Ağır Metal Giderimi
Çinko Nikel Alaşım Kaplama Atıksuyu
Çinko Nikel Alaşım Kaplama Atıksuyu
Yüzey işlem endüstrisinin yüksek kalite beklentisi, çinko nikel alaşım kaplama prosesine olan talebi arttırmıştır.
Çinko nikel alaşım kaplama; ileri düzeyde korozyona dayanıklılık, homojen alaşım kompozisyonu girişkenliği, daha yüksek kaplama hızı, pürüzsüz yüzey görüntüsü gibi avantajları sebebiyle vazgeçilmez bir alternatif haline gelmiştir. Bununla birlikte yüzey işlem endüstrisi üretim proseslerinde kullanılan çok çeşitli kimyasallar ve hammaddeler sonucunda bu endüstriden kaynaklanan atıksularda çevre üzerinde toksik etkiye sahip olduğu bilinen kirleticiler deşarj limitleriyle sınırlandırılmıştır.
Kaplama Hattı
Çinko nikel alaşım kaplama prosesinde organik madde kaynaklarından olan şelatlar kullanılmaktadır. Özellikle kaplama banyolarında kullanılan bu kompleks yapıcı organik maddeler çözelti içinde kalma eğilimindedirler. Bu sebeple şelatlar ve kompleks yapıcı organik maddeler atıksuyun geleneksel kimyasal yada fiziksel yöntemlerle arıtılmasını son derece zorlaştırır.
Yüzey işlem endüstrisinden kaynaklanan kompleks olarak bağlı ağır metal içeren atıksular ayrı bir altkategori çerçevesinde ele alınmakta ve arıtma ihtiyacı da bu yaklaşıma göre karşılanmaktadır. Kompleks olarak bağlı ağır metal içeren atıksuların arıtımında literatürde bahsedilen standart bir arıtma uygulaması bulunmamaktadır. Ancak pratikte en çok yüksek pH’da hidroksit çöktürme uygulaması ile karşılaşılmaktadır.
Hidroksit çöktürmesi ağır metallerin hidroksitlerinin çözünürlüğünün çok düşük olması esasına dayanmaktadır. Optimum pH’ı yakalamak hidroksit çöktürmesinde çok önemlidir. Ortamda kuvvetli kompleks yapıcı inorganik ve organik iyonlar bulunması ağır metallerin çözünürlüğünü de önemli ölçüde artırır. Hidroksit çöktürmesinin uygulanabilmesi için metallerin serbest halde veya zayıf komplekslerle bağlı olmaları gerekmektedir (Kabdaşlı, 1990). Kuvvetli kompleksler ile bağlı metallerin pH 9-10 civarında uygulanan hidroksit çöktürmesi ile giderilmeleri komplekslerin metali suda tutmalarından dolayı mümkün değildir (Tünay ve Kabdaşlı, 1994).
Yüksek pH’da hidroksit çöktürmesi yönteminde suyun pH’sı kireç ve sodyum hidroksit gibi alkali madde ilavesi ile 12 ve üssüne çıkartılıp kompleks halde bulunan metallerin serbest hale gelmeleri sağlanır. Bu amaç doğrultusunda organik ligandı kompleks olarak bağlayabilecek bir katyonun ortama ilave edilmesi ile metalin serbest forma dönüştürülerek hidroksit katı fazı olarak çöktürülmesi gerçekleştirilir. Bu işlevi görebilecek katyonun zehirli olmaması ve organik ligandı etkin bir şekilde kompleks olarak bağlayabilmesi gerekmektedir. Kompleks olarak bağlı metal içeren atıksuların arıtımında özellikle kalsiyum başarılı sonuçlar vermektedir. Kalsiyumun yüksek dozajlarında ortama eklenmesiyle metaller serbest forma dönüştürülebilmekte ve metal hidroksitler olarak çöktürülebilmektedir. Ancak organik ligand kalsiyum ile kompleks oluşturarak hiçbir değişime uğramadan arıtılmış atıksuların bünyesinde kalmaktadır. Bu sebeple kompleks olarak bağlı metal içeren atıksulardan hem ağır metal hem de organik madde giderimi sağlanamamaktadır (Kabdaşlı, 1990; Tünay ve Kabdaşlı, 1994). Yüksek pH’da hidroksit çöktürmesi uygulamasının etkin bir çökeltme yapılsa dahi arıtılmış suda dağılmış katı halde metal bulunacağından yüksek verimler için çökeltme sonrası filtrasyon ihtiyacı vardır (Tünay, 1996).
Kompleks olarak bağlı ağır metal içeren atıksuların arıtımı için uygulanan diğer arıtma yöntemleri ise kimyasal indirgeme-çöktürme işlemi, flotasyon, iyon değişimi, membran filtrasyonu ve elektrokoagülasyon olarak sıralanabilmektedir (Kurniawan ve ark. 2006). Ancak bu yöntemlerin yüksek maliyet ve karmaşık teknik süreçler gerektirdiğini göz ardı etmemek gerekir.
Flotasyon
Flotasyon işleminde sıvı ortama verilen gaz kabarcıkları; katı parçacıkların etrafına tutunarak onları yukarı doğru hareket ettirirler. Flotasyon işlemi sonucu yüzeyde toplanan maddeler bir sıyırıcı ile toplanarak uzaklaştırılır, arıtılmış su ise köpük seviyesinin altında daha derin bir kısımdan alınır. Flotasyon, su ve bilhassa atıksu arıtımında, reçineli maddeler, lifler, algler, pigmentler, metal hidroksitler, yağ gres ve çeşitli askıda ince minerallerin gideriminde; aynı zamanda biyolojik çamur, örneğin aktif çamur ve kimyasal yolla yumaklaştırılmış çamurun koyulaştırılmasında kullanılmaktadır. Metal içeren atıksular için yaygın olarak çözünmüş hava flotasyonu (DAF) kullanılmıştır. Her ne kadar sadece fiziksel ayırma prosesi olsa da flotasyonla ağır metal giderimi, endüstriyel kullanım için yüksek potansiyele sahiptir. Küçük partiküller için daha iyi giderim, kısa hidrolik bekletme süreleri ve düşük maliyet gibi avantajları vardır. (Kurniawan ve ark. 2006).
Kimyasal katkılı DAF üniteleri ağır metal giderim verimini arttırdığından uygulamada tercih edilme sebebi olmuştur. Statik mikserle donatılmış boru tip flokülatöre uygun kimyasal dozajı ile atıksudaki kirleticiler çamur formunda sistemden uzaklaştırılır.
Membran Filtrasyonu
Membran filtrasyonu sadece askıda katılar ve organik bileşikler için değil ağır metaller gibi inorganik kirleticilerin gideriminde de etkili bir yöntemdir. Partikül boyutuna bağlı olarak ultrafiltrasyon, nanofiltrasyon ve ters osmoz gibi çeşitli membran filtrasyon tipleri ile ağır metal giderimi yapılabilir. (Kurniawan ve ark. 2006)
Ters Ozmoz Sistemi
İyon Değiştirme
İyon değiştirme bir katı maddenin temasta bulunduğu sıvıdan belirli iyonları alıp, buna karşılık eşdeğer miktarda diğer iyonları sıvıya vermesi esasına dayanan bir fizikokimyasal arıtma yöntemidir. İyon değiştirme değerli metallerin geri kazanımında yaygın olarak kullanılmaktadır. İyon değiştiricinin özelliklerine bağlı olarak (asidik şartlarda pH 2-6) iyon değişimi ile ağır metal giderimi etkin bir şekilde gerçekleştirilebilmektedir. İyon değiştirme yönteminin avantajları, çamur oluşumunun söz konusu olmaması, basit ve kullanışlı ekipmanlara ihtiyaç duyulması ve uygulama süresinin kısa olması şeklinde sıralanmaktadır. Bu yöntemin maliyetinin yüksek olması, bütün ağır metallerin arıtımı için uygulanamaması ve tek başına yeterli olmaması gibi dezavantajları bulunmaktadır (Kurniawan ve diğ., 2006).
Elektrokoagülasyon
Elektrokoagülasyon yöntemi genel olarak elektrokimyasal pil (elektrolitik pil) oluşumu esasına dayanmaktadır. Basit bir elektrokoagülasyon pili, bir elektrolit içine daldırılmış bir anot ve bir katottan oluşmaktadır. Dış bir güç kaynağından bir güç uygulandığı zaman anot oksidasyona, katot redüksiyona uğramaktadır. Bu durumda anot elektrokimyasal olarak çözünmekte ve katot ise pasivasyona maruz kalmaktadır.
Bir elektrokoagülasyon reaktörü genellikle alüminyum ya da demirin anot olarak kullanıldığı elektrokimyasal bir hücredir. Anodun korozyonu ile (çoğunlukla alüminyum ya da demir) koagülan katyonlarının çözeltide oluşumu sağlanmaktadır. Elektrokoagülasyon prosesinde uygulanan potansiyel (elektrik akımı) sonucu metal anotlarında; Fe, Al gibi anotların çözünmesiyle polimerik hidroksitleri oluşturacak metal iyonlarının oluşumu ve suyun elektrolizi ile anotta oksijen, katotta ise hidrojen kabarcıklarının oluşumu gibi genel olarak iki ayrı reaksiyon meydana gelmektedir. Oluşan bu kabarcıklar ile floküle olmuş partiküller su yüzeyi üzerinde yüzdürülerek sistemden uzaklaştırılırlar (Mididuddi, 2002).
Elektrokoagülasyon yöntemi ile askıda katı maddeler, ağır metaller, organik maddeler, yağ ve gres ve çeşitli iyonlar gibi oldukça geniş bir yelpazedeki kirleticiler giderilebilmektedir (Holt ve diğ., 2001; Adhaum ve diğ., 2004; Pouet ve Grasmick, 1995; Cames ve diğ., 2001; Mameri ve diğ., 2001).
Elektrokoagülasyon prosesinin, yüzey işlem endüstrisi kompleks olarak bağlı metal içeren atıksularına uygulanabilirliği, hazırlanan kompozit numune kullanılarak araştırılmıştır ve yüksek arıtma verimleri elde edilmiştir.
Tüm bu yöntemlerin yanısıra Färber & Schmid AG tarafından geliştirilen ürünlerimiz çinko nikel alaşımlı atıksular için yenilikçi bir çözüm sunmaktadır.
.
.