Tekstil endüstrisi atıksularının geri kazanım potansiyellerinin yenilikçi yaklaşımlarla araştırılması

Son yıllarda, nüfus artışı, tarımsal faaliyetlerin yaygınlaşması, kentleşme ve endüstrileşmenin hızlanması gibi faktörler, küresel iklim değişikliği ile birleşerek içilebilir ve kullanılabilir su kaynaklarının hızla tükenmesine neden olmaktadır. Bu durum, gerekli suya erişimi her geçen gün daha da zorlaştırmakta ve temiz su temininde ciddi sıkıntılara yol açmaktadır. Temiz ve kullanılabilir suya ulaşmanın zorlaşması, ekonomik ve sosyal sorunların yanı sıra çevresel ve halk sağlığını tehdit eden önemli endişelere yol açmaktadır. Aynı zamanda, su kıtlığı endüstriyel verimliliği olumsuz etkileyerek insanoğlunun konforunu da tehlikeye atmaktadır. Bu sebeplerle, su kaynaklarının sürdürülebilir yönetimi, suyun daha verimli kullanımı ve arıtılmış suların yeniden değerlendirilmesi giderek daha kritik bir konu haline gelmektedir. Su, yalnızca canlıların temel ihtiyaçlarını karşılamakla kalmaz, aynı zamanda birçok endüstriyel sürecin ayrılmaz bir parçasıdır. Özellikle tekstil endüstrisi gibi sektörlerde, su hemen hemen her aşamada kritik bir rol oynar ve bu durum, büyük miktarlarda atıksu oluşumuna neden olmaktadır. Bu tür endüstriyel faaliyetlerden kaynaklanan atıksuların etkin bir şekilde yönetilmesi, arıtılması ve yeniden kullanılabilir hale getirilmesi, hem ekonomik açıdan hem de suyun sürdürülebilir kullanımı açısından büyük önem arz etmektedir. Bu çalışmada, tekstil endüstrisinde oluşan atıksuların geri kazanım potansiyelleri yenilikçi arıtma yöntemleriyle araştırılmıştır. Geri kazanılan atıksuların tekstil üretim süreçlerinde ve diğer alanlarda yeniden kullanım potansiyelleri de değerlendirilmiştir. Bu amaçlar doğrultusunda, bir tekstil fabrikasının üretim süreçleri, bu süreçlerde gerçekleşen su döngüsü ve mevcut atıksu arıtma tesisinin performansı örnek bir çalışma olması için detaylı bir şekilde incelenmiştir. Firmanın mevcut atıksu arıtma tesisinin var olan veya olması muhtemel olan sorunları ile ilgili yerinde gözlemler yapılmış ve ilgililer ile görüşmeler gerçekleştirilmiştir. Tesisin ham atıksu karakterizasyonuna bağlı olarak mevcut biyolojik arıtma tesisinin iyileştirme çalışmaları ve bu çalışmaların yaklaşık maliyetleri hesaplanmıştır. Tesisi iyileştirme çalışmaları kapsamda, besi maddesi eksikliğini gidermek için hayvansal (tavuk-güvercin gübresi) ve yapay gübreler (diamonyum fosfat (DAP), DAP + üre karışımı) için muhtemel senaryolar oluşturulmuştur. Bu çalışmalar sonucunda, mevcut biyolojik atıksu arıtma tesisinin besi maddesi eksikliği telafi etmek için olarak DAP + üre karışımının hem maliyet hem de verim açısından optimum olduğu tespit edilmiştir. Çalışmanın ikinci aşamasında mevcut biyolojik atıksu arıtma tesisinin çıkış suyu kalitesinin artırılması yönelik daha yeni/yenilikçi arıtma sistemleri birlikte kullanım için tasarımlar gerçekleştirilmiştir. Bu kapsamda mevcut havalandırma havuzuna membran biyoreaktör (MBR) sisteminin ilave edilmesi ve maliyetleri (MBR tasarım adımları, tasarlanırken dikkate alınması gereken parametreler, gerekli tüm ekipman ve enstrümantasyon sistemleri dahil) detaylı bir şekilde incelenmiştir. MBR tasarım çalışmaları sonucunda, bugünün koşullarına göre yaklaşık 227.312,94 Euro kurulum maliyeti hesaplanmıştır. Bu çalışmanın son aşamasında ise atıksuyun geri kazanımı için MBR sonrası ters osmoz (RO) sistemi tasarlanmıştır. RO sisteminin tasarımında Water Application Value Engine (WAVE) projeksiyon programı kullanılmıştır. RO sisteminin ekonomik analizi için piyasa araştırması yapılmış (membran üreticilerden teklifler alınmış) ve sistem için gereken tüm ekipman, enstrüman ve tertibatlar belirlenmiştir. Atıksuyun MBR+RO sisteminde arıtıldıktan sonra tesiste proses suyu olarak kullanılabilmesi için gerekli parametreler dikkate alınarak ve RO sisteminde tek kademe iki aşamalı membranlar kullanılması durumunda 600 m3/gün besleme suyunun %70'i kadarı geri kazanacak şekilde tasarımı gerçekleştirilmiştir. Yapılan çalışmalar sonucunda kırklık (40 ft) konteynerin içinde tasarlanan ters osmoz sisteminin maliyeti 113.670,61 Euro olarak hesaplanmıştır. Dolayısıyla, atıksu geri kazanımı için toplam maliyet (MBR+RO) 340.983,55 Euro olarak bulunmuştur. Sonuç olarak, incelenen tesis için tasarımı gerçekleştirilen arıtma sistemleri sonucunda geri kazanılan suyun sistemde proses suyu olarak kullanılan kuyu suyunun yerine kullanılabileceği görülmüştür. Ayrıca, bu çalışmada elde edilen sonuçlara göre tesisin hem su ayak izinin düşürülebileceği hem de gelişmekte olan sıfır sıvı deşarj (ZLD) konseptine uyum sağlanabileceği söylenebilir.