Kağıt hamuru ve kağıt endüstrisindeki atık su arıtma süreci, genellikle üç aşamadan oluşan karmaşık ve sistematik bir süreçtir: ön arıtma, biyolojik arıtma ve ileri arıtma. Bu sürecin ayrıntılı adımları aşağıdaki gibidir:
I. Ön Tedavi Aşaması
Ön arıtma aşamasının temel amacı, askıdaki katı maddeleri uzaklaştırmak, pH'ı ayarlamak ve atık sudaki organik madde konsantrasyonunu azaltarak daha sonraki biyolojik arıtma için koşullar yaratmaktır.
1. Çubuk Izgara: Sonraki arıtma süreçlerindeki yükü azaltmak için atık sudaki büyük askıda katı maddeleri ve yüzen maddeleri giderir. Çubuk elekler genellikle yassı ve bükülmüş çelikten kaynaklanır ve çubuklar arasındaki mesafe gerçek koşullara göre ayarlanabilir.
2. Dengeleme Tankı: Atık su akışını düzenler ve su kalitesini dengeleyerek sonraki arıtma için sabit su kalitesi koşulları sağlar. Dengeleme tankları genellikle atık su akışındaki dalgalanmaları tamponlamak için büyük bir hacme sahiptir.
3. Çökeltme Tankı/Flotasyon Tankı: İnce askıda katı maddeleri ve bazı organik maddeleri atık sudan daha da uzaklaştırır. Çökeltme tankları askıdaki katı maddeleri çökeltmek için yerçekimini kullanırken, yüzdürme tankları ise atık suya mikro kabarcıklar enjekte ederek askıda katı maddelerin kabarcıklara yapışmasına ve yüzeye çıkmasına neden olur.
4. Nötralizasyon Tankı: Atık suyun pH'ını biyolojik arıtmaya uygun aralığa ayarlar. Bu genellikle asit veya alkali eklenerek elde edilir.
II. Biyolojik Arıtma Aşaması
Biyolojik arıtma aşaması, atık sudan organik madde, nitrojen ve fosfor gibi kirleticileri uzaklaştırmak için esas olarak aktif çamur ve biyofilm işlemleri gibi biyolojik arıtma teknolojilerini kullanan, kağıt yapımı atıksu arıtmasının temel aşamasıdır.
1. Aerobik Biyolojik Arıtma:
* Aktif Çamur Prosesi: Havalandırma ekipmanları aracılığıyla atık suya yeterli miktarda çözünmüş oksijen verilerek çamur ve atık suyun iyice karışması sağlanır. Mikroorganizmalar organik maddeyi bozar. Bir süre sonra havalandırma tankındaki karışık sıvı, katı-sıvı ayrımı için çökeltme tankına girer. Arıtılan su boşaltılır veya daha fazla arıtılırken çamurun bir kısmı da mikrobiyal popülasyonu korumak için havalandırma tankına geri gönderilir.
* Biyofilm Süreci: Organik kirleticileri parçalamak için bir taşıyıcının yüzeyine bağlanan bir biyofilmden yararlanır. Atıksu biyofilm tabakasından geçerken organik kirleticiler mikroorganizmalar tarafından parçalanır. Aktif çamur prosesi ile karşılaştırıldığında biyofilm prosesi şok yüklere karşı daha güçlü bir dirence sahiptir, daha az arazi gerektirir ve çalıştırılması ve yönetilmesi daha kolaydır.
2. Anaerobik Biyolojik Arıtma: Anaerobik koşullar altında, anaerobik mikroorganizmalar atık sudaki organik kirleticileri metan ve karbondioksit gibi maddelere dönüştürür. Anaerobik biyolojik arıtma teknolojileri temel olarak yüksek yük kapasitesi, düşük maliyet ve enerji geri kazanımı ile karakterize edilen yukarı akışlı anaerobik çamur battaniyesi (UASB) sistemlerini içerir.
3. Biyolojik Azot ve Fosfor Giderimi: Biyokimyasal arıtma aşamasında azot ve fosfor gibi besin maddelerinin gideriminin de dikkate alınması gerekir. Biyolojik nitrojen giderimi tipik olarak üç aşamayı içerir: amonifikasyon, nitrifikasyon ve denitrifikasyon, farklı türdeki mikroorganizmaların sinerjistik etkisi yoluyla nitrojen dönüşümü ve gideriminin sağlanması. Biyolojik fosfor giderimi, polifosfat-biriktiren bakterileri kullanarak atık sudaki fosforu mikroorganizmalar içinde polifosfat olarak biriktirir ve bu daha sonra çamur deşarjı yoluyla giderilir.
III. İleri Tedavi Aşaması
Gelişmiş arıtma aşaması öncelikle biyokimyasal arıtmadan sonra hala yüksek konsantrasyonlarda inatçı organik madde ve renk kirleticileri içeren atık suyu hedef alır. Atık suyun deşarj standartlarını karşıladığından emin olmak amacıyla daha ileri arıtma için gelişmiş oksidasyon, adsorpsiyon ve membran ayırma teknolojileri kullanılır.
1. Gelişmiş oksidasyon teknolojileri: Ozon oksidasyonu ve Fenton oksidasyonu gibi, inatçı organik maddeleri ayrıştırmak için güçlü oksidanlar kullanır, atık sudaki COD ve rengi azaltır.
2. Adsorpsiyon teknolojileri: Atık sudan organik maddeyi, rengi ve diğer kirleticileri uzaklaştırmak için aktif karbon gibi adsorpsiyon malzemelerini kullanın.
3. Membran ayırma teknolojileri: Organik maddenin, askıda katı maddelerin ve diğer kirleticilerin atık sudan verimli bir şekilde ayrılmasını sağlamak için nanofiltrasyon ve ters ozmoz gibi membran ayırma teknolojilerini kullanın.
