GİRİŞ
Kimyasal maddelerle desteklenen yöntemleri (koagülasyon-flokülasyon, oksidasyon/ redüksiyon, flotasyon, vb.) su ve atıksu arıtımında organik madde, katı madde, bulanıklık, ağır metal, renk giderimi vb. amaçlarla başarıyla uygulanmaktadır (Golob ve ark. 2005). Arıtma verimi giderilecek parametre, kullanılan kimyasal madde, alıkonma süresi, karışım şiddeti gibi faktörlerden etkilenmekte; oluşan çamur miktarı kimyasal madde türüne göre az veya çok olabilmektedir (Tchobanoglous ve Burton 1991). Biyolojik süreçler ile karşılaştırıldığında işletmeye alma kolaylığının olması, organik maddenin biyolojik mekanizmalarla parçalanamayan kısmının çökeltilerek giderilebilmesi, arıtma veriminin atıksu debisi ve niteliğindeki değişikliklerden fazla etkilenmemesi gibi avantajları özellikle endüstriyel atıksu arıtımında tercih edilmesine sebep olmaktadır (Kim ve ark. 2004). Öte yandan, kimyasal madde kullanımı nedeniyle işletme giderlerinin yüksek olması ve çamur miktarının fazla olması nedeniyle çamur uzaklaştırma işlemlerinin maliyetinin artması en önemli dezavantajları olarak gösterilmektedir (Alpaslan ve ark. 2002). Bu nedenle son yıllarda yapılan araştırmalar kullanılan kimyasal malzemeler üzerine yoğunlaşmakta ve kimyasal madde tüketimini azaltmaya yönelik, maliyeti düşük yeni alternatifler incelenmektedir (Tayim ve Al-yazouri 2005).
Sunulan çalışmanın konusu olan kil mineralleri, yüksek iyon değiştirme, absorpsiyon ve kataliz özelliklerinin yamsıra doğal ve düşük maliyetli olması nedeniyle atıksu arıtımında kullanılan doğal malzemelerdendir (Ingram ve ark. 2003). Literatürde farklı bölgelerden çıkartılan kil grubu minerallerin toksik kirleticilerin, pestisit ve herbisitlerin, boyaların ve bazı metal iyonlarının gideriminde etkin biçimde kullanılabileceğine dair çalışmalar bulunmaktadır (Li ve ark. 2003). Sunulan çalışmada piyasada yaygın olarak kullanılan kimyasallara alternatif olarak kil grubu mineraller*den kaolinitin koagülant veya flokülant olarak kullanılabilirliği araştırılmıştır. Kaolinitin koagülant veya flokülant olarak kullanılması ile kimyasal arıtma işlemlerinin en büyük dezavantajı olarak öne sürülen işletme maliyetinin azaltılması hedeflen*miştir. Ayrıca, Devlet Planlama Teşkilatı (Anony-mous 2001) ve Maden Tetkik ve Arama Kurumları*nın araştırmalarına göre küçümsenmeyecek miktarda (100 milyon tonun üzeri) kaolin rezervine sahip ülkemiz için kolay bulunabilir, ucuz ve doğal bir malzemenin (kaolinit) değerlendirilmesiyle kimyasal arıtma işleminin maliyet etkin hale gelmesi, gerek ön arıtma, gerek son arıtma, gerekse de ana arıtma kademesi olarak uygulanabilirliğinin arttırılması amaçlanmıştır.


MATERYAL VE METOT
Ham Atıksuyun Özellikleri
Deneysel çalışmalarda oluklu mukavva üreti minden kaynaklanan proses atık suyunun (endüstriyel atıksu) ve evsel atıksularm koagülasyon, flokülasyon ve çökeltim işlemleri kullanılarak arıtımı incelenmiştir. Çok tabakalı karton olarak adlandırılan oluklu mukavva tüm dünyada olduğu gibi ülkemizde de önemli miktarlarda tüketilen bir ambalaj malzemesidir. Dayanıklı ve hafif olması gibi avantajları nedeniyle üretimin gün geçtikçe arttığı oluklu mukavva endüstrisinde üretim iki aşamadan oluşmaktadır;
i) oluklu mukavva tabakalarının özel bir yapıştırıcı ile yapıştırılması (oluklu mukavvanın üre*timi) oluklu mukavva üzerine boya baskı işlemle*rinin yapılması.
Yukarıda belirtilen işlemlerden kaynaklanan atıksular oluklu mukavvanın birleştirilmesi için kullanılan nişasta bazlı yapıştırıcı ile boya baskı işlemlerinde kullanılan su bazlı boyaları içermektedir. Genel olarak, içerisindeki boya nede*niyle oldukça koyu renkli olup, yüksek organik madde içermektedir.
Sunulan çalışma kapsamında ilk olarak oluklu mukkava üretimi yapan bir işletmeden alman endüstriyel ve evsel atıksu numunelerinin karakteri-zasyonu belirlenmiştir. Tablo l'de ham atıksu numunelerinin karakterizasyonu verilmiştir. İşlet*mede boya-baskı işlemlerinden kaynaklanan proses atıksuyu endüstriyel; mutfak, tuvalet vb. kaynaklı atıksular ise evsel nitelikli atıksu örneklerini temsil etmek üzere kullanılmıştır. İşletmede boya-baskı işlemlerinde, genel olarak yüksek organik kirlilik içeren, katı maddesi fazla, bulanık, koyu renkli, yağ-gres içeriği yüksek atıksular oluşmaktadir (Hasçakır ve Dölgen 2005). Evsel atıksu tipik değerlere sahip olmakla birlikte zaman zaman normalin üzerinde organik madde içeriği belirlenmiştir (Dölgen ve ark. 2004).

Kaolinitin Özellikleri
Deneysel çalışmalarda Aksaray bölgesinden temin edilen KD-A hidrate alüminyum silikat tipi kaolinit (Kızıldağ Madencilik, İstanbul) kullanılmış olup, malzemenin özellikleri Tablo 2'de özetlen*miştir.
Kimyasal Arıtılabilirlik Çalışmaları Kimyasal arıtılabilirlik çalışmaları Stuart Scentifıc Flocculator 5W1 marka jar testi aparatı ile gerçekleştirilmiştir. Atıksu örnekleri kimyasal madde dozlandıktan sonra 1 dakika süreyle koagü-lasyon (karışım hızı 240 devir/dakika), 45 dakika süreyle yumaklaştırma (karışım hızı 24 devir/dakika) sürecine tabi tutulmuş, ardından 45 dakika süreyle sakin koşullarda çökeltim işlemi uygulanmıştır (Peavy ve ark. 1985).

Analizler
Çökeltim işlemi sonrasında üst kısımdaki arıtılmış sudan alman örneklerde kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ), toplam katı madde (TKM), askıda katı madde (AKM), pH, bulanıklık, renk ve yağ-gres parametrelerinin ölçümü yapılmıştır. Deneysel çalışmalar iki bölümden oluşmuştur. İlk bölümünde kaolinit koagülant olarak kullanılmış ve atıksu örneklerine değişen dozlarda eklenmiştir. Optimum koagülant dozu KOİ parametresi esas alınarak belirlenmiştir. İkinci kısım deneysel çalışmalarda kaolinit flokülant olarak eklenmiş, verimliliği polielektrolit ile kıyaslanmıştır. Kaolinitin flokülant olarak ilave edildiği deney setlerinde koagülant olarak alum, kireç ve demir üç klorür kullanılmıştır. Deneylerde koagülant dozları 10-1200 mg/L; flokü*lant dozları ise 2-6 mg/L arasında değişmiştir. Analizlerde pH parametresi NEL pH 890 marka pH metre kullanılarak, bulanıklık ve renk ölçümü HACH DC 144 69 DR marka arazi tipi çanta kullanılarak, AKM, TKM ve yağ-gres analizleri gravimetrik metotla ve KOİ deneyi refluxmetric metotla Standart Metodlara (Anonymous 1992) uygun olarak yapılmıştır.

BULGULAR
Deneysel çalışmaların ilk aşamasında proses ve evsel atıksu numunelerini en iyi şekilde arıtacak kaolinit dozu belirlenmiştir. Jar testi düzeneği ile yürütülen deneysel çalışmalarda, boya-baskı işleminden kaynaklanan proses atıksuyunun arıtımı amacıyla 10-1200 mg/L arasında değişen dozlarda kaolinit eklenmiştir. Kaolinitin koagülant olarak eklenmesi durumunda en düşük doz için (10 mg kaolinit/L) KOİ giderim verimi %80 olarak belirlenmiş; KOİ 41575 mg/L'den 7795 mg/L değerine düşmüştür. Kaolinit miktarı arttırıldığında KOİ verimi yükselmiştir. Kaolinit dozu 50 mg/L olduğunda %94 KOİ giderimi elde edilmiş; arıtılmış suyun KOİ değeri 2487 mg/L olarak ölçülmüştür. Maksimum KOİ giderim verimi 1000 mg/L kaolinit dozunda gerçekleşmiştir. 1000 mg kaolinit/L eklendiğinde atıksuyun KOİ değeri 41575 mg/L'den 1497 mg/L değerine inmiş, verim %96 olarak belirlenmiştir (Şekil 1). Kaolinit dozları için elde edilen KOİ giderim verimlerinin sunulduğu Şekil 1 incelendiğinde özellikle 400 mg/L ve üzerindeki dozlar için verimin %95 ve üzeri olduğu görülmektedir. Bu koşullarda arıtılmış suyun KOİ değeri 1500-2000 mg/L arasında değişmektedir. Kaolinitin koagülant olarak kullanıldığı deneme*lerde pH değerlerinde önemli bir değişim gözlen*memiş, pH 7 civarında en yüksek verime ulaşıldığı ortaya konmuştur (Şekil 2). İzlenen diğer paramet*relere ilişkin edinilen sonuçlar ise toplu olarak Şekil 3'te verilmiştir. Maksimum KOİ gideriminin elde edildiği kaolinit dozunda (1000 mg/L) katı madde giderimi fazla etkili bulunmamıştır. Askıda katı madde (AKM) konsantrasyonu 24000 mg/L seviyesinden 20000 mg/L değerine düşmüş yaklaşık %17 oranında AKM giderimi sağlanmıştır. Bu doz için renk giderimi %64 iken bulanıklık giderimi %70 olmuş, yağ-gres ise etkili bir biçimde (%91 oranında) sudan uzaklaştırılabilmiştir.