Radiation Application as a Pretreatment of Opium Alkaloid Wastewaters

Proje Yürütücüsü:Prof. Dr. Filiz B. Dilek/ Dr. Ömer Kantoğlu
Destekleyen kuruluş:TAEK
Proje Çalışanları:Prof. Dr. Filiz B. Dilek, Prof. Dr. Göksel Demirer, Dr. Ömer Kantoğlu, Recep T. Özdemir, Cavit Burak Bural
ÖZET

Bu çalışmada, afyon alkaloid endüstrisi atıksularının aerobik biyolojik arıtımı ve ön ışınlama ve Fenton oksidasyonunun arıtılabilirliğe etkisi araştırılmıştır. Çalışmanın ilk aşamasında alkaloid atıksuyunun biyolojik parçalanabilirliği kesikli reaktörler kullanılarak araştırılmış, sonuç olarak atıksuyun yüksek oranda biyolojik parçalanabilir olduğu tespit edilmiştir (% 83 – 90 KOİ giderimi). Işınlamanın etkisini araştırmak için orjinal ve 40 kGy ve 140 kGy dozlarında ışınlanmış atıksular BOİ5/KOİ değerleri ve aerobik kesikli reaktörlerde yapılan arıtılabilirlik deneyleri ile kıyaslanmış ve ışınlamanın biyolojik arıtılabilirliğe kayda değer bir etkisinin olmadığı görülmüştür. Çalışmanın ikinci aşamasında, ardışık kesikli reaktörlerde (AKR) yapılan çalışmada 2 g/L giriş konsantrasyonundan itibaren gözlemlenen çamur çökme probleminden ötürü arıtımın mümkün olmadığı görülmüştür. Problemin olası sebepleri araştırılmış ve atıksudaki organiklerin yüksek molekül ağırlıklı yapısının çamur çökme probleminden sorumlu olduğu düşünülmüştür. Fosfat tampon ilavesini de içeren bazı operasyonel değişiklikler uygulanmış ve uygulanan değişiklikler sonucunda çamur çökme problemi aşılabilmiştir. Giriş KOİ değeri 5,000 mg/L’ye kadar çıkarılmıştır. Orjinal ve ışınlanmış atıksuyla beslenen reaktörlerde yüksek KOİ giderim verimleri (>70 %) elde edilmiştir. Ön ışınlamaya tabi tutulan atıksuyla beslenen reaktörde daha iyi çamur çökmesi tespit edilmiştir. Atıksuyun kompleks yapısındaki parçalanma GC/MS analizleri, tanecik boyut analizleri, ve süzülebilirlik testleri ile takip edilmiştir. Ön ışınlamanın, süzülebilirliği, Fenton arıtımına oranla göreceli olarak daha fazla iyileştirdiği tespit edilmiş ve atıksu yapısındaki parçalanma GC/MS analizleri ile de gösterilmiştir.

ABSTRACT

In this study, aerobic biological treatment of opium alkaloid wastewater and the effect of gamma preirradiation and Fenton’s oxidation were investigated. First, the biodegradability of alkaloid wastewater was investigated by batch reactors and wastewater was found to be highly biodegradable providing 83 - 90% COD degradation. In order to evaluate the effect of irradiation, original wastewater and irradiated wastewaters (dosed with 40 & 140 kGy respectively) were compared by means of BOD5/COD values and through aerobic batch experiments. Results indicated that irradiation imparted no further enhancement in biodegradability. Sequencing batch reactor (SBR) studies revealed that the treatment operation was not possible due to sludge settleability problem observed beyond an influent COD value of 2 g/L. Possible reasons were investigated against the problem, and the high molecular weight structure of the organic matters present in wastewater was thought to contribute to poor settleability characteristics. Some operational modifications including phosphate buffer addition cured the settleability problem. Influent COD was then increased to 5,000 mg/L. Significant COD removal efficiencies (> 70 %) were obtained in SBRs fed with both original and irradiated wastewaters. Preirradiated wastewater provided a better settling sludge in comparison to original wastewater. Disintegration of complex structure was followed by GC/MS analyses, particle size measurements and enhancement in filterability. Pre-irradiation enhanced the filterability of wastewater more than Fenton’s treatment and disintegration by irradiation was proved by GC/MS analyses.