Kompost Sızıntı Suyu Karakterizasyonu Kompost ve Geri Kazanım Tesisi Sızıntı Sularının Membran Proseslerle Arıtımı: İstanbul Örneği V. Şeyda ÖZYAKA, F. Büşra YAMAN, Mehmet ÇAKMAKCI, Bestamin ÖZKAYA, Doğan KARADAĞ Yıldız Teknik Üniversitesi İnşaat Fakültesi Çevre Mühendisliği Bölümü, 34220, Davutpaşa/Esenler, İstanbul E-posta:cakmakci@yildiz.edu.tr, bozkaya@yildiz.edu.tr, karadag@yildiz.edu.tr Özet Bu çalışmada, konvansiyonel yöntemlerle arıtılması güç olan kompost sızıntı sularının herhangi bir biyolojik veya kimyasal ön arıtım işlemi uygulanmadan ultrafiltrasyon (UC030) ve nanofiltrasyon (NF) membranları (NP030, NP010, NF270, NF90) ile arıtılabilirliği araştırılmıştır. Membranlar, organik madde (KOİ) giderimi ve akı parametresi bakımından incelenmiştir. NF membranları arasında en düşük moleküler ağırlık ayırma sınırına (MWCO) sahip NF90 membranı ile en düşük akı, en yüksek KOİ giderim verimi; en düşük MWCO’ya sahip NP010 membranı ile de en yüksek akı, en düşük KOİ giderim verimi elde edilmiştir. Bu çalışmada, membran MWCO’su ile membran üretim materyalinin membran performansı üzerinde oldukça etkili olduğu belirlenmiştir. (a) (b) Materyal ve Metot Kompost Sızıntı Suyu Karakterizasyonu Çalışmada, İstanbul Büyükşehir Belediyesi Kompost ve Geri Kazanım Tesisi’nden temin edilen kompost sızıntı suyu kullanılmıştır. Kullanılan atıksuyun KOİ’si 23900 ± 1000 mg/l, AKM’si 1820 ± 75 mg/l, NH4+’u 754.06 ± 50 mg/l ve pH’i 7.57 ± 0.5’dir. (c) (d) Şekil 2. Ön arıtılmış (UC030) kompost sızıntı suyunun a) NP030 b) NP010 c) NF270 d) NF90 membranı akı zaman grafiği Deney Düzeneği Ön arıtılmış kompost sızıntı suyunun ileri arıtım membranlarına ait çıkış KOİ değerleri ve KOİ giderim verimleri Şekil 3’de yer almaktadır. Şekil 3’de görüldüğü üzere, en yüksek KOİ çıkış konsantrasyonu ve en düşük giderme verimi NP010 membranının 5.0 bar TMP altında işletilmesiyle 15375 mg/l ve % 2.4 olarak elde edilmiştir. En düşük KOİ çıkış konsantrasyonu ve en yüksek giderme verimi ise NF90 membranlarının 25 bar TMP altında işletilmesiyle 212 mg/l ve % 98.7 olarak elde edilmiştir. Çalışmada labaratuar ölçekli, çapraz akışlı, etkin membran alanı 155 cm2 olan tabaka membran (flat sheet) deney düzeneği kullanılmıştır. Kompost sızıntı suyunun ön arıtım aşamasını 2.5 bar basınç altında 24 saat süreyle işletilen UC030 membranı oluşturmaktadır. UC030 membranından elde edilen süzüntü akımı ise çalışmanın ileri arıtım aşamasını oluşturan NF membranlarına beslenmiştir. Çalışmada NP010 ve NF270 membranları 2.5, 5.0, 7.5 ve 10.0 bar transmembran basıncı (TMP) altında işletilirken; NP030 ve NF90 membranları 10, 15, 20 ve 25 bar TMP altında işletilmiştir. Çalışmada atıksu sıcaklığı 23 ± 20 C’de sabit tutulmuştur. Şekil 1’de çalışmada kullanılan deney düzeneği yer almaktadır. (a) (b) Şekil 1. Deney düzeneği (1. Besleme tankı, 2. Sirkülasyon pompası, 3. Soğutma sistemi, 4. İletkenlik probu, 5. pH probu, 6. Kartuş filtre, 7. Yüksek basınç pompası, 8. Debimetre, 9. Monometre, 10. Hidrolik el pompası, 11. Membran hücre muhafazası, 12. Konsantre hat, 13. Süzüntü akımı ve tartı, 14. SC 1000 veri ekranı, 15. Bilgisayar) (c) (d) (d) (d) Şekil 2. Ön arıtılmış (UC030) kompost sızıntı suyunun a) NP030 b) NP010 c) NF270 d) NF90 membranı çıkış KOİ değeri ve KOİ giderim verimi Deneysel Çalışma Sonuçlar UC030 membranı ile ön arıtılmış kompost sızıntı suyunun, NF membranlarına ait akı değerleri Şekil 2’de yer almaktadır. Şekil 2’de görüldüğü üzere, en yüksek akı değeri NP010 membranının 10 bar TMP altında işletilmesiyle 155.24 l/m2.saat olarak elde edilirken, en düşük akı değeri NF90 membranının 10 bar TMP altında işletilmesiyle 7.30 l/m2.saat olarak elde edilmiştir. NF270 membranı hariç diğer membranlarda basınç artışı ile akı değerleri arasında doğru orantı gözlenmemiştir. Kompost sızıntı suyunda bulunan kirleticilerin % 94.2’sinin ortalama 2057 nm çapa sahip olması ve bu kirleticilerin membranın bazı porlarını bloke etmesi nedeniyle uygulanan basınçlar ve akı değerleri arasında doğru orantı elde edilememiştir. NF membranları arasında akı değerleri bakımından NP010>NF270>NP030>NF90, KOİ giderim verimi bakımından NF90>NF270>NP030>NP010 şeklinde sıralama yapılabilir. NF90 membranı ile 25687 sayılı Su Kirliliği Kontrol Yönetmeliği’ne göre deşarj sınır değeri olan 500 mg/l KOİ değerinin altında KOİ değerleri elde edilmiştir. Bu sonuç, NF90 membranının İstanbul Kompost ve Geri Kazanım Tesisi sızıntı sularının arıtımında uygulanabileceğini göstermektedir. Bu araştırma Yıldız Teknik Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinatörlüğü'nce desteklenmiştir. Proje No: 2010-05-02-KAP04 ve 2010-05-02-KAP05