Advanced Treatment Of Effluents From Opium Alkaloids Industry By Biological Processes And Fentons Oxidation

Tez (Doktora) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2001Thesis (PhD) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2001Bu çalıpmanın amacı, yüksek oranda çözünmüp KOI ye sahip haphap alkaloidleri endüstrisi çıkıp atıksuları için ileri arıtma alternatifi olarak biyolojik arıtma ve Fenton oksidasyonunun uygulanabilirliğini araptırmaktır. Deneysel çalıpmalarda afyon alkaloidleri endüstrisinden kaynaklanan atıksular kullanılmıptır. Çalıpmanın ilk apamasında, atıksu karakterizasyonu belirlenerek istatistiksel değerlendirmesi yapılmıptır. Ikinci apamada, ham atıksu laboratuvar ölçekli bir havasız biyolojik arıtma reaktörüne (HÇYR) verilmip, bunu takiben HÇYR çıkıp suyu kalan substratın giderimi için laboratuvar ölçekli havalı ardıpık kesikli diğer bir reaktöre (AKR) beslenmiptir. 825 gün süreyle ipletilen HÇYR için çoklu substrat modeline ait kinetik katsayılar çıkarılmıp, ayrıca organik yüke bağlı olarak olupabilecek KOI giderimi ve biyogaz miktarını veren kinetik ifadeler elde edilmiptir. Havasız reaktörde gözlenen ekstrem zehirlilik için prosesten gelebileceği tahmin edilen kimyasal maddelerin inhibisyonu spesifik metan aktivite deneyi ile incelenmip, inhibisyon öncesi ve sonrasında havasız çamurun aktivitesindeki değipim belirlenmiptir. Biyolojik arıtılabilirlik deneylerinden elde edilen bulgular, alıcı ortama deparj standartları açısından ilave arıtma gereğini ortaya koymuptur. Aynı endüstri atıksuları üzerinde literatürdeki fiziko-kimyasal ve kimyasal oksidasyon çalıpmalarında KOI giderme verimlerinin çok düpük olduğu da gözönüne alınarak, çalıpmanın üçüncü safhasında biyolojik arıtma çıkıp sularına, ileri arıtma alternatifi olarak Fenton oksidasyonu uygulanmıptır. Gerçek ipletme kopulları dikkate alınarak havasız reaktörün besleme suyunun seyreltmesi AKR çıkıp suyu ile yapılmıp ve baplangıç KOI sinin %1.6-2 sini olupturan ve biyolojik arıtmadan gelen mikrobiyal ürünlerin de bulunduğu bu çıkıp suyu kullanılarak Fenton oksidasyonu çalıpmaları tamamlanmıptır. 600 mg/l FeSO4 ve 200 mg/l H2O2 optimum dozlarında Fenton oksidasyonu ile, çıkıp suyundaki KOI de %87, renkte ise %95 giderim sağlanmıptır.In this study, the treatability of opium alkaloids processing industry wastewaters with high soluble COD fractions, were investigated to meet the discharge standards for receiving water bodies. In addition to that, a series of applicable treatment alternatives were developed for this industry which morphine -being a strategic product- is extracted from opium. At the first stage of the study, the characteristic of the wastewater was determined and evaluated statistically. Following that, the raw wastewater was fed to a lab-scale anaerobic upflow sludge blanket reactor (UASBR), and subsequently, the effluent of this process was supplied to an aerobic sequencing batch reactor (SBR) for removal of remaining substrat. The kinetic parameters characterizing the biological processes, both in anaerobic and subsequent aerobic reactors, were also determined. The results from these biological treatability studies pointed to the neccessity for further treatment. It is now clear from the results of some previous studies that COD removal efficiencies of physico-chemical and chemical oxidation processes are not satisfactory for the wastewater of this industry. Taking into account the above considerations, the final stage of the study was carried out via choosing Fentons oxidation as the advanced chemical treatment alternative to be applied to the biological treatment effluents. For this purpose, dosages as low as 600 mg/l FeSO4 ve 200 mg/l H2O2 were applied for Fentons oxidation studies and 87% of the residual COD, which consisted inert COD equal to 2% of thetotal influent COD was eliminated, was eliminated. 95% color removal was also maintained. As a summary, a new and sustainable advanced treatment alternative was developed and proved to be valuable for opium alkaloids processing industry, which experiences serious problems in meeting receiving body discharge limits.DoktoraPh