Kağıt Endüstrisi Atıksularının Biyolojik Arıtılabilirliği, Biyogaz Üretimi ve Çoklu Reaktör Sistemleri ile Süreç Optimizasyonu

Yıl 2019, Cilt: 4 Sayı: 3, 29 - 37, 25.12.2019

Dilan Toprak , Güzel Yılmaz , Tülay Yılmaz Kerem Gülpınar , Yakup Çakmak Amine Yücel , Deniz Uçar

Öz

Geçmişi
yaklaşık 2000 yıl öncesine dayanan kağıt endüstrisinin kullanım alanları
günümüze kadar artarak önemini korumuştur. Kağıt üretimi sırasında selüloz,
katkı ve dolgu maddelerinin yanı sıra süspansiyon oluşturma, kağıt liflerinin
birbirleriyle bağ kurması ve buhar formunda enerjinin taşınması için çokça su
kullanılmaktadır. Oluşan atıksuyun sebep olduğu çevre kirliliğini önlemek
içinse çeşitli arıtım metotları kullanılarak içeriğindeki KOİ, AKM gibi
kirleticilerden arındırılır. Bu çalışmada kağıt endüstrisi atıksuyunun
anaerobik olarak arıtılıp biyometan eldesi amaçlanmıştır. İlk etapta atıksuyun
biyolojik olarak parçalanabilirliği kurulan aerobik/anoksik sıralı reaktör
sistemi ile test edilmiştir. Sıralı reaktör sisteminin 48 saat sonrasındaki KOİ
değerinin giriş değeriyle kıyaslandığı durumda kullanılan atıksuyun %96
oranında biyolojik parçalanabilir olduğu belirlenmiştir. Ardından kağıt
endüstrisi atıksuyunu 5X10 matrisinde toplamda 50 reaktörün kullanıldığı ve
farklı KOİ konsantrasyonlarının verildiği aynı koşullarda (sıcaklık, ph,
alkalinite, aşı vb.) oluşan biyogaz ve biyometan hacmi hesaplanmıştır. Teorik
olarak 1 gram KOİ için 0.39L metan gazı
üretimi mümkündür. 2 kontrol grubu ve 8 farklı KOİ konsantrasyonu 5 paralel
reaktör ile yapılan aktivite testinde en yüksek KOİ değeri 3270 mg/L ve en düşük
KOİ değeri 408,75 mg/L olacak şekilde reaktörlere verilmiştir. Sonuç olarak sırasıyla
biyogaz hacmi 371,2 mL±16,6 mL ve biyometan hacmi 180,63 mL±2,56 mL elde
edilmiştir. Çalışma sırasında 2 kontrol grubu ve 8 farklı KOİ konsantrasyonunun
anaerobik sistemdeki etkisi çoklu reaktör sisteminde aynı anda test edilmiştir.
Bu çalışmada, biyolojik arıtılabilirliği test edilen kağıt endüstrisi
atıksuyunun çoklu reaktör sistemleri kullanılarak biyogaz ve biyometan üretim
süreci izlenmiştir. 

Anahtar Kelimeler

Kağıt Endüstrisi, Biyolojik Arıtım, Biyogaz Üretimi, Çoklu Reaktör Sistemleri

Kaynakça

• KAYNAKLAR [1] Mensink, M., Speaking the same language e the way forward in tracking industrial energy efficiency and CO2 emissions. In: International Council of Forest & Paper Associations, Presentation at Expert Review Workshop, International Energy Agency, Oct 1e2, Paris. www.icfpa.org (accessed 13.02.14) 2007.
• [2] H.Jung, D.Pauly, Water in the Pulp and Paper Industry, Treatise on Water Science, 4 (2010) 667-683.
• [3] Devlet Planlama Teşkilatı (DPT). Sekizinci Beş Yıllık Kalkınma Planı, “Kağıt Sanayii Özel İhtisas Komisyonu Raporu”, 2005.
• [4] Karıncaoğlu, M. Kağıt ve Karton Üretimi Selüloza Giriş, İkinci Cilt-A Aralık, 2010.
• [5] M. Ali, T. Sreekrishnn, Aquatic toxicity from pulp and paper mill effluents: A review, Advances in Enviromental Research, 5:2 (2001) 175-196.
• [6] O. Ashrafi, L. Yerushalmi, F. Haghighat, Greenhouse gas emission and energy consumption in wastewater treatment plants: impact of operating parameters, Clean e Soil Air Water, 43(2014) 207-220.
• [7] D. Pokhrel, T. Viraraghavant, Treatment of pulp and paper mil wastewater- a review, Sciece of the total environment, 333:1-3 (2004) 37-58.
• [8] G. Thompson, J. Swain, M.Kay, C.F. Forster, The treatment of pulp and paper mill effluent: a review, Bioresource Technology,77 (2001) 275-286.
• [9] Muna Ali, T.R. Sreekrishnan Aquatic toxicity from pulp and paper mill effluents:a review 2001, Advances in Environmental Research 5 Ž2001. 175_196.
• [10] M. Uğurlu, A. Gürses, M. Yalçın, The removal of lignin and phenol from paper mill effluents by electrocoagulation, Journal of enviromental managment, 87:3 (2008) 420-428.
• [11]T.C. Resmi Gazete, Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği, Sayı:25687, 2004.
• [12] B.K. İnce, Z. Cetecioğlu, O. İnce, Pollution Prevention in the Pulp and Paper Industries, Environmental Management in Practice, Dr. Elzbieta Broniewicz (Ed.), ISBN: 978-953-307-358-3, InTech, DOI: 10.5772/23709. 2011.
• [13] A. Schnell, M.J. Sabourin, S. Skog, M. Garvie, Chemical characterization and biotreability of effluents from an integrated alkaline peroxide mechanical pulping/machine finish coated (APMP/MFC) paper mill. Water Science and Technology, 35: (2-3) (1997) 7-14.
• [14] Eckenfelder W JR, Industrial Water Polution Control (Second Edition), Mc Graw-Hill Internal Editions, Civil Engineering Series, 1989.
• [15] M. Öztürk, Çevre ve Orman Bakanlığı Kullanılmış Kağıtların Geri Kazanılması Raporu, 2005.
• [16] A.P. Buzzini, E.P. Gianotti, E.C. Pires, UASB performance for bleached and unbleached kraft pulp synthetic wastewater treatmen, Chemosphere 59 (2005) 55-61.
• [17] R.D. Fallon, D.A. Cooper, R. Speece, M. Henson, Anaerobic biodegradation of cyanide under methanogenic conditions, Applied Environ Microbiol, 57 (1991)1656-1662.
• [18] L. Habets, W. Driessen,. Anaerobic treatment of pulp and paper mill effluents e status quo and new developments. In: Forest Industry Wastewaters VIII. IWA Publishing, London, United Kingdom, (2007) 223-230.
• [19] B. Demirel, P. Scherer, Trace element requirements of agricultural biogas digesters during biological conversion of renewable biomass to methane, Biomass and Bioenergy,35:3 (2011) 992-998.
• [20] R. Sierra-Alvarez, J.A. Field, S. Kortekaas, G. Lettinga, Overview of the anaerobic toxicity caused by organic forest industry wastewater pollutants. Water Sci. Technol. 29: (5-6) (1994) 353-363.
• [21] APHA, Standard Methods fort he Examination of water and wastewater, 2005.
• [22] R. Cord-ruwisch, A quick method fort he determination of dissolved and precipitated sulfides in cultures sulfate-reducing bacteria, Journal of Microbiological Methods, 4 (1985) 33-36.