DÖKÜMHANELERDE ATIKSU KONTROLÜ
Ahmet TURAN*,**, Necip ÜNLÜ**, Onuralp YÜCEL**, Mehmet Niyazi ERUSLU**,***
* Yalova Üniversitesi, Yalova Meslek Yüksek Okulu, 77100, Yalova, Türkiye
** İstanbul Teknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, Metalurji ve Malzeme
Mühendisliği Bölümü, 34469, Maslak, İstanbul, Türkiye
*** Yalova Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Kimya ve Süreç Mühendisliği Bölümü,
77100, Yalova, Türkiye
ÖZET
Dökümhanelerde su kullanımı, yaş toz tutma ünitelerinde ve fırınların soğutma s istemlerinde
yoğunlaşmaktadır. Çoğu dökümhanelerde kullanılan su, kapalı devre olarak dökümhane
içerisinde devir daim etmekte ve oluşan su kaybı düşük miktarda olmaktadır. Kullanılan yaş
toz tutma üniteleri ise, hem kullanılan su hem de atıksu miktarlarını arttırabilmekte, ortaya
çıkan atık suyun arıtılmasını gerektirebilmektedir. Maça imalatında gaz yıkama ünitelerinde
ortaya çıkan biyolojik olarak çözünebilir fenoller de arıtılması gereken bir diğer atıksu
grubudur. Talaşlı imalat kaynaklı atıksular, yüksek oranda katı partikül ve yağ
içerebilmektedir. Bu çalışmada, dökümhanelerde ortaya çıkan atıksuların kaynakları ve arıtma
teknikleri güncel teknolojiler ışığında incelenecektir.
Anahtar kelimeler; atıksu, dökümhane, fenoller
ABSTRACT
The use of water is mainly in the scrubbers and cooling systems of the furnaces in foundries.
Water circulation is achieved in a closed loop manner in many foundries and water loss is in
minimum level. Scrubber units may cause an increase both in the use of water and waste water
amount. Therefore, it is a necessity to purify the wastewater. Phenols which are produced in
core making processes are biologically soluble and these are the other group which
purification is a mandatory. Moreover, wastewaters from machining may contain high
amounts of solid particles and oil. In the present study, the sources of wastewaters in
foundries and purification techniques are investigated in the light of contemporary
technologies.
Keywords; wastewater, foundry, phenols
1. GİRİŞ
Dökümhanelerin sıvı fazdaki atıkları, anorganik metal bileşiklerini, organik bileşikleri
partikül halindeki maddeleri içerebilmektedir. Bu tip sıvı atıkların ve atıksuların atıksu
kanalına verilebilmesi için, tesis içerisinde bir ön arıtmaya tabi tutulmaları gerek mektedir.
Eğer ön arıtma işlemine tabi tutulamazlarsa lisanslı nakliye firmaları vasıtası ile atıksu
kanalına karıştırılmadan uygun boşaltım sahasına taşınmaları bir zorunluluktur.
Dökümhanelerde kullanılan proses suları, yüksek miktarlarda değildir ve temel olarak aşağıda
sıralanan operasyonlar kaynaklıdır;
a. Yaş toz tutma ünitelerinin yükleme ve tahliyeleri,
b. Biyosit ve antioksidanları da içeren soğutma suları,
c. Curuf ve atıkların işlenmesinden gelen sular [1].
Proses suları, her ne kadar az miktarda olsalar da kanalizasyon sistemine direkt vermek için
uygun değillerdir. Dökümhanelerde su kullanımının en aza indirilmesi, oluşan atıksuların
içerisindeki kirlilik oranının giderilmesi ve geriye kalan atıksuyun da geri kazanımı birinci
öncelikler olarak ortaya çıkmaktadır. Örneğin atıksular içerisinde, süspansiyon halindeki suda
çözünmeyen partiküllerin oranlarının kabul edilebilir sınırlarda olması için 35 mg/l değerine
kadar indirilmesi gerekmektedir. Suda çözünmeyen partiküller için bu değerlerdeki bir su, iyi
kalite ve geri kazanıma uygun olarak kabul edilmektedir. Ancak, suda çözünebilen
maddelerin oranı da, bir diğer önemli parametredir ve suyun geri kazanıma uygunluğunun
belirlenmesinde kontrol edilmesi gerekmektedir [1].
Hurda sahalarından gelen yağmur suları da, suda çözünmeyen süspansiyon halindeki katı
partikülleri ve çeşitli yağları ihtiva edebilmektedir. Bu tip atıksuların içerisindeki partiküller,
çöktürme yolu ile ve yağların da çeşitli yöntemleri ile atıksulardan ayrılması, atıksu atık
kanalına verilmeden önce gerçekleştirilmesi gereken işlemlerdir [1].
Proseslerde ortaya çıkan ve arıtma sonrası geri kazanılamaz haldeki atıksuların biriktirildiği
durumlarda, biriktirme işleminin yapıldığı tank sistemlerinin sızdırmazlık açısından düzenli
kontrolleri yapılmalıdır. Ayrıca, bu tip atıksuların içeriklerinin de tanklardan belirli periyodlar
ile örnekler alarak kontrol edilmesi önerilmektedir [1].
2. DÖKÜMHANELERDE ATIKSU KAYNAKLARI
Her ne kadar dökümhanelerde az miktarda su kullanılsa da, aşağıda sıralanan kaynaklar
atıksuların kirletilebileceği başlıca kaynaklar olarak göz önünde bulundurulmalıdır;
a. Soğutma kuleleri,
b. Su verme tankları,
c. Yer temizleme,
d. Makine temizleme,
e. Yaş toz tutma üniteleri,
f. Kullanılmış döküm kumları,
g. Reçine bağlı kumlar,
h. Curuflar,
i. Genel atıklar,
j. Yağlar ve gres yağları,
k. Kimyasallar,
l. Tehlikeli atıklar,
m. Torba filtre tozları,
n. Yağmur sularının maruz kaldığı tesis çatıları,
o. Hurda sahaları,
p. Kum, reçine ve kimyasallar tarafından kirletilmiş açık alanlar [1].
3. ATIKSULARIN KONTROL PARAMETRELERİ
Dökümhanelerde ortaya çıkan atıksuların aşağıda sıralanan parametrelerinin, tesis dışı atıksu
kanalına verilmelerinden önce kontrol edilmeleri gerekmektedir.
a. Debi (m3 /sn.),
b. pH (Sıvıların asidikliği veya bazikliği 1-14 pH arasındaki bir skala ile belirlenmektedir ve
1 aşırı asidik, 14 aşırı bazik ve 7 nötr manasına gelmektedir.),
c. Sıcaklık (°C),
d. Toplam organik karbon,
e. Kimyasal oksijen ihtiyacı,
f. Biyokimyasal oksijen ihtiyacı,
g. Renk ve bulanıklığı,
h. Çözünmüş oksijen içeriği [1].
Ayrıca, atıksuların içeriklerinin de kabul edilebilir limitlerde olup olmadığının gerekli
kimyasal analizler yaptırılarak tespit edilmesi gerekmektedir [1]. Çizelge 1’de
dökümhanelerde atıksu arıtma işlemi sonrası ve tesis dışı atıksu kanalına verilmeden önce
atıksuların kabul edilebilir kimyasal içerik limitleri verilmektedir. Bu limitler ülkeden ülkeye
değişiklik göstermekle beraber ortalamaları Çizelge 1’de verildiği gibidir ve güncel arıtma
teknolojileri ile atıksuların içeriklerini bu değerlerde tutmak mümkündür [2].
Çizelge 1 : Dökümhaneler için atıksuların kontrol ve kimyasal içerik limitleri [2]
Kirlilik
Birim
Limit Değer
pH
6-9
Süspansiyon halindeki partiküller
mg/l
35
Yağ ve gresler
mg/l
10
Sıcaklık yükselmesi
°C
3
Kimyasal oksijen ihtiyacı
mg/l
125
Fenol
mg/l
1
Kadmiyum
mg/l
0,01
Krom
mg/l
0,5
Bakır
mg/l
0,5
Kurşun
mg/l
0,2
Nikel
mg/l
0,5
Çinko
mg/l
0,5
Kalay
mg/l
2
Azot
mg/l
5
Flor
mg/l
5
Demir
mg/l
5
a
Alüminyum
mg/l
0,02
a
Alüminyum dökümhaneleri için
4. ATIKSULARIN GERİ KAZANIMI
Atıksuların geri kazanımı, öncelikli olarak dökümhanelerde ortaya çıkan atıksulardaki suda
çözünmeyen ve süspansiyon halindeki partiküllerin dinlendirme tankı v.b. sistemlerde
çöktürülmesi ve/veya filtrasyonu kademesi ile başlamaktadır. Suda çözünmüş haldeki ağır
metallerin ve bileşiklerinin ve fenol benzeri kimyasalların kimyasal çöktürme v.b. prosesler
ile ayrılması da üzerinde dikkatle durulması gereken bir diğer aşamadır. Gres tutucular
kullanılarak gres yağlarının ayrılması, sıyırıcılar ile yağların ve atıksu üzerinde yüzen
bileşiklerin ayrılması, filtreleme yolu ile katı partiküllerin ayrılması, debi düzenleme ve
kristalleştirme atıksuların geri kazanım proseslerinde karşılaşılabilecek başlıca operasyon
kademeleridir [2].
Özel şartlar altında bazı ileri teknolojik mühendislik çözümlerine de ihtiyaç
duyulabilmektedir. Membran teknolojilerinin filtrasyon için kullanımı, ileri kimyasal
çöktürme tekniklerinin kullanımı, aktif karbon ya da oksitleyiciler kullanarak organik
bileşiklerin ayrımı, azotsuzlaştırma için kimyasal veya biyolojik yöntemlerin kullanımı, ters
osmoz, iyon değişimi v.b. teknolojilerin kullanımı ileri mühendislik çözümlerinden
başlıcalarıdır [2].
Dökümhanelerde atıksuların geri kazanımı esnasında, az miktarda da olsa çöktürme veya
filtrasyon işlemleri sonucunda bir atık çamuru ortaya çıkabilmekte ve bu çamur; krom,
kurşun, çinko, nikel v.b. ağır metalleri ve yağ ve gres gibi bileşikleri içerebilmektedir. Ortaya
çıkan çamurun küçük bir kısmı geri kazanım yolu ile kazanılabilirken geri kalan kısmı ise
kurutma ve granülasyon işlemleri sonucunda özel olarak hazırlanmış ve yalıtımlı dolgu
alanlarına gömülmektedir [2].
5. FENOLLER VE FENOL İÇEREN ATIKSULARIN ARITILMASI
Dökümhanelerde atıksular, fenolik bileşikler içerebilmektedir ve bu fenolik bileşikler
özellikle maça imalatında kullanılan bağlayıcılar kaynaklıdır. Son derece toksik özellikte ve
insan sağlığına zararlı bu bileşiklerin atıksular yolu toprağa karışmasını önlemek amacı ile
dünya çapında ilgili otoriteler her geçen gün daha da artan tedbirler ortaya koymaktadırlar.
Örneğin A.B.D’de dökümhane kaynaklı atıksulardaki kabul edilebilir fenol miktarı 0,5 mg/l
olarak belirlenmiştir. Güncel olarak fenol içeren atıksuların arıtılmasında en sık başvurulan
yöntemlerden bir tanesi, söz konusu atıksuların HRP (horseradish peroxide) isimli enzim ile
işlenmesidir ve bu işlem sonucunda atıksu fenol içeriklerini kabul edilebilir limitlere çekmek
mümkün olmaktadır [3, 4].
6. GENEL SONUÇLAR
Bu çalışmada, dökümhanelerde prosesler esnasında su kullanımı, bu suyu kirletici faktörler ve
suyun yeniden kullanılabilir halde geri kazanımı incelenmiştir. Dökümhanelerde su kullanımı
kısıtlı olmasına rağmen, temizlikten soğutmaya ve ayrıca toz tutma ünitelerine kadar çok
farklı amaç ve yerlerde kullanılabilmektedir. Tesislerde su yöntemindeki birinci öncelik,
suyun en az kayıp ile kullanımı ve kirletici faktörlerden uzak tutulmasıdır. Dökümhane
kaynaklı atıksuların içerisindeki kirlilik ve empüriteleri, temel olarak çözünmeyen katı
partiküller, çözünmüş haldeki çeşitli kimyasallar ve yağlar olarak sınıflandırmak mümkündür.
Ayrıca maça hazırlama esnasında çeşitli bağlayıcıların içeriğindeki fenollerde bir diğer toksik
kimyasal grubudur ve atıksulara geçebilmektedir. Katı partiküllerin dinlendirme tankları veya
filtrasyon yöntemleri ile atıksudan ayrımı mümkünken, su içerisinde çözünmüş kimyasalların
ve ağır metallerin ayrımı kimyasal çöktürme yolu ile gerçekleştirilmektedir. Atıksularda
bulunan fenollerin arıtımı güncel bir teknoloji olarak HRP enzimi ile başarılabilmektedir. Bu
yöntemler ile dökümhanelerde ortaya çıkan atıksuları, geri kazanılabilir veya tesis dışı atıksu
kanalına gönderilebilir kalitede arıtmak mümkün olmaktadır.
7. KAYNAKÇA
1) ‘‘Environmental Management of Foundries’’, Environmental Protection Authority – South
Australia, Ağustos 2008
2) ‘‘Environmental, Health, and Safety Guidelines for Foundries’’, International Finance
Corporation – World Bank Group, 30 Nisan 2007
3) V. A. Cooper, J. A. Nicell, ‘‘Removal of Phenols from a Foundry Wastewater using
Horseradish Peroxidase’’, Water Research, Vol. 30, 1996, p. 954
4) J. Cheng, S. M. Yu ve P. Zuo, ‘‘Horseradish Peroxidase Immobilized on Aluminumpillared Interlayered Clay for the Catalytic Oxidation of Phenolic Wastewater’’, Water
Research, Vol. 40, 2006, p. 283
Download

DÖKÜMHANELERDE ATIKSU KONTROLÜ Ahmet