Gemilerden kaynaklanan petrol ve petrol türevli atık kabul tesislerinin atıksularının arıtılması

Bu çalışmanın amacı, karakteristik özellikleri oldukça değişken olan gemilerden kaynaklanan petrol ve petrol türevli atık kabul tesislerinin atıksularının (sintine suyu) kapsamlı bir karakterizasyonunun gerçekleştirilmesi ve bu atıksuların membran proseslerle arıtılabilirliğinin araştırılmasıdır. Çalışmanın 1. kısmında, 2010-2015 yılları arasında İSTAÇ A.Ş. tarafından işletilmekte olan Haydarpaşa Atık Kabul Tesisi'ne gelen 29 farklı ham sintine suyu örneğinde 31 parametrenin analizi ile karakterizasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Ayrıca 7 farklı numunede partikül boyut dağılım analizleri gerçekleştirilmiştir. Karakterizasyon çalışmalarından elde edilen sonuçlara göre AKM konsantrasyonu ortalama 257 mg/L (13-936 mg/L); yağ-gres konsantrasyonu ortalama 147 mg/L (7-736 mg/L); KOİ konsantrasyonu ise ortalama 1.086 mg/L (240-2.783 mg/L) olarak belirlenmiştir. Çalışma kapsamında analiz edilen diğer parametrelerde de benzer şekilde çok geniş bir aralıkta değişimler gözlenmiştir. Optimizasyon ve uygulanabilirlik çalışmaları, MF, UF ve NF proseslerinin ayrı ayrı uygulanabildiği laboratuvar ölçekli, paslanmaz çelik bir membran sisteminde gerçekleştirilmiştir. Optimizasyon ve uygulanabilirlik çalışmaları boyunca atıksu debisi 4,17 L/dk, sıcaklık 20oC, çapraz akış hızı 2,19 m/sn ve besleme hacmi 10 L olarak sabit tutulmuştur. Çalışmalarda PES malzemeden üretilmiş, farklı por çapına sahip 1 adet MF, 2 adet UF ve 2 adet NF plaka tipi membran kullanılmıştır. Çalışmanın 2. kısmında, S1 sintine suyu numunesi kullanılarak iki farklı membran konfigürasyonuyla (kaba filtre+UF+NF ve MF+NF) optimizasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Akı, tıkanma boyutları, geri kazanım, işletme süresi ve çıkış suyu kalitesi göz önünde bulundurularak her bir arıtım konfigürasyonu için membran türü, optimum basınç ve VRF değerleri belirlenmiştir. Buna göre kaba filtre+UF+NF kombinasyonunda UF membran için UP150P membran, 2 bar basınç ve VRF 5 değeri; NF membran için ise NP010P membran, 16 bar basınç ve VRF 5 değerleri optimum değerler olarak belirlenmiştir. MF+NF kombinasyonunda ise MP005P membran, 2 bar basınç ve VRF 5 değeri; NF membran için ise NP010P membran, 16 bar basınç ve VRF 5 değeri optimum değerler olarak belirlenmiştir. Çalışmanın 3. aşamasında S1 sintine suyunun arıtımı ile elde edilen optimum değerler S2 sintine suyunun membranla arıtımında kullanılmış ve akı, yüzeysel kirlenme, çıkış suyu kalitesi, tıkanmanın türü ve boyutları, AFM görüntüsü, SEM-EDS ve dane boyut analizleri ile sintine suyunun membranlarla arıtımının uygulanabilirliği araştırılmıştır. Yapılan çalışmalar sonucunda bütün setler sonunda AKM giderim verimleri ortalama %93,0 olarak ölçülmüştür. Yağ ve gres konsantrasyonu bütün setler sonunda 10 mg/L'nin altında, KOİ konsantrasyonu ise 80 mg/L'nin altında ölçülmüştür. Arıtım çalışmaları sonunda kirli membranlarda yapılan elementel analizlerde membranların yüzeylerinde magnezyum, alüminyum, vanadyum, demir, bakır, çinko, potasyum, fosfor ve silisyum elementlerine rastlanmıştır. Çıkış suyu kalitesinde büyük farklar görülmemesine karşın, ham sintine suyunun kaba filtre sonrasında UF+NF membran kombinasyonuyla arıtılmasının işletme süresini kısalttığı, membranın akısını yükselttiği, akı kaybını düşürdüğü, membran yüzeyindeki kirlilik birikimini azalttığı belirlenmiştir. Deneysel çalışmalardan elde edilen tüm veriler göz önünde bulundurulduğunda, kaba filtreden sonra UF+NF membran kombinasyonunun gemi kaynaklı petrol ve petrol türevli atıksuların arıtımında etkili, verimli ve uygulanabilir bir arıtma metodu olduğu sonucuna varılmıştır. Sonuç olarak, kaba filtre+UF+NF membran arıtım kombinasyonunun gemi kaynaklı petrol ve petrol türevli atıksularının arıtımında etkili, verimli ve uygulanabilir bir arıtma metodu olduğuna karar verilmiştir. Bu ve benzer membranlarla, daha ufak gözenek boyutuna sahip kaba filtreler kullanılarak ve/veya emülsiye yağın giderilebileceği farklı ön arıtım metotlarıyla akı, akı kaybı, membran kirlenmesi ve çalışma süresi gibi parametrelerde iyileşmeler elde edilebileceği sonucuna varılmıştır.