Tekstil endüstrisi atık sularının yeniden kullanımına yönelik membran teknolojilerinin araştırılması

Tekstil endüstrisi gibi aşırı su tüketen sektörler için atıksuların arıtılarak yeniden kullanılması son yıllarda büyük ilgi çekmekte ve gelecekte de bir zorunluluk haline geleceği öngörülmektedir. Bu kapsamda atıksuların arıtılması ve yeniden kullanılmasına ilişkin ulusal ve uluslararası hedefler ve standartlar sürdürülebilir bir su kullanımı için sürekli güncellenmektedir. Bu çalışma, tekstil atıksularının membran teknolojileri ile arıtılabilirliğini ve yeniden kullanılma imkânlarını araştırmaktadır. Çalışmada Ultra Filtrasyon (UF), Nano Filtrasyon (NF) ve Ters Ozmoz (TO) membranları kullanılarak dört farklı arıtma senaryosu uygulanmıştır. İlk iki senaryoda, ön arıtma olmadan UF/NF/TO ardışık sistemi hem düşük basınç (sırasıyla 2, 6 ve 10 bar) hem de yüksek basınç (sırasıyla 5, 10 ve 15 bar) altında işletilmiştir. Son iki senaryoda ise, ön arıtma olarak koagülasyon ve sonrasında düşük basınç altında UF/NF/TO ve NF/TO sistemleri çalışılmıştır. Tüm arıtma senaryoları için kurulan sistemlerin akı ve geri kazanım oranları ile KOİ, AKM, Renk, TÇKM ve Eİ performansları incelenmiştir. Tekstil endüstrisi atıksularının yeniden kullanım kriterleri dikkate alındığında, ön arıtmasız yüksek basınçlı UF/NF/TO, ön arıtmalı düşük basınçlı UF/NF/TO ve NF/TO performanslarının yeterli olduğu tespit edilmiştir. Ön arıtmasız yüksek basınçlı UF/NF/TO sisteminde herbir membrandan elde edilen ortalama akılar sırasıyla 41,93, 67,76 ve 77,45 L/m2.saat; ön arıtmalı UF/NF/TO için sırasıyla 259,29, 35,2 ve 84,8 L/m2.saat; ön arıtmalı NF/TO için ise sırasıyla 62,48 ve 92,32 L/m2.saat olarak tespit edilmiştir. Bu üç farklı sistemin geri kazanım oranları sırasıyla %64, %66 ve %69'dur. Yüksek basınçta işletilen ön arıtmasız UF/NF/TO sisteminde Eİ, TÇKM, AKM, KOİ ve Renk giderimleri sırasıyla %88,82; %88,94; %100; %97,26; %99,82 olarak bulunmuştur. Ön arıtmalı UF/NF/TO ve NF/TO sistemleri için ise sırasıyla %96,17 ve %96,62 Eİ; %96,15 ve %96,57 TÇKM; %100 ve %100 AKM; %97,94 ve %97,8 KOİ; %99,99 ve %100 Renk giderimi sağlanmıştır. Suyun yeniden kullanımı için uygunluğu tespit edilen membran sistemlerinin ilave olarak ölçek büyütme ve maliyet analizi değerlendirmeleri de yapılmıştır. Yapılan hesaplamalar sonucunda, ön arıtmasız yüksek basınçlı UF/NF/TO sistemi 11.539.831,55 € ilk yatırım maliyeti ve 1,66 €/m³ işletme ve bakım maliyeti ile en uygun sistem olarak önerilmiştir.