04/04/2014 ÇEV416 ENDÜSTRİYEL ATIKSULARIN ARITILMASI Birçok endüstrinin atıksuyu asidik veya bazik olduğundan alıcı ortama veya kimyasal ve/veya biyolojik arıtma sistemine deşarj edilmeden önce nötralize edilmeleri gerekmektedir. 6.Endüstriyel Kirlenme Kontrolü - Nötralizasyon Yrd. Doç. Dr. Kadir GEDİK ÖRNEK: pH=6.5 civarındaki bir atıksuyun alıcı ortama deşarjıyla alabalık türlerinden büyümesinde önemli ölçüde azalma görülmüştür pH=5.5 civarındaki bir atıksu levrek ve turna balığı populasyonu tükenme noktasına gelmektedir. pH<5 olan atıksular, balık türlerinin yaşamasını engellemektedir Asidik atıksular deşar edildikleri ortamda bulunan metalleri aktive ederek, canlılara olan toksik etkilerini artırmaktadır Sonraki arıtma prosesleri için uygun nitelikte atıksu sağlamak (biyolojik arıtma sistemleri için pH 6.5-8.5) Boru ve ekipmanlarda korozyonu engellemek Kanalizasyon veya alıcı ortamlara yönelik düzenlenen standartlara uymak Aşırı asidite veya alkaliniteye sahip atıksuların nötralizasyonunda kullanılabilecek yöntemler; 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Atıkların karıştırılması Asidik atıkların kireçtaşı içeren kolondan geçirilmesi Asidik atıkların kireç (CaCO3) veya dolomitli kireç (CaOMgO) harcı ile karıştırılması Asidik atıklara belirli oranlarda kostik soda (NaOH) veya soda külü (Na2CO3) eklenmesi Alkali atıklar üzerine atık kazanı baca gazının üflenmesi Alkali atıkların CO2 ile arıtımı Alkali atıklara H2SO4 eklenmesi 1 04/04/2014 1. Atıkların Karıştırılması Tesis içinde veya diğer tesislerde oluşan asidik veya alkali atıkların karıştırılmasıyla gerçekleştirilebilir 2. Asidik Atıkların Kireçtaşı ile Arıtımı Asidik atıkların kireçtaşı kolonlarından geçirilerek nötralizasyonu çok eski bir yöntemdir. Aşağıdan veya yukarıdan beslemeli olarak çalışan proseste gerçekleşen nötralizasyon reaksiyonu: ÖRNEK: Yapı malzemesi üretim tesisinde oluşan alkali atıklar (kireç ve magnezi, MgO), asidik atık üreten kimyevi maddeler endüstrisi atıkları ile bir depoda toplanarak nötralize edilebilir 3. Asidik Atıkların Kireç-Harcı ile Arıtılması Asidik atıkların nötralizasyonun etkin bir yöntemdir Çalışma prensibi “kireçtaşı” uygulaması ile benzerdir CaCO3 + H2SO4 → CaSO4 + H2CO3 Asidik özellikteki atıksu seyreltilerek sisteme verilmelidir Yeterli kireçtaşı sağlandığı takdirde rxn devam edecektir Atık içerisinde organik kirlilik olması halinde köpük sorunu yaşanmaktadır 2 04/04/2014 4. Asidik Atıkların Kostik-Soda ile Arıtımı Proses hızı yavaş olmasına karşın karışımı ısıtma veya oksijenlendirme ile artırılabilir Proseste sönmüş kireç kullanımı tepkimeyi olumsuz yönde etkileyebilir (saklama kaplarında kabarmaya neden olduğundan) CaO + H2O → Ca(OH)2 ÖRNEK: %1.5 oranında asit içeren (sülfürik) bir endüstriyel atıksuyun nötralizasyonunda 47.5% CaO, 34.3% MgO ve1.8% CaCO3 içeren dolomitli kayaçlar başarıyla kullanılmıştır Asidik atıksuların kostik soda (NaOH) veya soda külü (Na2CO3) ile nötralizasyonu etkin ve hızlı olmasına karşın maliyetlidir. Daha az hacimle gerçekleşen reaksiyon sonucunda çözülebilir nitelikte ürünler ortaya çıkmaktadır Peki, hangi nötralizasyon maddesi kullanılmalı??? 1. 2. 3. Asit değeri Baziklik faktörü Maliyet Bu amaç için “nomograf” geliştirilmiş… Nomograf Kullanımı 1. 2. Asit değerinin hesaplanması: 5 mL asidik atığın 0.5N NaOH ile titrasyonu sonrası 0.5N HCl ile phenolphthalein dönüm noktasına kadar tekrar titre edilmesi Baziklik faktörünün hesaplanması: 1 gr alkali nötralizasyon maddesinin 0.5N HCl ile titre edilmesi, sonrasında 15 dakika kaynatılması ve 0.5N NaOH ile phenolphthalein dönüm noktasına kadar tekrar titre edilmesi ile bulunur “1” ve “2” nolu adımlardan hesaplanan değerler nomografta yerine koyularak “asidik atığın nötralizasyonu için gerekli alkali madde miktarı” hesaplanır 3 04/04/2014 5. Atık Kazanı Baca Gazı Kullanımı 3. Maliyet CO2 baca gazı + H2O → H2CO3 atıksu karbonik asit H2CO3 karbonik asit + 2NaOH atıksudaki kostik soda → Na2CO3 soda külü H2CO3 + Na2CO3 → 2NaHCO3 + H2O fazlalık karbonik asit Alkali atıkların nötralizasyonunda kullanılan yeni ve ekonomik bir yöntemdir Tekstil atıksuları üzerine yapılan deneysel çalışmalar yaygındır İyi yanmanın sağlandığı sistemlerde oluşan baca gazı yaklaşık olarak %14 oranında CO2 içermektedir Bu karbon dioksit atıksuya uygulandığında çözünerek bir zayıf asit olan karbonik asiti (H2CO3) oluşturur. Oluşan asit, alkali atıksu içerisinde aşağıda belirtilen reaksiyonları gerçekleştirir. atıktaki soda külü + 2H2O atıktaki sodyum bikarbonat 4 04/04/2014 6. Alkali Atıkların CO2 ile Arıtımı Kapalı (tüp) bir ortamdaki CO2 gazının atıksuya uygulanmasıyla (aktif çamur havuzlarındaki basınçlı hava uygulaması gibi) alkali atıkların nötralizasyonu sağlanabilir. CO2 gazı uygulamasının bir başka yolu ise gazın su altında yakılması işlemidir. Bu proses “daldırmalı yanma” olarak isimlendirilir. Biyolojik arıtım öncesi naylon atıklarının nötralizasyonunda kullanılmıştır. 7. Alkali atıkların H2SO4 ile Arıtılması Yaygın bir nötralizasyon metodu olmakla birlikte pahalıdır Depolama ve besleme ekipmanlarına korozif etkisi vardır Atıksuya eklendiğinde gerçekleşen reaksiyon; 2NaOH + H2SO4 atıksu sülfürik asit → Na2SO4 tuz + 2H2O pH≈10 civarındaki atıksular, nötralizasyona ihtiyaç olmadan biyolojik (aerobik) sistemlerde arıtılabilmektedir. Dolayısıyla, nötralizasyona karar vermeden önce maliyet hesabı yapılmalıdır. 5 04/04/2014 Alkali atıksu titrasyon eğrisi Asidik Atıkların Proseste Kullanımı Asidik karakterdeki atıklar bazı endüstriyel proseslerde hammadde olarak da kullanılabilmektedir. ÖRNEK: Asit madeni atıksularının ham kömürün yıkanması amacıyla kullanımı… Kömür endüstrisinde yüksek miktarlarda atıksu oluşmaktadır. Genellikle asidik karakterde olan bu sular, demir ve aluminyum sülfat içermektedir. Ham kömürün yapısında yer alan kalsiyum ve magnezyum karbonat (bazik özelliğe sahiptirler), asidik atıksu ile nötralizasyon reaksiyonu vermektedir. 600 ton/saat ham kömür, 850 litre/dakika debili asidik atıksu ile arıtılarak, başlangıç pH değeri 3’ten 7’ye çıkarılmıştır. 6
© Copyright 2024 Paperzz
