Kağıt fabrikası atıksularının bazı polielektrolitlere karşı fizikokimyasal davranışı

Abstract

Kağıt üretiminde çok miktarda su kullanılır ve bu nedenle alıcı ortama yüksek oranda kirlilik yükü içeren büyük miktarlarda atıksu deşarj edilir. Oluşan atıksuyun kirlilik yükü ve karakteri, üretim için uygulanan yöntemin türüne bağlıdır. Genel olarak; atıksu içerisindeki katı veya çözünmüş halde bulunan kirlilik oluşturucu maddeler, kağıt hamuru üretiminin çeşitli kademelerinden gelen proses suyu ile proses sırasında kullanılan kimyasallar ve bunların reaksiyonundan oluşan maddelerdir. Kağıt üretiminden oluşan atıksuyu arıtmak için Fiziksel (Mekaniksel), Kimyasal, Biyolojik ve Fizikokimyasal yöntemlerinden biri veya birkaçı beraber uygulanabilir. Bu çalışmada atıksuda kirlilik oluşturan lignin veya benzeri hidroksilli aromatik bileşiklerin kolloidal bir yapı oluşturmalarından dolayı esas olarak fizikokimyasal işlem olan pıhtılaştırma ve yumaklaştırma işlemleri ile kirliliklerin giderilme denemelerinin yapılması amaçlanmıştır. Kimyasal Termomekaniksel Kağıt Hamuru (CTMP)'ndan kağıt üreten bir entegre tesis olan SEKA Balıkesir İşletmesi'nin CTMP ünitesindeki beyazlaştırma öncesi ve sonrasından alınan hamurlaştırma atıksu örnekleri ile biyolojik arıtmanın yapıldığı lagünün çıkış suyundan alınan atıksu örneklerinin pıhtılaştıncı ve yumaklaştırıcı olarak kullanılan çeşitli polielektrolitlerle (katyonik, anyonik, noniyonik) etkinlik denemeleri yapılmıştır. Alınan atıksu örnekleri, çeşitli polielektrolitler ile jar test cihazı kullanılarak, çöktürüldükten sonra süzüntüdeki lignin ve hidroksilli aromatik bileşiklerin absorbans, transmitans ve konsantrasyon değerleri UV-VİS spektrometre kullanılarak belirlenmiş ve ayrıca bazı saf polielektrolitlerin ve oluşturdukları çökeleklerin IR-spektrumlan karşılaştırılarak çöktürme etkinliklerinin yapı ile ilişkisi araştırılmıştır. Sonuç olarak, lignin ve benzeri hidroksilli aromatik bileşikleri çöktürmek için en uygun polielektrolitlerin katyonik türler olduğu belirlenmiş ve polielektrolitlerin değişen miktarlarına karşı çöktürme verimleri saptanmıştır.

Due to the tremendous amount of water usage in pulp and paper industry, these plants causes significant amount of pollution load into the receiving media. Pollution load and wastewater characteristics depends on the production methods used. In general, dissolved and suspended solids in the wastewater comes from pulp production stages and chemicals used during the production and also from chemical reactions. For the treatment of pulp and paper wastewater, physical, chemical, biological and physico-chemical methods can be applied some of them together or individually. In this study, essentially physico-chemical methods such as flocculation and coagulation were applied for the purpose of treatment since lignin and other hydroxylated aromatic compounds form colloids in the wastewater. Wastewater samples used in this study were taken from the effluent of SEKA-Bahkesir pulp and paper plant which uses a chemical-termomechanical pulp (CTMP) production method. Samples were taken from both before and after bleaching processes and from the effluent of the biological treatment (aerated lagoon). Various polyelectrolytes such as cationic, anionic, nonionic were tried to assess their treatment efficency for the pulp and paper wastewater samples. Wastewater samples were settled down by various polyelectrolytes and suitable type of polyelectrolytes and optimum polyelectrolytes concentrations were determined by measuring the absorbence, transmittance and concentrations of hydroxlated aromatic compounds in the filterated samples using UV-VİS spectrophotometer. In addition the relation between settling efficiency and structure formation were investigated by comparing the IR-spectrums of both pure polyelectrolyte and its precipitate. As a result, cationic polyelectrolytes were found to be the most suitable floculating agent to settle down hydroxlated aromatic compounds like lignin. Settling efficiency of these polyelectrolytes were determined for varying amount of polyelectrolytes.