Dilek ÇELENK  - Petkim Petrokimya Holding A.Ş., 

Servet KARADAŞ - Petkim Petrokimya Holding A.Ş. PVC Fab. Üretim Uzman Mühendisi, 

Bike Pashayeva ÖĞÜNLÜ - Petkim Petrokimya Holding A.Ş., Ar-Ge ve Teknoloji Müdürlüğü Uzman

Ar-Ge ve Teknoloji Müdürlüğü Uzman MühendisiProjede Petkim Petrokimya Holding A.Ş. bünyesinde bulunan PVC Fabrikası atıksularının Atık Giderme Ünitesi’ne verilmeden önce içeriğindeki PVC partiküllerinin uygun koagulant ve flokulant  kullanılarak çöktürülmesi ve ıslak PVC şeklinde ticari olarak değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Çalışmada öncelikle laboratuvar koşullarında yapılan deneylerde çöktürme işlemi gerçekleştirilmiş, optimum verim elde edebilmek için kullanılan koagülant (polialuminyum klorür) ve flokulantın (anyonik polielektrolit) dozajı belirlenmiştir. Ölçümler sonucunda AKM ve KOİ değerlerinde sırasıyla ortalama %90 ve %65 giderim verimi elde edilmiştir. Fabrika sahasındaki çöktürme havuzunda yapılan modifikasyonlarla   uygulama  denenmiş, elde edilen sonuçların laboratuvar sonuçlarıyla örtüştüğü saptanmıştır.  

1. Giriş

Petkim Petrokimya Holding A.Ş. bünyesinde faaliyet gösteren PVC Fabrikasında kurutma ve reaktör yıkama sularının toplandığı ve bu suların içerdiği PVC partiküllerinin çöktürüldüğü her biri 480 m³’lük ve biri diğerinin yedeği olarak görev yapan  üç adet çöktürme havuzu bulunmaktadır. Bu havuzlarda her tür üretim reçetesi ürünü olan PVC tanecikleri hiçbir işleme tabi tutulmadan çöktürülmekte, çöken kısım havuz tabanında birikmektedir. Yapılan çalışmalar bu havuzlarda ilk 1,5-2 saat içerisinde çökebilen katıların tamamının çöktüğünü, bunun da atıksudaki PVC miktarının %90’ına tekabül ettiğini göstermektedir. Bu havuzlarda  yılda 5-6 defa manuel olarak temizlik yapılmakta ve dipte toplanan PVC “Islak-Wet PVC” olarak satılmaktadır. Havuzlarda, çöktürme yolu ile, yılda ortalama 1500 ton  ıslak PVC geri kazanılmakta ve ekonomik olarak değer sağlanmaktadır. 

Çökemeyen katıları içeren üst sıvı faz ise arıtıma tabi tutulmak üzere Atık Giderme Ünitesi’ne gönderilmektedir. Atıksuyun Atık Giderme Ünitesi’ne gönderilmeden önce PVC Fabrikasında ön arıtıma tabi tutulması projesinin asıl amacı, atıkların kaynağında arıtımı ve mümkün olduğu kadar az atık üretmekle birlikte, PVC’nin geri kazanılarak çöken PVC’ye “ıslak PVC “ niteliğinde ekonomik değer kazandırmaktır. Projenin getireceği katma değerler;

1. Çevreye Duyarlı Yaklaşım

2. Kaynağında Arıtım

3. Atıkların Geri Kazanımı

4. Islak PVC satışından şirketin elde edeceği net gelir

olarak sıralanabilir.

2.Yapılan Çalışmalar 

Ar-Ge ve Teknoloji Müdürlüğü, PVC Fabrikası, Atık Giderme Ünitesi ilgililerinin katılımıyla      proje  ekibi oluşturulmuş  çalışmalar planlanarak uygulanmaya başlanılmıştır.

2.1 Deneysel Çalışmalar:

PVC Fabrikası çöktürme havuzuna giren ve çıkan atık sudaki toplam PVC miktarı tespit edilmiştir.   içeriğindeki Tablo 1’de görüldüğü gibi PVC Fabrikasının çöktürme havuzlarından çıkan atık suyun içerisindeki PVC miktarının ortalama değerinin 217mg/L olduğu hesaplanmaktadır. Ortalama debi 69m³/saat  olarak belirlendiğine göre yılda (330 iş günü alınarak) yaklaşık 150 ton PVC’nin çöktürülemeden Atık Giderme Ünitesi’nde bertaraf edildiği tespit edilmiştir. PVC Fabrikasının atıksu debisi 69 m³/saat olup Atık Giderme Ünitesi’ne gelen atıksuyun %15’ini oluştumaktadır. 

Atıksuyun ortalama KOİ değeri 400 mg/L olarak ölçülmüştür. Tablo 1’de PVC Atıksuyu karakteristiği görülebilir.

Laboratuvarda koagulasyon ve flokulasyon işlemleri uygulanan numunelerle JAR testi yapılmıştır. Önce  Koagulant olarak %5 lik Aluminyum sülfat (Alum) , flokulant olarak %0.1 lik anyonik polielektrolit (APE) denenmiştir. İstenilen berraklığı ve çökmeyi sağlayan Alum dozajı belirlenerek,  bu dozaja uygun en iyi AKM ve KOİ giderim verimini sağlayan APE miktarı tespit edilmiştir. Koagulant olarak  polialuminyum klorür (PAK)’ün etkinliğini belirlemek amacıyla deneyler aynı şekilde bu kimyasalla tekrar yapılmış ve her iki kogulantın verimliliği kıyaslanmıştır. Kıyaslama sonucunda en iyi verimin PAK ve  APE kullanıldığında ortaya çıktığı görülmüştür. 

En yüksek verim 1 litre atıksuya 0,2 ml PAK ve 0,3 ml APE eklendiğinde elde edilmiştir. Yapılan tüm JAR testlerinde karıştırıcılar koagulantlar için 120 rpm 15 dak, flokulasyon amacıyla ise  30 rpm’de 5 dakika karıştırılmış ve katıların çökelebilmesi için 15 dakika bekletilmiştir.  Koagulant olarak alum ve PAK kullanıldığında KOİ ve AKM giderim verimliliklerini Grafik 1 ve Grafk 2’de gözlemleyebiliriz.

PAK ve APE kullanılarak yapılan Jar testi  sonucunda bazı numunelerin AKM ve KOİ giderim verimleri Grafik 3 ve Grafik 4’te gösterilmiştir.

Sonuçları

Deneyler sonucunda  maksimum verimin PAK ve APE kullanıldığı durumlarda ortaya çıktığı belirlenmiştir.

2.2 Uygulanabilirliğin Belirlenmesi

Deneysel çalışmaların fabrikada uygulanabilirliğinin belirlenmesi için mevcut havuzlarda yapılabilecek modifikasyonlar ve maliyetler hesaplandı. 

2.3  Yatırımın Ekonomik Etüdü

2.3.1. Kimyasal Madde Giderleri

Öncelikle kimyasal madde harcamaları hesaplandı.

Günlük  PAK gereksinimi: 330  lt / gün

Günlük  Anyonik polielektrolitik çözeltisi (APE) gereksinimi: 500  lt çözelti / gün 

 Yıllık maliyeti hesaplayacak olursak :

PAK için: 49.500 TL / yıl

APE için: 879 TL / yıl

Toplam Yıllık Kimyasal Maliyeti: 50.379  TL / yıl

2.3.2 Ekipman Bedeli 

Daha sonra kullanılacak ekipman bedelleri belirlendi.  

Koagulant ve flokulant çözeltileri için fabrikada kullanılmayan durumdaki eski tankların değerlendirilmesine karar verildi.

Bunun dışında bu kimyasalların havuz içerisinde karıştırılabilmesi için toplam bedeli 25000 TL olan 2 adet  karıştırıcı ihtiyacı tespit edildi. Aynı zamanda kimyasalların havuza dozajlanması için toplam bedeli 2000 TL olan  için 2 adet dozaj pompası ihtiyacı tespit edildi.

2.3.3 Enerji  Giderleri

Toplamda 2 adet karıştırıcı ihtiyacı olup. He biri 1,5 KW/h diğeri 2KW/h kapasitesindedir.

2 adet karıştırıcı motorunun yıllık olarak harcanacak enerji bedeli ise ;

Toplam =5600  TL/Yıl

2 adet dozaj pompasına  yıllık olarak harcanacak enerji bedeli ise ;

Toplam =2400 TL/Yıl

2.3.5 Havuz Modifikasyon (İnşaat Çalışmaları) Giderleri

Çöktürme havuzlarından  birisi için üzerinde yapılacak inşaat  çalışmalarında harcanacak giderler:

Toplam  = 11.000 TL

2.3.4 Geri Kazanılacak PVC Miktarı 

PVC fabrikası çöktürme havuzlarından kaçan PVC ‘nin tamamının çöktürüldüğü varsayımıyla geri kazanılacak PVC miktarı  : 160  Ton /yıl %80 ‘inin çöktürüldüğü varsayımıyla  yola çıkarsak bu 130 Ton/ yıl’a tekabül eder. Geri kazanılan ıslak PVC’nin yıllık getirisi 78.000   $ /yıl.

3. Sonuç

PVC Fabrikası atık sularında tabii çökelme ile PVC çöktürülen havuzlarda , bu yolla yılda 1500 ton WET-PVC çöktürülebilmektedir. Buna karşılık havuz çıkış suyu içerisinde yer alan  yılda yaklaşık 150  ton WET-PVC ‘nin tabii çökelme İle PVC fabrikası havuzlarında tutulması mümkün değildir. Bu  uygulama  sonucunda çöktürülecek olan WET-PVC’den yılda yaklaşık 150.000 TL ‘lik ilave bir gelir sağlanması öngörülmektedir. Sabit yatırım + Elektrik gideri + Kimyasal giderleri ile birlikte bu yatırım yaklaşık 7 ay zarfında geri kazanılacağı  hesaplanabilir. Çıkış suyundaki PVC’nin de havuzlarda kimyasal madde ilavesi ile çöktürülerek kaynağında arıtım sağlanarak Atık Giderme Ünitesi’nin yükünün azalacağı görülmektedir.