Yoğun Su Tüketilen Endüstrilerde Bütünleşik İleri Oksidasyon/Membran Filtrasyon Sistemi ile Su Geri Kazanımı ve Konsantre Yönetimi

YATMAZ, Hüseyin Cengiz; DAĞLI, Sönmez; KIRIL MERT, Berna; AYDINER, Coşkun

Yoğun Su Tüketilen Endüstrilerde Bütünleşik İleri Oksidasyon/Membran Filtrasyon Sistemi ile Su Geri Kazanımı ve Konsantre Yönetimi

Yürütücü

Coşkun AYDINER (Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü, Mühendislik Fakültesi, Çevre Mühendisliği Bölümü, Kocaeli, Türkiye)

Danışman(lar)

Sönmez DAĞLI (İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Çevre Bilimleri ve Mühendislik Programı, Ayazağa, İstanbul, Türkiye)

Araştırmacı(lar)

Berna KIRIL MERT, (Sakarya Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Çevre Mühendisliği Bölümü, Sakarya, Türkiye)

Hüseyin Cengiz YATMAZ (Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü, Çevre Mühendisliği Bölümü, Gebze, Türkiye)

13 6

Proje Grubu: ÇAYDAG Sayfa Sayısı: 790 Proje No: 113Y352 Proje Bitiş Tarihi: 01.12.2016 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 23-03-2020

Yoğun Su Tüketilen Endüstrilerde Bütünleşik İleri Oksidasyon/Membran Filtrasyon Sistemi ile Su Geri Kazanımı ve Konsantre Yönetimi

Öz:

Bu proje çalısmasında, ileri oksidasyon/batık ultrafiltrasyon (IOP/UF) hibrit prosesine dayalı gelistirilen konvansiyonel esaslı etkinligi bilinen ve önerilen yenilikçi endüstriyel atıksu arıtma sistemlerinin; yogun su tüketimli kâgıt ve tekstil endüstrilerinden kaynaklanan atıksulardan yüksek oranda kaliteli proses suyu geri kazanımının ve olusan membran konsantresi atık yüklerinin azaltılarak konsantre yönetiminin saglandıgı bütünlesik su yönetimi uygulamaları için, teknolojik olarak sahada basarıyla uygulanabilirlik ve ekonomik olarak da mali tercih edilebilirliklerinin belirlenmesi amaçlanmıstır. Laboratuvar arıtım çalısmalarıyla, hibrit IOP/UF prosesinin tekstil ve kagıt atıksuları için optimum isletim sartları belirlenmis; her bir atıksu için etkinligi bilinen ve önerilen sistemlerin pilot ölçek kararlı hal isletim performansları tespit edilmistir. Konvansiyonel basınç sürücülü membran sistemlerde her bir atıksu çesidi ve önerilen sistemlerde (IOP/UF sonrası NFsıkı, TO ve NFgevsek/TO) sadece tekstil atıksuyu için hedeflenen yeniden kullanım suyu kalitelerinin saglandıgı isletimler yerine getirilmistir. Kâgıt atıksuyundan önerilen sistemlerle etkin su geri kazanımı saglanamamıs, IOP/UF sonrasında membran distilasyon uygulaması hedef çıkıs suyunun üretildigi teknolojik çözüm olmustur. Yenilikçi çözümlerin isletimleri, IOP/UF'te konsantre+ham atıksu'yun eszamanlı arıtımlar altında, herhangi bir atık olusmaksızın gerçeklestirilmistir. Membran konsantrelerinin, sıfır/sıfıra yakın sıvı desarjı uyarınca sahada bertaraflarının yapılacagı yönetimleri üzerinden, saha ölçek benzestirmeler gerçeklestirilmis ve gerçek ölçek maliyetler tahmin edilmistir. En ekonomik çözüm olan sıfıra yakın desarjda, 1000 mgKOI/L esdegeri atıksular için; konvansiyonel esaslı yenilikçi uygulamalarda (konsantrelerin IOP/UF ile arıtıldıgı) 1,8 $/m3 ve gelistirilen yenilikçi uygulamalarda 0,6 $/m3 geri kazanım suyu ile, endüstriyel atıksulardan su geri kazanımı/konsantre yönetiminin sahada oldukça tercih edilir ortalama birim maliyetlerdedir. 1000 mg KOI/L esdegeri üzeri atıksular için, gelistirilen sistemlerin konvansiyonel arıtma sonrası ileri arıtma uygulamasıyla, sahada tekno-ekonomik tercih edilebilir olacagı ayrıca degerlendirilmektedir. Sonuç olarak, yogun su tüketilen endüstriler için gelistirilen teknolojik çözümlerin hayata geçirilmesiyle, Ülkemiz ve Dünya genelinde su kirlenmesi problemlerinin azaltılmasına ve temiz su kaynaklarının ve çevrenin sürdürülebilir korunmasına önemli katkılar saglanacak; saha ölçek kurulum ve endüstriyel isletimler sayesinde yeni yatırım ve istihdama katkı saglanmıs olunacaktır.

Anahtar Kelime: Konsantre Yönetimi Su Geri Kazanımı Yenilikçi Teknolojiler Endüstriyel Atıksu Arıtımı

Konular: Çevre Mühendisliği

Erişim Türü: Erişime Açık

Ashoor, B.B., Mansour, S., Giwa, A., Dufour, V., Hasan, S.W. 2016. ‘’Principles and applications of direct contact membrane distillation (DCMD): A comprehensive review’’, Desalination, 398, 222-246.
1- Kâgıt Endüstrisi Atıksularının Fenton ve Foto-Fenton Prosesleri ile Arıtılabilirliginin Arastırılması (Bildiri - Ulusal Bildiri - Sözlü Sunum),
Bes-pia, A., Iborra-Clar, A., Garcia-Figueruelo, C., Barredo-Damas, S., Alcaina-Miranda, M.I., Mendoza-Roca, J.A., Iborra-Clar, M.I. 2009. ‘’Comparison of three NF membranes for the reuse of secondary textile effluents’’, Desalination, 241, 1-7.
2- Tekstil Yıkama Banyosu Atıksularının Fenton ve Foto-Fenton Prosesleri ile Optimum Arıtılabilirliginin Incelenmesi (Bildiri - Ulusal Bildiri - Sözlü Sunum),
Bruggen, B.V., Lejon, L., Vandecasteele, C. 2003. ‘’Critical review: Reuse, treatment, and discharge of the concentrate of pressure-driven membrane processes’’, Environmental Science & Technology, 37(17), 3733-3738.
3- Tekstil Yıkama Atıksularından Basınçlı Membran Proseslerle Su Geri Kazanımı Üzerine Membran Türünün Etkisinin Arastırılması (Makale - Diger Hakemli Makale),
Bruggen, B.V., Curcio, E., Drioli, E. 2004. ‘’Process intensification in the textile industry: the role of membrane technology’’, J. Environ. Manage, 73, 267-274.
4- A Novel Hybrid Process for Industrial Wastewater Treatment: Fenton and Photo-fenton Enhanced Ultrafiltration (Bildiri - Uluslararası Bildiri - Sözlü Sunum),
Ciputra, S., Antony, A., Philips, R., Richardson, D., Leslie, G. 2010. ‘’Comparison of treatment options for removal of recalcitrant dissolved organic matter from paper mill effluent’’, Chemosphere 81, 86-91.
5- Method for Water Recovery in High Volume and Good Quality from Industrial Wastewaters (Patent - Uluslararası (PCT) - Basvuru),
Çapar, G., Yılmaz, L., Yetis, Ü. 2006. ‘’Reclamation of acid dye bath wastewater: Effect of pH on nanofiltration performance’’, Journal of Membrane Science 281, 560–569.
6- Hybrid Treatment Method for Industrial Wastewaters and Membrane Concentrates and a Hybrid Reactor Which Operates in Compliance With This Method (Patent - Uluslararası (PCT) - Basvuru),
Çatalkaya, Ç.E., Kargi, F. 2007. ‘’Color, TOC and AOX removals from pulp mill effluent by advanced oxidation processes: A comparative study, Journal of Hazardous Materials’’ B139, 244-253.
7- Endüstriyel atıksulardan yüksek hacimde ve iyi kalitede su geri kazanım yöntemi (Patent - Ulusal - Basvuru),
Demirci, C. 2007. ‘’Pamuklu Tekstil Endsütrisi Atıksularındaki Rengin Foto-Fenton Prosesiyle Giderimi, Yüksek Lisans Tezi’’, Fırat Üniversitesi-Çevre Mühendisliği Bölümü, Elazığ.
8- Endüstriyel atıksular ve membran konsantreleri için hibrit arıtma yöntemi ve bu yönteme uygun olarak çalısan bir hibrit reaktör (Patent - Ulusal - Basvuru),
El-Bourawi, M.S., Ding, Z., Ma, R., Khayet, M. 2006. ‘’A framework for better understanding membrane distillation separation process’’, Journal of Membrane Science, 285, 4- 29.
9- Tekstil Atıksularının Membran Proseslerle Arıtımı ve Endüstriyel Su Geri Kazanımı (Tez (Arastırmacı Yetistirilmesi) - Yüksek Lisans Tezi),
Ellouze, E., Tahri, N., Ben Amar, R. 2012. ‘’Enhancement of textile wastewater treatment process using nanofiltration’’, Desalination, 286, 16-23.
10- ILERI OKSIDASYON/ULTRAFILTRASYON HIBRIT SISTEMI KULLANILARAK TEKSTIL ATIKSULARINDAN ORGANIK MADDE GIDERIMI (Tez (Arastırmacı Yetistirilmesi) - Yüksek Lisans Tezi),
Feng, F., Xu, Zhenliang, Li, X., You W., Zhen, Y. 2010. ‘’Advanced treatment of dyeing wastewater towards reuse by the combined Fenton oxidation and membrane bioreactor process’’, Journal of Environmental Sciences 22(11), 1657-1665.
Gönder, Z.B., Arayici, S., Barlas, H. 2011. ‘’Advanced treatment of pulp and paper mill wastewater by nanofiltration process: Effects of operating conditions on membrane fouling, Separation and Purification’’, Technology, 76, 292-302.
Gönder, Z.B., Arayici, S., Barlas, H. 2012. ‘’Treatment of pulp and paper mill wastewater using ultrafiltartion process: optimization of the fouling and rejections’’, Ind. Eng. Chem. Res., 51, 6184-6195.
Greenlee, L.F., Lawler, D.F., Freeman, B.D., Marrot, B., Moulin, P. 2009. ‘’Reverse osmosis desalination: water sources, technology, and today’s challenges’’, Water Research, 43, 2317-2348.
Grzechulska-damszel, J., Tomaszewska, M., Morawski, A.W. 2009. ‘’Integration of photocatalysis with membrane processes for purification of water contaminated with organic dyes’’, Desalination, 241, 118-126.
Guimaraes, J.R., Milena Guedes Maniero, Renata Nogueira de Araújo. 2012. ‘’A comparative study on the degradation of RB-19 dye in an aqueous medium by advanced oxidation processes’’, Journal of Environmental Management, 110, 33-39.
Hermosilla, D., Merayo, N., Ordonez, R., Blanco, A. 2012. ‘’Optimization of conventional Fenton and ultraviolet-assisted oxidation processes for the treatment of reverse osmosis retentate from a paper mill’’, Waste Management 32, 1236-1243.
Jamil, T.S., Ghaly, M.Y., El-Seesy, I.E., Souyada, E.R., Nasr, R.A. 2011. ‘’A comparative study among differenet photochemical oxidation processes to enhance the biodegradability of paper mill wastewater’’, Journal of Hazardous Materials, 185, 353-358.
Kritikos, D.E., Xekoukoulotakis, P.N., Psillakis, E. and Mantzavinos, D. 2007. ‘’Photocatalytic degradation of reactive black 5 in aqueous solutions: Effect of operating conditions and coupling with ultrasound irradiation’’, Water Research, 41, 2236-2246.
Lei, Z., Chen, B., Ding, Z. 2005. “Special Distillation Processes”, Elsevier, China, 241. Lucas, M.S., Peres, J.A., Amor, C., Prieto-Rodriguez, L., Maldonado, M.I. 2012. ‘’Tertiary treatment of pulp mill wastewater by solar photo-Fenton’’, Journal of Hazardous Materials, 225-226, 173-181.
Mickley, M.C. 2006. ‘’Membrane Concentrate Disposal: Practices and Regulation, Desalination and Water Purification’’, Research and Development Program Report No. 123 (2nd Edition), U.S. Department of the Interior-Bureau of Reclamation. Mokhtar, N.M., Lau, W.J., Ismail, A.F. 2015. ‘’Membrane distillation technology for treatment of wastewater from rubber industry in Malaysia’’, CIRP, 26, 792-796.
Moravia, W.G., Amaral, M.C.S., Lange, L.C. 2013. ‘’Evaluation of landfill leachate treatment by advanced oxidative process by Fenton’s reagent combined with membrane separation system’’, Waste Management, 33, 89-101.
Negaresh, E., Antony, A., Bassandeh, M., Richardson, D.E., Leslie, G. 2012. ‘’Selective separation of contaminants from paper mill effluent using nanofiltration’’, Chemical Engineering Research and Design, 90, 576-583.
Orman ve su işleri bakanlığı, 2011. “Alıcı Ortam Kalitesi Açısından Membran Konsantre Akımlarının Yönetimi Tebliği”.
Pamela, C.C.,Daniel W.S., Gamal, E.M. 2009. ‘’Membrane concentrate management options: a comprehensive critical review’’, Canadian Journal of Civil Engineering, 36, 1107-1119.
Perez, M., Torrades, F., Domenech, X., Peral, J. 2002a. ‘’Fenton and photo-Fenton oxidation of textile effluents’’, Water Research, 36, 2703-2710.
Perez, M., Torrades, F., Garcia-Hortal, J.A., Domenech, X., Peral, J. 2002b. ‘’Removal of organic contaminants in paper pulp treatment effluents under Fenton and photo- Fenton conditions’’, Applied Catalysis B: Environmental, 36, 63-74.
Perez-gonzales, A., Urtiaga, A.M., Ibanez, R., Ortiz, I. 2012. ‘’State of the art and review on the treatment technologies of water reverse osmosis concentrates’’, Water Research, 46, 267-283.
Pizzichini, M., Russo, C., Di Meo, C. 2005. ‘’Purification of pulp and paper wastewater, with membrane technology, for water reuse in a closed loop’’, Desalination, 178, 351- 359.
Santos ramos, D.L.W., Poznyak, T., Chairez, I., Cordova R.I. 2009. ‘’Remediation of lignin and its derivatives from pulp and paper industry wastewater by the combination of chemical precipitation and ozonation’’, Journal of Hazardous Materials, 169, 428- 434.
Sethi, S., Walker, S., Drewes, J., Xu, P. 2006. ‘’Existing & emerging concentrate minimization & disposal practices for membrane systems’’, Florida Water Resources Journal, 40-48.
Suk, D.E., Matsuura, T. 2006. ‘’Membran based hybrid processes: A review separation’’, Science and Technology, 14, 595-626.
Xu, M., Wang, Q., Hao, Y. 2007. ‘’Removal of organic carbon from wastewater pulp effluent by lab-scale solar photo-Fenton process’’, Journal of Hazardous Materials, 148, 103-109.
Vergili, I., Kaya, Y., Sen, U., Gönder, Z.B., Aydiner, C. 2012. ‘’Techno-economic analysis of textile dye bath wastewater treatment by integrated membrane processes under the zero liquid discharge approach’’, Resources Conservation and Recycling 58, 25-35.
Vilar, V.J.P., Pinho, L.X., Pintor, AM.M.A, Boaventura, R.A.R. 2011. ‘’Treatment of textile wastewaters by solar-driven advanced oxidation processes’’, Solar Energy, 85, 1927-1934.

APA	AYDINER C, DAĞLI S, KIRIL MERT B, YATMAZ H (2016). Yoğun Su Tüketilen Endüstrilerde Bütünleşik İleri Oksidasyon/Membran Filtrasyon Sistemi ile Su Geri Kazanımı ve Konsantre Yönetimi. , 1 - 790.
Chicago	AYDINER Coşkun,DAĞLI Sönmez,KIRIL MERT Berna,YATMAZ Hüseyin Cengiz Yoğun Su Tüketilen Endüstrilerde Bütünleşik İleri Oksidasyon/Membran Filtrasyon Sistemi ile Su Geri Kazanımı ve Konsantre Yönetimi. (2016): 1 - 790.
MLA	AYDINER Coşkun,DAĞLI Sönmez,KIRIL MERT Berna,YATMAZ Hüseyin Cengiz Yoğun Su Tüketilen Endüstrilerde Bütünleşik İleri Oksidasyon/Membran Filtrasyon Sistemi ile Su Geri Kazanımı ve Konsantre Yönetimi. , 2016, ss.1 - 790.
AMA	AYDINER C,DAĞLI S,KIRIL MERT B,YATMAZ H Yoğun Su Tüketilen Endüstrilerde Bütünleşik İleri Oksidasyon/Membran Filtrasyon Sistemi ile Su Geri Kazanımı ve Konsantre Yönetimi. . 2016; 1 - 790.
Vancouver	AYDINER C,DAĞLI S,KIRIL MERT B,YATMAZ H Yoğun Su Tüketilen Endüstrilerde Bütünleşik İleri Oksidasyon/Membran Filtrasyon Sistemi ile Su Geri Kazanımı ve Konsantre Yönetimi. . 2016; 1 - 790.
IEEE	AYDINER C,DAĞLI S,KIRIL MERT B,YATMAZ H "Yoğun Su Tüketilen Endüstrilerde Bütünleşik İleri Oksidasyon/Membran Filtrasyon Sistemi ile Su Geri Kazanımı ve Konsantre Yönetimi." , ss.1 - 790, 2016.
ISNAD	AYDINER, Coşkun vd. "Yoğun Su Tüketilen Endüstrilerde Bütünleşik İleri Oksidasyon/Membran Filtrasyon Sistemi ile Su Geri Kazanımı ve Konsantre Yönetimi". (2016), 1-790.

APA	AYDINER C, DAĞLI S, KIRIL MERT B, YATMAZ H (2016). Yoğun Su Tüketilen Endüstrilerde Bütünleşik İleri Oksidasyon/Membran Filtrasyon Sistemi ile Su Geri Kazanımı ve Konsantre Yönetimi. , 1 - 790.
Chicago	AYDINER Coşkun,DAĞLI Sönmez,KIRIL MERT Berna,YATMAZ Hüseyin Cengiz Yoğun Su Tüketilen Endüstrilerde Bütünleşik İleri Oksidasyon/Membran Filtrasyon Sistemi ile Su Geri Kazanımı ve Konsantre Yönetimi. (2016): 1 - 790.
MLA	AYDINER Coşkun,DAĞLI Sönmez,KIRIL MERT Berna,YATMAZ Hüseyin Cengiz Yoğun Su Tüketilen Endüstrilerde Bütünleşik İleri Oksidasyon/Membran Filtrasyon Sistemi ile Su Geri Kazanımı ve Konsantre Yönetimi. , 2016, ss.1 - 790.
AMA	AYDINER C,DAĞLI S,KIRIL MERT B,YATMAZ H Yoğun Su Tüketilen Endüstrilerde Bütünleşik İleri Oksidasyon/Membran Filtrasyon Sistemi ile Su Geri Kazanımı ve Konsantre Yönetimi. . 2016; 1 - 790.
Vancouver	AYDINER C,DAĞLI S,KIRIL MERT B,YATMAZ H Yoğun Su Tüketilen Endüstrilerde Bütünleşik İleri Oksidasyon/Membran Filtrasyon Sistemi ile Su Geri Kazanımı ve Konsantre Yönetimi. . 2016; 1 - 790.
IEEE	AYDINER C,DAĞLI S,KIRIL MERT B,YATMAZ H "Yoğun Su Tüketilen Endüstrilerde Bütünleşik İleri Oksidasyon/Membran Filtrasyon Sistemi ile Su Geri Kazanımı ve Konsantre Yönetimi." , ss.1 - 790, 2016.
ISNAD	AYDINER, Coşkun vd. "Yoğun Su Tüketilen Endüstrilerde Bütünleşik İleri Oksidasyon/Membran Filtrasyon Sistemi ile Su Geri Kazanımı ve Konsantre Yönetimi". (2016), 1-790.