Treatment of paper industry wastewater using cross flow ultrafiltration membrane system

Balıkesir Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Kağıt endüstrisi, birçok gelişmiş ve gelişmekte olan ülkenin ekonomisinde önemli bir rol oynamaktadır. Bununla birlikte, suyu kirleten endüstrilerin başlıcılarından bir tanesi kağıt endüstrisidir. Kağıt endüstrisi yüksek su tüketimi ve üretim sonucu oluşan düşük biyolojik olarak parçalanamayan ve yüksek askıda katı madde miktarı ile tanımlanır. Kağıt sanayi atık sularının arıtımında biyolojik arıtma sıklıkla kullanılır. Hem biyolojik parçalanabilirliğinin çok düşük olması hem de atık suyun geri kazanımı için ileri arıtımın şart olduğu görülmektedir. Gelişmiş arıtma süreçleri arasında, membran teknolojisi bu amaçla kağıt fabrikası atık sularını arıtmak için iyi bir alternatif sunar. Bu çalışmada, membran süreçlerinin ham atık suya direkt uygulanması gerçekleştirilmiştir. Balıkesir Varaka Kağıt sanayi fabrikasından alınan atık suya seramik membran modülü entegre edilmiş çapraz akış ultrafiltrasyon ünitesinde direkt arıtımı uygulanmıştır. Askıda katı madde giderimi açısından çapraz akışlı membran sistemleri oldukça başarılı olabilmektedir. Giriş KOİ konsantrasyonu 5756 mg/L AKM konsantrasyonu ise 2233,3 mg/L olan atık su 200 nm por çapı ve 0,043314 m2 yüzey alanına sahip membran ünitesinden çapraz akış modda süzülmüştür. Sistemden %45 ortalama KOİ giderimi %100 AKM giderimi elde edilmiştir. 2,32 m/sn çapraz akış hız, 3 bar transmembran basıncı altında 30 ºC sıcaklıkta ve 1000 mg/L AKM konsantrasyonunda 415 L/m2 *sa limit akı değerine ulaşılmıştır. Çalışmada membran sisteminin tek başına oldukça yüksek verimde KOİ giderimi yaptığı tespit edilmiştir.
Paper industry plays an important role in the economy of many developing and developed countries. Besides that, paper industry is one of the heavy water polluting industries. Paper industry is defined with high water consumption and high suspended solids amount high and non-biodegradable content. Biological wastewater treatment is used frequently for paper industry waste water. For both facts that biological degradability is too low and for of wastewater, advanced treatment is a pre-condition. Among all the treatment processes developed, membrane technology is a good alternative to treat paper industry waste water. In this study, a direct application of membrane processes has been applied to raw paper industry wastewater. Ceramic membrane module has been used on wastewater received from Balikesir Varaka Paper industry factory and direct filtration has been made on cross flow ultrafiltration unit. In terms of suspended solids cross flow membrane systems can be very successful. Raw wastewater (COD 5756 mg/L and SS 2233,3 mg/L) has been filtered in cross flow membrane module (200 nm por dimension and 0,044314 m2 membrane surface area). 45% average COD and 100% SS removal has been achieved from the system. At 2,32 m/second cross flow speed, under 3 bar transmembrane pressure, 30 ºC wastewater temperature and 1000 mg/L SS concentration, 415 L/m2 *h limit flux value has been reached. In this study it has been determined that membrane systems had a rather high performance of COD removal alone.