Peyniraltı Suyunun Koagülasyon/Flokülasyon Yöntemiyle Arıtılmasında Doğal Bir Koagülant Olan Montmorillonitin Kullanılması

Öz

Bu çalışmada süt endüstrisi atıksularından kaynaklanan peyniraltı suyunun koagülasyon/flokülasyon yöntemiyle kimyasal arıtımı amaçlanmıştır. Peyniraltı suyunun kimyasal arıtımı, jar testi deneyleriyle yürütülerek en iyi pH aralığında optimum koagülant cinsi ve dozu belirlenmiştir. pH (4,0-8,5) ve koagülant dozunun (0,25-2,0 g/L) KOİ (kimyasal oksijen ihtiyacı) giderim verimine etkisini incelemek üzere kesikli deneyler yapılmıştır. Koagülant olarak demir sülfat, alüminyum sülfat (alum) ve kil (montmorillonit) kullanılmıştır. Optimum koagülant dozu 1,0 g/L ve pH 7,0 olarak belirlenmiştir. Kil, alum+kil, demirsülfat+kil için sırasıyla %88, %91 ve %92 KOİ giderim verimi ve %89, %93 ve %95 AKM (askıda katı madde) giderim verimi elde edilmiştir. Yapılan kimyasal arıtma deneylerinde montmorillonitin diğer koagülantlarla birlikte ön arıtım amacıyla kullanılabileceği sonucuna varılmıştır. Ancak su kirliliği kontrol yönetmeliğinde belirtilen deşarj standartları sağlanamadığı için kimyasal arıtımın sadece kendinden sonraki ünitenin yükünü hafifleteceği tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Koagülasyon/flokülasyon
• Koagülant
• Peyniraltı suyu
• Atıksu

The Use of Montmorillonite, A Natural Coagulant, for The Treatment of Whey by Coagulation/Flocculation Method

Öz

In this study, chemical treatment of whey originating from dairy industry wastewaters by coagulation/flocculation method was aimed. The chemical treatment of whey was carried out with jar test experiments and optimum coagulant type and dosage were determined in the best pH range. Batch experiments were performed to investigate the effect of pH (4.0-8.5) and coagulant dose (0.25-2.0 g /L) on COD (chemical oxygen demand) removal efficiency. Iron sulfate, aluminum sulfate (alum) and clay (montmorillonit) were used as coagulants. Optimum dose of coagulant was 1.0 g/L and pH 7.0. For clay, alum + clay, iron sulphate + clay, 88%, 91% and 92% COD removal efficiency and 89%, 93% and 95% SS (suspended solid) removal efficiency were obtained respectively. In the chemical treatment experiments, it was concluded that montmorillionite can be used together with other coagulants for pre- treatment. However, since the discharge standards specified in the water pollution control regulation could not be met, it was determined that chemical treatment would only relieve the load of the next unit.

Anahtar Kelimeler

• Coagulation/flocculation
• Coagulant
• Whey
• Wastewater

Kaynakça

1. 1. Porwal, H.J., Mane, A.V., Velhal, S.G., 2015. Biodegradation of Dairy Effluent by Using Microbial Isolates Obtained from Activated Sludge, Water Resources and Industry, 9-1-15.
2. 2. Öztürk, D., Aladağ, E., Yılmaz, A.E., Boncukcuğlu, R., Bayram, T., 2019. Mezbaha Atıksularının Karakterizasyonu ve Arıtılabilirliğinin Değerlendirilmesi, Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 9(2), 738-748.
3. 3. Chokshi, K., Pancha, I., Ghosh, A., Mishra, S., 2016. Microalgal Biomass Generation by Phycoremediation of Dairy Industry Wastewater: An Integrated Approach Towards Sustainable Biofuel Production, Bioresource Technology, 221, 455-460.
4. 4. Karnib, A., 2014. A Methodological Approach for Quantitative Assessment of the Effective Wastewater Management: Lebanon as a Case Study, Environmental Processes, 1(4), 483-495.
5. 5. Rosa, D.R., Duarte, I.C.S., Saavedra, N.K., Varessche, M.B., Zaiat, M.C., 2009. Performance and Molecular Evaluation of an Anaerobic System with Suspended Biomass for Treating Wastewater With High Fat Content After Enzymatic Hydrolysis, Bioresource Technology, 100, 6170-6176.
6. 6. Sarkar, B., Chakrabarti, P.P., Vijaykumar, A., Kale, V., 2006. Wastewater Treatment in Dairy Industries Possibility of Reuse, Desalination, 195(1-3), 141-152.
7. 7. Aboubaraka, A.E., Aboelfetoh, E.F., Ebeid, E.Z.M., 2017. Coagulation Effectiveness of Graphene Oxide for the Removal of Turbidity from Raw Surface Water, Chemosphere, 181, 738-746.
8. 8. Kılıç, A., 2006. Süt Endüstrisi Atıksularının Arıtımında Ardışık Kesikli Reaktörde (SBR) Hareketli Biofilm Uygulaması [thesis]. Selçuk Üniversity, Konya.

9. 9. Güven, G., Perendeci, A., Tanyolaç, A., 2008. Electrochemical Treatment of Deproteinated Whey Wastewater and Optimization of Treatment Conditions with Response Surface Methodology, Journal of Hazardous Materials, 157, 69-78.
10. 10. Gutierrez, J.L.R., Encina, P.A.G., Polanco, F.F., 1991. Anaerobic Treatment of Cheese Production Wastewater Using UASB Reactor. Bioresour Technol., 37(3),271–6.
11. 11. Samal, K., Dash, R.R., Bhunia, P., 2017. Performance Assessment of a Canna Indica Assisted Vermifilter for Synthetic Dairy Wastewater Treatment, Process Safety and Environmental Protection, 111, 363-374.
12. 12. Mateus, G.A.P., Formentini-Schmitt, D.M., Nishi L., Fagundes-Klen, M.R., Gomes, R.G., Bergamasco, R., 2017. Coagulation/Flocculation with Moringa Oleifera and Membrane Fitration for Dairy Wastewater Treatment. Water Air Soil Pollut. 228:342.
13. 13. Özmetin, E., 2019. Süt Endüstrisi Atıksularının Kimyasal Arıtımının Yanıt Yüzey Yöntemi ile Optimizasyonu, Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 9(4), 1968-1976.
14. 14. Sharma, B.R., Dhuldhoya, N.C., Merchant, U.C., 2006. Flocculants-an Ecofriendly Approach. Journal of Polymers and the Environment, 14, 195-2002.
15. 15. Ingram, D.S., Vince-Prue, D., Gregory, P.J., 2003. Science and the Garden the Scientific Basis of Horticultural Practice. Blackwell Science Ltd., Oxford.
16. 16. Li, H., Sheng, G., Teppen, B.J., Johnston, C.T., Boyd, S.A., 2003. Sorption and Desorption of Pesticides by Clay Minerals and Humic Acid- Clay Complexes. Soil Science Society of America Journal 67, 122-131.
17. 17. Orhon, D., Görgün, E., Germirli, F., Artan, N., 1993. Biological Treatability of Dairy Wastewaters. Water Research, 27, 625-633.
18. 18. Prazeres, A.R., Carvalho, F., Rivas, F.J., 2012. Cheese Whey Management: A Review, J. Environ Manage, 110, 48–68.
19. 19. Farizoglu, B., Keskinler, B., Yildiz, E., Nuhoglu, A., 2007. Simultaneous Removal of C, N, P From Cheese Whey by Jet Loop Membrane Bioreactor (JLMBR). J. Hazard Mater, 146(1–2), 399–407.
20. 20. Ghaly, A.E., Singh, R.K., 1989. Pollution Potential Reduction of Cheese Whey Through Yeast Fermentation. Appl Biochem Biotechnol, 22(2),181–203.
21. 21. Malaspina, F., Cellamare, C.M., Stante, L., Tilche, A., 1996. Anaerobic Treatment of Cheese Whey With Downflow-Upflow Hybrid Reactor. Bioresour Technol, 55(2),131–9.
22. 22. Ghaly, A.E., Kamal, M.A., 2004. Submerged Yeast Fermentation of Acid Cheese Whey for Protein Production and Pollution Potential Reduction. Water Res, 38(3),631–44.
23. 23. Ferchichi, M., Crabbe, E., Gil, G.H., Hintz, W., Almadidy, A., 2005. Influence of Initial Ph on Hydrogen Production from Cheese Whey. J. Biotechnol, 120(4),402–9.
24. 24. Blonskaja, V., Vaalu, T., 2006. Investigation of Different Schemes for Anaerobic Treatment of Food Industry Wastes in Estonia. Proc Est Acad Sci, 55(1), 14–28.
25. 25. Ebrahimi, A., Najafpour, G.D., Mohammadi, M., Hashemiyeh B., 2010. Biological Treatment of Whey in An UASFF Bioreactor Following A Three-Stage RBC. Chem. Ind. Chem. Eng, 16(2),175–82.
26. 26. Erkuş, A., Oygun, E., Türkmenoğlu, M., Aldemir, A., 2018. Boya Endüstrisi Atıksularının Karakterizasyonu. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 23 (3), 308-319.
27. 27. APHA (American Public Health Association), 1999. Standard Methods for The Examination of Water and Wastewater, 20th ed., Washington D.C.
28. 28. Su Kirliliği Kontrol Yönetmeliği (SKKY), 2004. Resmi Gazete, Resmi Gazete Tarihi: 31.12.2004, Resmi Gazete Sayısı: 25687.
29. 29. Rivas, J., Prazeres, A.R., Carvalho, F., Beltran F., 2010. Treatment of Cheese Whey Wastewater: Combined Coagulation- Flocculation and Aerobic Biodegradation, J. Agric. Food Chem. 58, 7871–7877.
30. 30. Alkan, M., Demirbas, Ö., Doğan, M., 2005. Zeta Potential of Unexpanded and Expanded Perlite Samples in Various Electrolyte Media, Microporous and Mesoporous Materials, 84, 192-200.
31. 31. Loloei, M., Alidadi, H., Nekonam, G., Kor, Y., 2014. Study of the Coagulation Process in Wastewater Treatment of Dairy Industries. Int J Env Health Eng. 3, 12.
32. 32. Hasçakır, B., Dölgen, D., 2008. Kil Minerallerinin Atıksu Arıtımında Kullanılabilirliği: Kaolinit ile Organik Madde Giderimi, Ekoloji, 17(66), 47-54.
33. 33. Gürtekin, E., 2011. Koagülasyon/Flokülasyon Prosesiyle Peyniraltı Suyunun Fizikokimyasal Arıtılabilirliği, Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 11, 17-22.
34. 34. Pala, A., Sponza, D., 1994. Bir Süt Endüstrisi Atıksularının Karakterizasyonu ve Arıtma Sisteminin İncelenmesi. İTÜ 4. Endüstriyel Kirlenme Sempozyumu 94, 55-65, İstanbul.