnert KOI Saptama Deney Sonuçları (Eremektar ve ark., 1996)

95

I. Reaktör (atıksu ile

beslenen KOI, mg/l)

II. Reaktör (süzülmüş atıksu ile

beslenen KOI, mg/l)CT ST CT ST

Deney Başlangıcı 994 686 701 681

Deney Sonu 252 203 208 184

Süre, saat 476 476 476 476

Çizelge 4.6. Atıksu Örneğindeki İnert KOI Bileşenlerinin Oranları (Eremektar ve ark., 1996)

S1/CT0 XI/CT0 CS0/CT0 SP/CS0 XP/CS0 (S1+SP)/CTO

0,151 0,012 0,837 0,064 0,044 0,204

Sonuç olarak; 2100 mg/L'lik toplam KOİ'ye sahip olan atıksu, kimyasal arıtma

uygulanmaksızın biyolojik arıtma çıkışında ancak 428 mg/L'ye düşürülebilmiştir

(Eremektar ve ark. 1996).

Pınarlı ve arkadaşları (1999) bir tekstil endüstrisi atıksuyunun biyolojik

arıtılabilirliğini araştırmış ve mevcut antma tesisinin verimli bir şekilde çalışmasını

gerçekleştirmek amacıyla arıtma sisteminin KOİ cinsinden performansını

değerlendirmek üzere sistemin çözünmüş kalıcı KOİ'sini tespit etmiştir. Biyolojik

arıtma çalışmasında kullanılan atıksuyun özellikleri Çizelge 4.7' de verilmiştir (Pınarlı ve

ark. 1999).

96

Çizelge 4.7. Biyolojik Arıtma Çalışmasında Kullanılan Atıksuyun Özellikleri (Pınarlı

ve ark. 1999)

Parametre Konsantrasyon (Ölçülen Değer)

Toplam KOİ (mg/L) 352

Süzülmüş KOİ (mg/L) 326

AKM(mg/L) 5

TKN(mg/L) 9

Toplam P (mg/L) 1,23

pH 9

Pınarlı ve arkadaşları (1999) yukarıdaki çalışmadan şu sonuçları elde

etmişlerdir:

1. Kimyasal arıtmayı takiben gerçekleştirilen biyolojik arıtılabilirlik

çalışmalarında KOİ giderim verimi üzerinde yüksek performans elde

edilmiş ve toplam KOİ giderim verimi %90-9^5 civarında elde edilmiş olup,

arıtılmış suyun kalitesi "Su Kirliliği Kontrol Yönetmeliği" nde söz konusu

sektör için belirtilen deşarj kriterlerini sağlamıştır (Pınarlı ve ark. 1999).

2. Kimyasal çöktürme işleminden geçmiş atıksu üzerinde çözünmüş

kalıcı KOİ'yi belirlemek amacıyla karşılaştırmalı yöntem kullanılmış olup,

on gün boyunca KOİ değerlerinin değişimleri izlenmiştir. Deneysel

çalışmaların sonuçlarına göre ele alınan tekstil endüstrisinin atıksuyunun

kalıcı KOİ'si 70 mg/L, çözünmüş mikrobiyal ürün konsantrasyonu ise 18

mg/L olarak belirlenmiştir (Pınarlı ve ark. 1999).

97

Öktem ve arkadaşları (2000) polyester ve süprem kumaş boyama yapan

bir tekstil fabrikasının atıksuyuna, konvansiyonel atıksu karakterizasyonu ve

biyolojik antılabilirlik uygulamıştır. Biyolojik afıtılabilirlik çalışması kapsamında

atıksuların KOİ bileşenleri, kinetik ve stokiyometrik katsayıları belirlenmiştir.

Reaktif boya ile polyester kumaş boyama yapan tesisten alınan kompozit numunenin

karakterizasyon değerleri ve atıksuyun KOİ bileşenleri sırası ile Çizelge 4.8 ve

Çizelge 4.9'da verilmiştir (Öktem ve ark. 2000).

Çizelge 4.8. Tesis'e Ait Atıksu Karakterizasyonu (Öktem ve ark. 2000)

Parametre (mg/L) Tesis çıkışından alınan kompozit

numunede bulunan değerler

Toplam KOİ 2400

Süzülmüş KOİ 2050

TKN 44,8

Amonyak 15,5

Toplam P 2,55

AKM 800

UAKM 500

Alkalinite (CaCO3) 1950

Krom (+6) 3

pH 6,6

Çizelge 4.9. Atıksuyun KOİ Bileşenleri (Öktem ve ark. 2000)

CT1

mg/L

ST1

mg/L

Ssı

mg/L

Sıı

mg/L

XSı

mg/L

Xıı

mg/L

SSI/CT1

mg/L

SII/CT1

mg/L

XS1/CT1

mg/L

XII/CT1

mg/L

2400 2050 318 114 1916 52 0,13 0,04 0,79 0,02

98

Öktem ve arkadaşları (2000) yukarıdaki çalışmadan şu sonuçlan elde

etmişlerdir:

1. Konvansiyonel karakterizasyon sonucunda; toplam ve süzülmüş KOİ değeri

sırasıyla 2400 ve 2050 mg/L, azot ve fosfor değeri ise 44,8 mg/L, 2,6 mg/L

olarak bulunmuştur (Öktem ve ark. 2000).

2. Kinetik ve stokiyometrik katsayıların hesabına ait çalışmada sıcaklık (T)

20°C'de, dönüşüm oranı (YH) 0,63 gKOİ/ghücre KOİ, maksimum spesifik

çoğalma hızı ( H) 3,4 d-1, aktif biyokütlenin içsel solunum hızı (bH) 0,12 d-1

olarak bulunmuştur. Elde edilen bu değerlerin evzel atıksu için elde edilen

katsayılarla benzer olduğu görülmüştür (Öktem ve ark. 2000).

3. KOİ fraksiyonlarını belirleme çalışması sonucunda toplam kalıcı KOİ oranı

%6 mertebesinde saptanmıştır, bunun %4'lük kısmı çözünmüş inert

maddedir (Öktem ve ark. 2000).

4. Elde edilen bu verilere göre bu atıksuyun biyolojik arıtmaya uygun bir atıksu

olduğu kanaatine varılmıştır (Öktem ve ark. 2000).

4.4.1. Çözünmüş kalıcı KOİ tanımı ve özellikleri

IAWPRC Çalışma Grubu Modeli yavaş parçalanabilir substrat ile kalıcı KOİ'yi

birbirinden ayırmaktadır. Çıkış suyundaki kalıcı KOİ'nin belirlenmesi, biyolojik

faaliyete etki etmemesine rağmen, literatür ve metodlarda kabul görmekte ve tavsiye

edilmektedir. Çözünmüş ,(SİO) ve partikül (XİO) kalıcı KOİ'leri arasındaki üstünlük aktif

çamur prosesinin tam olarak açıklanması için de önemlidir. Biyolojik olarak

parçalanamayan partikül KOİ çamurla birlikte uzaklaştırılmakta, biyolojik olarak

parçalanamayan çözünmüş KOİ'de deşarj ile birlikte sistemden direkt olarak

çıkmaktadır (Artan ve arkadaşları, 1992) (Yonar 1999).

99

Aktif çamur davranışının iyi bir biçimde anlaşılması için teorik olarak yaklaşım

sağlanması ve sonuç için Çalışma Grubu Modeli'ndeki çözünmüş kalıcı ürün

oluşumuyla bağlantı kurulması gerekmektedir. Bu modifikasyonun detaylı açıklamaları

aşağıda verilmiştir. Bu modele göre, atıksudaki çözünmüş KOİ biyolojik olarak

ayrışabilir çözünmüş substrat Sr, çözünmüş inert ürünler, SP ve Sİ'den ibarettir. Eğer

temas süresi yeteri kadar uzunsa, reaktördeki çözünmüş ayrışabilir substrat KOİ düzeyi

tamamen tüketilebilir ve kalıcı KOİ Sr, Sp ve Sı'nin toplamına eşittir (Yonar 1999).

Sr = SP + Sİ (9)

Burada, Sr, ayrışabilir çözünmüş substrat, SP, parçalanabilir organik kısım, Sİ,

kalıcı kısımdır (Yonar 1999, Yapraklı 1997).

Rasyonel olarak çözünmüş kalıcı ürünler burada Sı olarak tanımlanmaktadır.

Çözünmüş kalıcı ürünlerin oluşum mekanizmaları büyümeyle veya çürümeyle

alakalıdır. Her iki durumda da, Qr = sonsuz değeri için SP'nin çamur bekletme

zamanındaki nihai konsantrasyonu, giriş suyundaki biyolojik parçalanabilir KOİ

konsantrasyonuyla doğru orantılıdır (Yonar 1999, Yapraklı 1997).

SPT = YP * CS0 (10)

Burada;

CS0 = SS0 + XS0 (11)

dir.

Eğer giriş suyundaki KOİ sadece atıksuyun çözünebilir fraksiyonlarını

içeriyorsa, SP biyolojik ayrışabilir KOİ ile orantılıdır; (SS0).

SPS = YP * SS0 (12)

100

Atıksuyun çözünebilir KOİ'si, STo, Sso ve Sjo'ın toplamına eşittir. Çözünmüş

kalıcı KOİ konsantrasyonu atıksuda sabittir, Sto = St,

Buradan;

SS0 = ST0 – S1

(11) ve (12) denklemleri (8) denkleminde yerine konulursa;

Sr = YP * ST0 + (1 - YP) S1 (14)

elde edilir.

101

5. SONUÇLAR VE YORUMLAR

Tekstil endüstrisi, Türkiye'de en hızlı gelişen sanayilerin başında gelmektedir.

Bu hızlı gelişim, büyük debilerde ve büyük konsantrasyonlarda kirlilik taşıyan

atıksuların arıtma gerekliliğini de beraberinde getirmiştir. Tekstil fabrikalarında üretim

aşamalarına göre çeşitli bileşim ve miktarlarda atıksular oluşmaktadır. Bu atıksuların

büyük kısmı ağartma, boyama ve yıkama işlemlerinden kaynaklanmaktadır. Asit, baz,

boya, deterjan, tuz ve kullanılan diğer kimyasallar atıksuda kirlilik yaratan başlıca

kirleticilerdir.

Bu çalışmada tekstil endüstrisinin tanımı yapılarak tekstil endüstrilerinin

genel prosesleri hakkında bilgiler verilmiştir. Bunun yanı sıra tekstil endüstrilerinin

sınıflandırılması yapılmış ve bu endüstrilerden kaynaklanan atıksuların kaynak,

miktar ve özellikleri hakkında bilgiler verilmiştir. Kirletici parametreler, deşarj

standartları hakkında bilgiler sunulmuştur.

Tekstil atksularının arıtım yöntemleri olan mekanik, kimyasal ve biyolojik

arıtım hakkında bilgiler verilmiştir. Tekstil endüstrisi atıksularının kimyasal

arıtımında genellikle koagülasyon ve flokülasyon işlemlerinde demir, alüminyum

gibi +3 değerlikli metaller kullanılır. Koagülasyon ve flokülasyon işlemlerinin

amacı; Organik ve inorganik bulanıklığın giderilmesi, renk giderimi, bakteri ve

patojen giderimi, alg ve organizmaların giderimi, koku ve tat yapıcı maddelerin

giderilmesi, fosfat giderimi, biyolojik oksijen ihtiyacı ve kimyasal oksijen ihtiyacı

parametrelerinin giderilmesi, askıda katı madde giderimi, metal giderimidir.

Ayrıca tekstil endüstrisi atıksularının anaerobik ve aerobik biyolojik

sistemlerle arıtımları hakkında yeterli bilgiler verilmiş olup, biyolojik arıtmada görev

alan mikroorganizmaların büyüme kinetikleri monod eşitliği ile açıklanmıştır.

Sonuç olarak tekstil endüstrisinden kaynaklanan kirletici parametreler, bu

parametrelerin arıtım yöntemleri, deşarj standartları vurgulanarak gerekli bilgiler

tezimizde sunulmuştur.

102

6. KAYNAKLAR

AKAL, S.K 1990. Aktif Çamurda Çözünmüş Metabolik Ürün Oluşumu Modeli,

İ.T.Ü Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksel Lisans Tezi, s.85, İstanbul.

AKAL, S.K 1997. Glükozla Beslenen Kesikli Reaktörlerde Organik Yüklemenin

Ayrışma Kinetiği ve Kalıcı Ürün Oluşumu Üzerine Etkisi, İ.T.Ü. Fen Bilimleri

Enstitüsü, Doktora Tezi, s.182, İstanbul.

BAŞER, İ. İNANICI, Y. 1990. Boyarmadde Kimyası, Marmara Üniversitesi Yayını,

Yayın No 482, İstanbul.

BAŞER, İ. 1992 Elyaf Bilgisi, M.Ü Yayını No 524, İstanbul

BAŞKAYA, H.S, FORSTER, C.F, STAFFORD, D.A 1995. Treatment Of Industrial

Effluents, s. 248

DİKMEN, F. 1998. Tekstil Atıksularında Ozonla Renk Giderimi Üzerine Bir

çalışma, İ.T.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, s.75, İstanbul

EPA, 1997. Profile Of The Textile Industry, U.S Goverment Printing Office

Superintendent of Documents, Washington.

EPA,2000. Emergency Planning And Community Right- To- Know Act Section 313

Reporting Guidance For The Textile Processing Industry.

EREMEKTAR, G, GERMİRLİ, F, ÇEKİ, S, TÜNAY, O. 1996. Tekstil Endüstrisi

Atıksularında İnert KOİ Örnek Uygulama, İ.T.Ü. 5. Endüstriyel Kirlenme Kontrolü

Sempozyumu’96, s. 42-53, İstanbul.

GERMİRLİ,F. 1990. –The ıncremental And Comparison Metods For The Assesment

103

Of Initial Soluble Inert COD, İ.T.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, s.184,

İstanbul

GÖKNİL, H. TORÖZ, İ. ÇİMŞİT, Y. 1984 Endüstriyel Atıksuların Kontrol ve

Kısıtlama Esasları Projesi – Tekstil Endüstrisi, İ.T.Ü. Çevre ve Şehircilik Uygulama

ve Araştırma Merkezi, s.45, İstanbul.

HANSEN, J. 1997. ‘UNEP Cleaner Production Industrial Sector Guide Textile

Industry Provisional Version, DTI.

KANLIOĞLU, B.Ü. 1998. Tekstil Terbiye İşlemleri ve Çevre , U.Ü. Mühendislik –

Mimarlık Fakültesi Yayını, Bursa.

KANLIOĞLU, B.Ü. 2000 Pamuklu Tekstil Endüstrisi Atıksularında İyon Çifti

Ekstraksiyonu Metodu İle Renk Giderimi, U.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü,Yüksek

Lisans Tezi, s. 83, Bursa.

KESTİOĞLU, K. 1992. Tekstil Çıkış Sularından Adsorblama Tekniği İle Renk

Giderimi, İ.T.Ü. Endüstriyel Kirlenme Sempozyumu, Dokuz Eylül Üniversitesi

Çevre Mühendisliği Bölümü, s. 74-85, Bornova, İzmir.

KESTİOĞLU, K. 2001. Atıksu Arıtımında Biyokimyasal Prosesler , U.Ü

Mühendislik-Mimarlık Fakültesi , Çevre Mühendisliği Bölümü, Uludağ Üniversitesi

Güçlendirme Vakfı, Yayını, s. 215

KIRDAR,E.1995. Tekstil Atıksularında Renk Giderimi, İ.T.Ü Fen Bilimleri

Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, s. 116, İstanbul.

LOMAS, M 1993. Textile Wet Processing And The Environment, JSDC, Volume

103.

104

MARANGOZOĞLU, T. 1994. Tekstil Atıksularının Dekolorizasyonu, U.Ü Tekstil

Mühendisliği Bölümü Lisans Tezi, s. 78, Bursa.

ÖKTEM, Y.A, SOYHAN, B, BARLAS, H. 2000.Tekstil Boyama Atıksularının

Karakterizasyonu ve Arıtabilirliği,2000 GAP Çevre Kongresi, s. 115-124, Şanlıurfa.

ÖZCAN, Y, ULUSOY, E. 1984 Tekstil Elyaf ve Boyama Tekniği, Fatih Yayınevi,

İ.Ü, s. 56, İstanbul.

PINARLI, V, AKAL, S.K, YONAR, T. 1999.Tekstil Endüstrisi Atıksuyunda

Arıtabilirlik Çalışmaları ve Kalıcı KOİ’nin Belirlenmesi, S.K.K.D, Cilt 9, Sayı 3

ŞENGÜL, F., 1991. Endüstriyel Atıksuların Özellikleri ve Arıtılması, D.E.Ü.

Mühendislik – Mimarlık Fakültesi Basım Ünitesi, Çevre Mühendisliği Bölümü, s.

218, İzmir

ŞENGÜL, F., MÜEZZİNOĞLU, A., 1997. Çevre Kimyası, D.E.Ü. Mühendislik

Fakültesi Basım Ünitesi, s. 308, İzmir

ÜSTÜN, E.G., ÖZCAN, Y., 1998. Farklı Giriş Konsantrasyonlarında Organik

Madde Gideriminin Belirlenmesi, U.Ü. Çevre Mühendisliği Bölümü, Lisans Tezi, s.

84, Bursa

VARDAR, C., ŞAR, A., 1998. Tekstil Atıksularının Arıtılabilirliğinin İncelenmesi,

U.Ü. Çevre Mühendisliği Bölümü, Lisans Tezi, s. 89, Bursa

YAKARTEPE, M., 1986. Atık Flottede Boyama Sistemi ve Sağlanan Tasarrufların

Boyama Maliyetine Etkisi, 2. Ulusal Tekstil Sempozyumu, s. 118-124, Bursa

YAPRAKLI, B., 1997. Tekstil Endüstrisi Boyama Atıksularının Karakterizasyonu ve

105

Biyolojik Arıtılabilirliği, İTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, s. 104,

İstanbul

YONAR, T., 1996. Düşük F/M Oranlarında Organik Madde Gideriminin

Belirlenmesi, U.Ü. Çevre Mühendisliği Bölümü, Lisans Tezi, s. 77, Bursa

YONAR, T., 1999. Kağıt Sanayi Atıksularında Çözünmüş Kalıcı Kimyasal Oksijen

İhtiyacının Belirlenmesi, U.Ü. Çevre Mühendisliği Bölümü, Yüksek Lisans Tezi, s.

97, Bursa

ZENGİNAY, S., 1996. Yüksek F/M Oranlarında Organik Madde Gideriminin

Belirlenmesi, U.Ü. Çevre Mühendisliği Bölümü, Lisans Tezi, s. 83, Bursa

106

İÇİNDEKİLER

1. GİRİŞ........................................................................................................................1

2. TEKSTİL ENDÜSTRİSİ...............................................................................................2

2.1. Tekstil Endüstrisinin Tanımı..............................................................................2

2.2. Tekstil Endüstrisi Genel Prosesleri....................................................................3

2.2.1. Haşıllama.....................................................................................................3

2.2.2. Yıkama ve haşıl giderme..............................................................................4

2.2.3. Ağartma....................................................................................................4

2.2.4. Merserize etme..........................................................................................5

2.2.5. Boyama.....................................................................................................5

2.2.6. Apreleme......................................................................................................5

2.3. Tekstil Endüstrisinin Sınıflandırılması...............................................................5

2.3.1. Yünlü tekstil endüstrisi.................................................................................5

2.3.2. Pamuklu tekstil endüstrisi..........................................................................10

2.3.3. Sentetik tekstil endüstrisi............................................................................16

2.4. Boyar Maddelerin Sınıflandırılması....................................................................20

2.4.1. Boyarmaddelerin çözünürlüklerine göre sınıflandırılması....................21

2.4.1.1. Suda çözünen boyar maddeler.............................................................21

2.4.1.2. Suda çözünmeyen boyar maddeler......................................................21

2.4.2. Boyar maddelerin özelliklerine göre sınıflandırılması...............................21

2.4.2.1. Bazik (katyonik) boyarmaddeler..........................................................21

2.4.2.2. Asit boyarmaddeler.........................................................................22

2.4.2.3. Direkt boyarmaddeler............................................................................22

2.4.2.4. Mordan boyarmaddeler.................................................................22

2.4.2.5. Reaktif boyarmaddeler...................................................................22

2.4.2.6. Küpe boyarmaddeler............................................................................23

2.4.2.7. Dispers boyarmaddeler.......................................................................23

2.4.2.8. Sülfür boyalar.................................................................................23

2.4.2.9. Geliştirilmiş boyarmaddeler............................................................23

2.4.2.10. Anilin siyahı.........................................................................................23

2.4.3. Boyar maddelerin kimyasal yapılarına göre sınıflandırılması.......................24

107

3. TEKSTİL ENDÜSTRİSİ ATIKSULARININ KAYNAK, MİKTAR VE ÖZELLİKLERİ..26

3.1. Tekstil Endüstrisi Atıksularında Alt Kategorizasyon............................................31

3.1.1. Yapağı yıkama alt kategorisi ve atıksuları.....................................................33

3.1.2. Yünlü kumaş son işlemler alt kategorisi ve atıksuları....................................34

3.1.3. Az su kullanılan işlemler alt kategorisi ve atıksuları.................................35

3.1.4. Dokunmuş kumaş son işlemleri alt kategorisi ve atıksuları.......................36

3.1.5. Örgü kumaş son işlemleri alt kategorisi ve atıksuları...............................37

3.1.6. Halı üretimi son işlemleri alt kategorisi ve atıksuları...................................39

3.1.7. Stok ve elyaf son işlemleri alt kategorisi ve atıksuları...............................40

3.2. Genel Olarak Kirletici Parametreler..................................................................41

3.3. Kirletici Parametrelerin Belirlenmesi..............................................................48

3.3.1. Kirletici parametre seçim esasları.............................................................48

3.3.2. Tekstil endüstrisi için kirletici parametrelerin seçimi...................................49

3.3.3. Tekstil endüstrisi için kirletici parametreler.................................................52

3.3.4. Tekstil endüstrisi için seçilen kirletici parametrelerin özellikleri..................57

3.3.4.a. Biyokimyasal oksijen ihtiyacı..............................................................57

3.3.4.b. Kimyasal oksijen ihtiyacı.....................................................................57

3.3.4.c. Toplam askıda katı madde...................................................................58

3.3.4.d. Yağ ve gres...........................................................................................58

3.3.4.e. Sülfür....................................................................................................58

3.3.4.f. Fenolik bileşikler (4AAP )....................................................................59

3.3.4.g. Krom....................................................................................................59

3.3.4.h. pH........................................................................................................60

3.4. Deşarj Standartları....................................................................................63

4. TEKSTİL ATIKSULARININ ARITILMASI........................................................64

4.1. Tekstil Atıksularını Arıtma Yöntemleri....................................................................64

4.2. Tekstil Atıksularının Arıtılma İmkanları.........................................................66

4.3. Tekstil Atıksularının Arıtımında Uygulanan Metotlar..................................66

4.3.1. Mekanik arıtma.........................................................................................66

4.3.2. Kimyasal arıtma sistemleri........................................................................69

4.3.3. Tekstil endüstrisi atıksularının arıtılmasında biyolojik arıtmanın

önemi ve çözünmüş kalıcı (inert) KOI kavramı...................................................79

108

4.3.3.1. Biyolojik Arıtmanın Prensipleri...........................................................79

4.3.3.2. Organik Madde Gideriminin Belirlenmesi..........................................80

4.3.3.3. Karbonlu organik maddelerin giderimi.............................................80

4.4. Aktif Çamur Prosesinde KOİ Kavramı Ve Bölümleri...........................................88

4.4.1. Çözünmüş kalıcı KOİ tanımı ve özellikleri..................................................98

5. SONUÇLAR VE YORUMLAR..............................................................................101

6. KAYNAKLAR........................................................................................................102

109