Koagülasyon-flokülasyon yöntemi ile Kızılırmak nehri'ndeki fizikokimyasal kirleticilerin gideriminin araştırılması

Abstract

Kızılırmak Nehri tarım, endüstriyel ihtiyaçlar ve zaman zaman da içme suyu olarak kullanılan önemli bir su kaynağıdır. Tüm yüzeysel su kaynaklarında olduğu gibi Kızılırmak Nehri de kil, organik madde, askıda katı madde, klorür, alkalinite ve sülfat gibi fizikokimyasal parametreler içerir. Yüzeysel sulara deşarj edilen tüm kaynakların arıtılarak alıcı ortama verilmesinin yanı sıra, içme ve kullanma suyu olarak kullanılacak yüzeysel suların, belirlenmiş arıtma standartlarını sağlayarak içme suyu şebekelerine verilmesi gerekmektedir. Suların arıtımı için kullanılan yöntemlerden bir tanesi de koagülasyon yöntemidir. Genel olarak koagülasyon yönteminin amacı arıtma tesisinde oluşabilecek işletim sorunlarını önlemek ve asılı parçacıkları uzaklaştırmaktır. Bu çalışmada, koagülasyon esasına dayanarak alüminyum sülfat ve demir sülfat, farklı pH ve koagülant dozları altında kullanılarak optimal işletme koşullarının tespiti araştırılmıştır. Optimum koagülant dozunu ve optimum pH'ı bulmak için koagülasyon-flokülasyon deneyleri yapılmıştır. Sonuçlar, koagülasyon işleminin, nispeten düşük seviyelerde alüminyum sülfat ve demir sülfat (10- 60 mg L-1) kullanarak bulanıklık, klorür, alkalinite, toplam çözünmüş madde ve sülfatın etkin bir şekilde giderilebildiğini göstermiştir. Ayrıca, pH, koagülant türü ve koagülant dozunun koagülasyon verimliliğine etki ettiği tespit edilmiştir. Uygulanan analizlerde en yüksek bulanıklık giderimi alüminyum sülfat için %98,84 ve demir sülfat için %78,99 olarak belirlenmiştir. Her iki koagülant için optimal pH 4,5 olarak belirlenmiştir. Alüminyum sülfat pH 7.0'da %77,12 ve demir sülfat ise pH 6.0'da %74,33 klorür giderimi sağlamıştır. Alkalinite giderimi alüminyum sülfat için pH 8.0'da %90,40 ve demir sülfat için ise pH 4.5'ta %99,21 olarak bulunmuştur. Toplam çözünmüş madde giderimi alüminyum sülfat için pH 8.0'da %99,58 ve demir sülfat için ise pH 9.5'ta %95,61 olarak bulunmuştur. Bununla birlikte koagülant dozu arttıkça çözünmüş madde konsantrasyonunun da artış gösterdiği görülmüştür. Sülfat giderimi ise alüminyum sülfat için pH 6.0'da %97,85 ve demir sülfat için ise pH 7.0'da %85,92 olarak belirlenmiştir. Uygulanan her iki koagülant, bulanıklık, alkalinite, Toplam çözünmüş madde ve sülfat gideriminde umut verici bir performans sergilemiştir; bununla birlikte, alüminyum sülfat demir sülfata göre hem yüksek giderim verimi hem de geniş pH çalışma aralığı sağlaması açısından daha iyi bir performans göstermiştir.

The Kızılırmak River is an important water source used for agriculture, industrial needs and occasionally as drinking water. Like all surface water resources, the Kızılırmak River contains physicochemical parameters such as clay, organic matter, suspended solids, chloride, alkalinity and sulfate. In addition to treating all sources discharged to surface waters and giving them to the receiving environment, surface waters to be used as drinking and utility water should be given to drinking water networks by meeting the specified treatment standards. One of the methods used for the treatment of water is the coagulation method. In general, the purpose of the coagulation method is to prevent operational problems that may occur in the treatment plant and to remove suspended particles. This study investigated optimal operating conditions by using aluminum sulfate and ferrous sulfate under different pH and coagulant doses based on coagulation. Jar Test experiments were performed to find the optimum coagulant dose and optimum pH. The results showed that the coagulation process could effectively remove turbidity, chloride, alkalinity, TDS and sulfate using relatively low levels of aluminum sulfate and iron sulfate (10-60 mg L-1). In addition, it was determined that pH, coagulant type and coagulant dose affected the coagulation efficiency. In the analyzes applied, the highest turbidity removal was determined as 98.84% for aluminum sulfate and 78.99% for iron sulfate. The optimal pH for both coagulants was determined as 4.5. Aluminum sulfate provided 77.12% chloride removal at pH 7.0 and iron sulfate provided 74.33% chloride removal at pH 6.0. The alkalinity removal was 90.40% for aluminum sulfate at pH 8.0 and 99.21% for iron sulfate at pH 4.5. TDS removal was found to be 99.58% for aluminum sulfate at pH 8.0 and 95.61% for iron sulfate at pH 9.5. However, as the coagulant dose increased, the total dissolved substance concentration increased as well. Sulfate removal was determined as 97.85% at pH 6.0 for aluminum sulfate and 85.92% for iron sulfate at pH 7.0. Both applied coagulants showed promising performance in turbidity, alkalinity, TDS, and sulfate removal; in addition, aluminum sulfate performed better than iron sulfate in terms of both high removal efficiency and wide pH operating range.