Deri endüstrisi atıksularının inorganik ve organik koagülantlar kullanılarak kimyasal arıtımı
Chemical treatment of tannery wastewater using inorganic and organic coagulants
- Tez No: 993032
- Danışmanlar: PROF. DR. AYLA UYSAL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Süleyman Demirel Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Deri endüstrisi atıksuyunun düşük biyolojik parçalanabilirliği, biyolojik arıtma proseslerinin etkinliğini sınırlamaktadır. Bu durumda, biyolojik arıtma prosesinin yükünü azaltmak, parçalanması zor ve toksik bileşenlerin giderimi için kimyasal arıtma yaygın bir proses olarak uygulanmaktadır. Bununla birlikte, geleneksel koagülantlar yüksek kimyasal çamur üretimine ve artan metal kalıntılarına sebep olmaktadır. Bu nedenle, yeni koagülantların geliştirilmesi önem arz eden bir konudur. Titanyum (Ti) bazlı koagülantlar insan vücudu için toksik değildirler, daha az çökelti oluştururlar, suyun rengi üzerinde daha az etki gösterirler ve oluşan çamurun yeniden kullanım olasılığı vardır. Bunlardan dolayı, son zamanlarda Ti bazlı koagülantlar giderek daha fazla ilgi görmektedir. Polimerlerin metal tuzlarıyla kombinasyon halinde kullanılması, daha az çamur hacmi ve daha büyük çökelme oranlarına sahip daha büyük ve kompakt floklar gibi bazı avantajlarla sonuçlanır. Poliakrilamid (PAM); yüksek moleküler ağırlığına sahip olması ve suda çözünürlüğünün yüksek olması nedeniyle yaygın olarak kullanılan bir polimer flokülanttır. PAM, koagülant olarak oldukça etkili olabilir, ancak yüksek üretim maliyetleri yaygın kullanımını sınırlamaktadır. İnorganik koagülantlar ile PAM'ın birlikte kullanımı, işletme maliyetlerini düşürebilmekte ve koagülasyon verimliliğini artırabilmektedir. Bu çalışmada; deri endüstrisi atıksuyunun kimyasal arıtımında alternatif inorganik koagülant olarak titanyum tetraklorürün (TiCl4) performansı, geleneksel koagülant olan alüminyum sülfata (AlSO4.18H2O) göre araştırılmıştır. Koagülant dozu 50-120 mg/L aralığında ve pH değeri 4-10 aralığında olmuştur. Arıtma performansları kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ), askıda katı madde (AKM), renk ve amonyak azotu (NH3-N) giderimi yönünden değerlendirilmiştir. TiCl4 için pH 4 ve 120 mg/L dozunda, Al için ise pH 6 ve 120 mg/L dozunda optimum koşullar elde edilmiştir. TiCl4 koagülantı için optimum şartlarda KOİ, AKM, renk ve NH3-N giderim verimleri %74,07, %89,20, %85,06 ve %25,68 olarak elde edilmiştir. AlSO4.18H2O koagülantı için optimum şartlarda KOİ, AKM, renk ve NH3-N giderim verimleri %73,25, %87,60, %66,63 ve %29,51 olarak elde edilmiştir. TiCl4 kullanılması durumunda KOİ ve AKM verimleri bir miktar daha yüksek olmuştur. Renk giderim verimi bakımından ise, TiCl4 koagülantının AlSO4.18H2O'a göre belirgin derecede daha iyi performans gösterdiği görülmüştür. İnorganik koagülanlar ile elde edilen giderim verimlerini artırmak için, organik polimer olan noniyonik PAM (NPAM) koagülant yardımcısı olarak kullanılmıştır. NPAM'in farklı dozlarının (1 mg/L, 5 mg/L ve 10 mg/L) giderim performansları üzerine etkileri belirlenmiştir. NPAM'ın belli bir konsantrasyon artışına kadar kirlilik giderim verimlerinin arttığı görülmüştür. TiCl4 koagülantı ve koagülant yardımcısı olarak 5 mg/L NPAM konsantrasyonunda KOİ, AKM, renk ve NH3-N giderim verimleri %79,45, %95,75, %95,34 ve %27,41 olmuştur. AlSO4.18H2O koagülantı ve koagülant yardımcısı olarak 5 mg/L NPAM konsantrasyonunda KOİ, AKM, renk ve NH3-N giderim verimleri %75,78, %94,87, %78,38 ve %30,57 olmuştur. Bu şartlarda, TiCl4 ve AlSO4.18H2O için çamur hacim indeksi (SVI) değerleri sırasıyla 25,16 mL/g ve 30,84 mL/g olmuştur. Ti koagülantlarının üretim maliyeti pratik uygulamalar için önemli bir unsurdur. Bununla birlikte, Ti içeren kimyasal çamurun katma değerli ürünlere dönüştürülmesi önemli bir avantaj sağlamaktadır. Üretim maliyetinin azaltılması durumda, bu çalışmadan elde edilen sonuçlar deri endüstrisi atıksuyunun arıtımında TiCl4'ün alternatif koagülant olabileceğini göstermiştir. TiCl4 ve NPAM'in birlikte kullanımı ile, daha fazla TiCl4 eklenmesine gerek kalmadan düşük NPAM dozunda giderim verimlerinin belirgin derecede arttığı görülmüştür.
Özet (Çeviri)
The low biodegradability of tannery industry wastewater limits the effectiveness of biological treatment processes. In this case, chemical treatment is commonly used to reduce the load on the biological treatment process and to remove difficult-to-degrade and toxic components. However, traditional coagulants lead to high chemical sludge production and increased metal residues. Therefore, the development of new coagulants is an important issue. Titanium (Ti)-based coagulants are non-toxic to the human body, produce less sediment, exhibit a smaller effect on the water color, and reuse possibility of the produced sludge. Therefore, Ti-based coagulants have recently gained increasing attention. The use of polymers in combination with metal salts results in several advantages, such as larger and more compact flocs with smaller sludge volumes and higher sedimentation rates. Polyacrylamide (PAM) is a widely used polymer flocculant due to its high molecular weight and high water solubility. PAM can be quite effective as a coagulant, but its high production costs limit its widespread use. The combined use of PAM with inorganic coagulants can reduce operating costs and increase coagulation efficiency. In this study, it was investigated the performance of titanium tetrachloride (TiCl4) as an alternative inorganic coagulant in the chemical treatment of tannery industry wastewater, compared to the traditional inorganic coagulant aluminum sulfate (AlSO4.18H2O). The coagulant dosage was varied from 50 to 120 mg/L, and the pH value was varied from 4 to 10. The performances of the treatment were evaluated for chemical oxygen demand (COD), suspended solids (SS), color, and ammonia nitrogen (NH3-N) removal. The optimum conditions were obtained at a pH of 4 and a dosage of 120 mg/L for TiCl4 and pH of 6 and a dosage of 120 mg/L AlSO4.18H2O. For TiCl4 coagulant, removal efficiencies of COD, SS, color, and NH3-N were obtained as 74.07%, 89.20%, 85.06%, and 25.68% under optimum conditions. For AlSO4.18H2O coagulant, removal efficiencies of COD, SS, color, and NH3-N were obtained as 73.25%, 87.60%, 66.63%, and 29.51% under optimum conditions. The removals of COD and SS were slightly higher when TiCl4 was used. In terms of color removal efficiency, TiCl4 coagulant showed significantly better performance compared to AlSO4.18H2O. To improve the removal efficiencies obtained with inorganic coagulants, nonionic PAM (NPAM), an organic polymer, was used as a coagulant aid. The effects of different dosages of NPAM (1 mg/L, 5 mg/L, and 10 mg/L) on removal performance were determined. It was observed that pollution removal efficiencies increased up to a certain concentration increase of NPAM. With TiCl4 combination with 5 mg/L of NPAM, the removal efficiencies of COD, SS, color, and NH3-N were 79.45%, 95.75%, 95.34%, and 27.41%, respectively. With AlSO4.18H2O combination with 5 mg/L of NPAM, the removal efficiencies of COD, SS, color, and NH3-N were 75.78%, 94.87%, 78.38%, and 30.57%, respectively. Under these conditions, the sludge volume index (SVI) values for TiCl4 and AlSO4.18H2O were 25.16 mL/g and 30.84 mL/g, respectively. The production cost of Ti coagulants is a significant factor for practical applications. However, converting Ti-containing chemical sludge into value-added products offers a significant advantage. If production costs are reduced, the results of this study show that TiCl4 can be an alternative coagulant in the treatment of tannery industry wastewater. The combined use of TiCl4 and NPAM resulted in significantly increased removal efficiencies at low NPAM dosages without the need for additional TiCl4.
Benzer Tezler
- Hatay'daki deri endüstrilerinin atık sularının incelenmesi
Investigation of wastewaters of leather tanning industry in Hatay
ABDO ÖZKAN
- Development and characterization of ceramic nanofiber membranes for dye removal from textile wastewater
Tekstil atıksularından boya giderimi için seramik nanofiber membranların geliştirilmesi ve karakterizasyonu
NURAY YERLİ SOYLU
Doktora
İngilizce
2024
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELEK MÜMİNE EROL TAYGUN
- COD reduction studies in the tanning industry wastewaters
Deri atıksularında kalıntı KOİ giderim çalışmaları
TEKİN YILDIRIM
Yüksek Lisans
İngilizce
1999
Çevre MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiÇevre Teknolojileri Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ENVER Y. KÜÇÜKGÜL
- Mezbaha endüstrisi atıksularında magnezyum amonyum fosfat çöktürmesi ile azot giderimi
Assessment of nitrogen removal by struvite precipitation in slaugeterhouse wastewater
PELİN ÖZCAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2001
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. IŞIK KABDAŞLI
- Deri endüstrisi atıksularından protein giderimi
Protein removal from leather industry wastewaters
TÜLAY KOCA
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OLCAY TÜNAY