DERİ ENDÜSTRİSİNDE KİRLİLİĞİN
kontrol altına alınmasında
EM TEKNOLOJİSİNİN
kullanılması
1. Giriş
Deri endüstrisi Pakistan’da ihracat getirisi olan 3’üncü büyük endüstridir. Yıllık ihracat getirisi, 700 milyon $’ın üzerindedir. Ulusal ekonomiye yaklaşık 35 milyon Rs. katkıda bulunur. Bu gelir, Korangi (160 tabakhane), Kasur (238), Sialkot (235), Gujrawanwala-Wazirabad (40), Lahore (26), Sahiwal (6) and Multan’da (45) kümelenmiş 750 tabakhaneden gelmektedir. Pakistan bir tarım ülkesidir ve büyükbaş hayvancılıkta yerleşmiş bir sistemi mevcuttur ve yılda yaklaşık 6,1 milyon adet büyükbaş (2,1 milyon inek derisi ve 4,0 milyon manda derisi) ve 36,5 milyon küçükbaş hayvan derisi (22,7 milyon keçi derisi ve 13,8 milyon koyun derisi) üretmektedir. [Sialkot Chamber of Commerce & Industry: feasibility study on establishment of tannery zone in Sialkot, August 2002].
2. Kirliliğin Boyutu
Pakistan gelişmekte olan bir ülkedir. Endüstriler, gereğine uygun kirlilik kontrol planlaması yapılmadan kurulmuştur. Pakistan, doğal kaynakların bozulması ve kirlenme sorunlarıyla karşı karşıya bulunmaktadır. Hava kirliliği, su kirliliği (doğal yeraltı ve yerüstü suları), katı atıkların bertarafı gibi çevre sorunları kat kat artmaktadır. Sanayi ve evsel atıksular ve plansız olarak katı atıkların dökülmesiyle özellikle dört nehir aşırı derecede kirletilmektedir. Bunlar; Sutlej, Ravi, Chenab ve Jehlum nehirleridir. Kirlilik yüzünden akış hızı hemen hemen durmuştur. Sanayi atıksuları, organik ve inorganik tuzlar, patojen organizmalar, toksik maddeler, metal hurdaları, asitler, alkaliler, ağır metaller ve daha birçok kirleticiler içermektedir.
Deri işleme sanayi, çok büyük miktarlarda organik ve inorganik kimyasal maddeler (toksik ve/veya zararlı olabilir) ve çok büyük miktarlarda su kullanmaktadır. Bu yüzden, deri üretiminde önemli miktarlarda atıksu ve çamur ortaya çıkmaktadır. Tabakhanelerin üretim türüne bağlı olarak (ham deriden bitmiş deriye, ham deriden kabuk deriye, ham deriden ıslak mavi deriye, ıslak mavi deriden kabuk deriye ve ıslak mavi deriden bitmiş deriye), 1 ton ham deri başına yaklaşık 50 ila 100 m3 atıksu ve 45 ila 150 kg kurutulmuş çamur üretilmektedir. Tabakhane atıksularının çevresel kirlilik parametreleri olan BOİ, KOİ, Toplam AKM, TDS (Toplam Ergimiş Madde), sulfatlar, sülfitler, klorür ve krom
vb. yüksek değerlerdedir. Bunların içinde en önemlileri sülfitler ve kromdur ve bu parametrelerin değerleri Ulusal Çevre Kalite Standardının (NEQS) öngördüğü (1,0 mg/lit) değerinden 20 ila 100 kat daha yüksektir.
Her türlü toksik tuzlar içeren deri sanayinden gelen bu atıksular, kentlerden gelen evsel atıksularla birlikte yakındaki drenajlara oradan da bağlantılı olduğu nehirlere akmaktadır. Çoğu sanayi, çevre yasalarının gevşekliğinden yararlanarak atıksularını düşük noktalardaki arazilere ya da tarımsal arazilere atmaktadır. Tipik bir deri sanayi atıksuyunun ve çamurun kimyasal analizleri sırasıyla çizelge 1 ve çizelge 2’de verilmektedir. Atıksuların deri endüstrisinde hangi süreçlerden kaynaklandığı ve herbirinin hangi kirlilik parametrelerine katkıda bulunduğu ise çizelge 3’de verilmektedir.
Deri İşleme İşlemleri
Deri işleme işlemleri sırasında, hayli kokuşabilen bir madde olan ham deri, kararlı ve mekanik olarak dayanımı yüksek, ayakkabı, çanta, mobilya gibi çok çeşitli ürünlerin yapımında kullanılan işlenmiş deriye döndürülür.
Derinin işlenmesinde, birbiri ardına karmaşık kimyasal süreçler ve mekanik işlemler kullanılır ki en önemli aşama tabaklamadır.
Derilerin saklanması ve işlenmesi
Hayvan kesildikten sonra, deri kesmemeye özen gösterilerek dikkatle yüzülür ve ham deri deri tüccarlarına satılır. Ham deri çabuk bozulduğundan, bakterilere ve bozulmaya karşı korumak için tuzlu su ile işlem görür. Bu işlemde bakterisit vya da yaş tuz yöntemi kullanılır.
Deriler, iç kısımları yukarı bakacak şekilde katmanlar halinde yayılır ve aralarına tuzlu su drenaj olabilecek şekilde tuz konulur. Bir ton ham deri için yaklaşık 400 kg tuz kullanılır
Çizelge -1 Deri Sanayi Atıksuyunun Kimyasal Bileşimi ve Çevre Standardı (NEQS) Değerleri
| Parametre | Atıksu | Standart (NEQS) |
|---|
| pH | 3,5-9,4 | 6-10 |
| AKM (Askıda Katı Madde) | 1000-1240 | 150 |
| TDS (Toplam Ergimiş Madde) | 1520-15850 | 3500 |
| Sülfatlar, SO4 (mg/lt) | 1000-1300 | 600 |
| Klorür, Cl (mg/lt) | 1200-6500 | 1000 |
| Krom, Cr (mg/lt) | 20-100 | 1 |
| BOİ (Biyolojik Oksijen İhtiyacı (mg/lt) | 800-1200 | 80 |
| KOİ (Kimyasal Oksijen İhtiyacı (mg/lt) | 1800-2700 | 150 |
Çizelge 2- Sedimentasyon tankından alınan çamurun kimyasal bileşimi
| Parametreler | Miktar |
|---|
| N % ağırlık | 5 |
| Sülfit % ağırlık | Yok |
| Sülfat % ağırlık | 2,3 |
| Kalsiyum % ağırlık | 4,63 |
| Kireç % ağırlık | 11,60 |
| Cl % ağırlık | 22,62 |
| P % ağırlık | 0,2 |
| K % ağırlık | 0,063 |
| Organik Madde % ağırlık | 57 |
| Cr % ağırlık | 5 |
| C/N Oranı | 6 |
| Zn ppm | 190-220 |
| Fe ppm | 9000-9500 |
| Mn ppm | 240-280 |
Kaynak: PTA /ICTP phase II report.
Çizelge 3- Atıksuyun kaynağı ve deri işleme sanayinde kirlilik parametrelerine katkısı
| Kaynak | Geldiği Yer | Kirlilik Parametresi |
|---|
| Depolama | Atıksu | Tuz |
| Islatma | Atıksu | Tuz, BOİ, KOİ, AKM, TDS, koruyucu kimyasallar |
| Islatma Yıkama | Atıksu | Tuz, BOİ, KOİ, AKM, TDS |
| Kireçleme | Atıksu | BOİ, KOİ, AKM, TDS, sülfit, kıl, epidermi, kireç, H2S |
| Kireçleme Yıkama | Atıksu | BOİ, KOİ, AKM, TDS, sülfit, kıl, epidermi, kireç, H2S |
| Kireç Arındırma Banyo | Atıksu | BOİ, KOİ, AKM, TDS, amonyak |
| Kireç Arındırma Yıkama | Atıksu | BOİ, KOİ, AKM, TDS, amonyak |
| Paklama Tabakalama | Atıksu | BOİ, KOİ, AKM, TDS, tuzlar, asitler, krom |
| Tekrar Islatma | Atıksu | BOİ, KOİ, AKM, TDS,krom |
| Yıkama | Atıksu | BOİ, KOİ, AKM, TDS, krom |
| Yeniden Kromlama | Atıksu | BOİ, KOİ, AKM, TDS, krom, sülfatlar |
| Y. Kromlama Yıkama | Atıksu | BOİ, KOİ, AKM, TDS, krom |
| Nötralizasyon | Atıksu | BOİ, KOİ, AKM, TDS, tuzlar |
| Nötralizasyon Yıkama | Atıksu | BOİ, KOİ, AKM, TDS, tuzlar |
| Yağ: Lik./Yeniden tabakalama/boyama | Atıksu | BOİ, KOİ, AKM, TDS,yağlar, boyalar |
| Tamamlama (topping) | Atıksu | BOİ, KOİ, AKM, TDS |
| Yıkama | Atıksu | BOİ, KOİ, AKM, TDS |
Çevresel Kirlilik
Yukarda sözü geçen tüm işlemlerde hem atıksu hem de çamur çıkmaktadır. Tüm atıklar çevre koruma gereklerine uygun olarak bertaraf edilmelidir. Kasur’daki 230 kadar deri işletmesi Merkezi bir Ön Arıtma Tesisi yaptırmışlardır. Bu tesiste, Cr +3 %96-98, BOİ %60-75, KOİ %50-65, sülfitler %65-75, TDS %20-30 ve sülfatın %25-35 civarında azaltıldığı belirtilmektedir. Çamur lagünleri inşa edilerek çamurun lagünlerde toplanması sağlanmıştır. Çamur burada sürekli birikmektedir. Bu tesis Ekim 2001'den beri çalışmaktadır. Ayrıca, Sialkotda 235 tesis olduğunu burada hiçbir arıtma tesisi olmadığını da belirtmeliyiz. Atıklar hiçbir işlem görmeden doğaya atılmaktadır.
Pakistan Dericiler Birliği (PTA) ile yapılan araştırma işbirliği
Eastern Leather Şirketinin deri çamurlarının EM ile işlenmesi
EM Pakistan, PTA ile işbirliği halinde, deri sanayinde araştırmalar yapmaktadır. 2002 Şubat’ında EMRO ve PTA, Muridkey’deki Eastern Leather Şirketinin (ELC) atık çamurları üzerinde “EM teknolojisini kullanarak Tabakhane Çamurlarının Biyoremediasyonu" başlıklı bir çalışma başlatmıştır. ELC’de Cr uzaklaştırma ünitesi yoktur ve çamur %5 Cr içermektedir. Çamur, 1 ila 1,5 cm kalınlığında kuru ve sert pul tanecikleri halindedir ve elle kolay kolay kırılmaz. Ancak çekiçle vurularak boyutu küçültüebilmektedir. EM ile işlem, kırılmış ve kırılmamış çamurla yapılmıştır. Kırılmış ve kırılmamış çamur ayrı ayrı EM ile iyice karıştırılarak üzeri bir plastik örtü ile örtülmüş ve 40 gün anaerobik koşullarda mikrobiyal etkinliğin artırılması için fermantasyona bırakılmıştır. Bu işlem sonucunda çamur tozumsu ve güzel fermantasyon kokusu olan bir maddeye dönüşmüştür.
Deney yapılıyor (orta sağdaki örtünün altında) EM ile işlem görmüş çamur (sol:
kırılmış çamur, sağ: kırılmamış çamur)
Orijinal çamurun, kırılmış ve EM ile işlem görmüş ve kırılmadan EM ile işlem görmüş biyoçamurların analitik verileri aşağıdaki çizelgede verilmektedir. Bu çizelgeden de görülebileceği gibi, EM’nin mikrobiyal etkinliği sayesinde, Cr içeriği orijinal çamurda %5 iken, kırılmış biyoçamurda 620 ppm değerine, kırılmamış çamurda ise 312 ppm değerine kadar düşmüştür.
Çizelge 4- Orijinal çamurun, kırılmış ve EM ile işlem görmüş ve kırılmadan EM ile işlem görmüş biyoçamurların analizleri
| Parametre | Orijinal Çamur | Kırılmış Çamur+ EM (Biyoçamur) | Kırılmamış Çamur+ EM (Biyoçamur) |
|---|
| %N | 4,6 | 0,68 | 0,76 |
| %P | 0,2 | 0,052 | 0,039 |
| %K | 0,063 | 0,39 | 0,35 |
| %C | 22,0 | 8,2 | 7,6 |
| C:N | 4,8:1 | 12:1 | 10:1 |
| Organik Madde % | 38,0 | 14,1 | 13,1 |
| pH | 8,3 | 7,6 | 7,4 |
| Elektrik İletkenliği ms/cm | 14,2 | 13,9 | 13,0 |
| CO3 me/l | Yok | Yok | Yok |
| HCO me/l | 4,4 | 60 | 50 |
| Cl me/l | 192,5 | 100 | 90 |
| Na me/l | 34,38 | 28,2 | 36,9 |
| %Ca | 4,63 | 0,64 | 0,23 |
| %SO4 | 2,30 | 0,23 | 0,26 |
| Zn ppm | 195 | 44 | 33 |
| Cu ppm | --- | 8,8 | 3,8 |
| Fe ppm | 9400 | 9825 | 11563 |
| Mn ppm | 248 | 132 | 128 |
| Cr | %5 | 620 ppm | 312 ppm |
EM ile işlem görmüş biyoçamurun tarımda kullanılması
ELC’nin tesis sahası içinde ELC işgücünü kullanarak bir deney tasarlanmıştır. Burada deney 4 sahada yürütülmüştür:
C-1: Geleneksel gübreleme
C-2: Orijinal kırılmamış tabakhane çamuru
T-1: Kırılmış ve EM ile işlem görmüş biyoçamur + EM sıvı gübre spreyleme
T-2: Kırılmamış ve EM ile işlem görmüş biyoçamur + EM sıvı gübre spreyleme
14 Mayıs 2002’de deney başlamadan önce orijinal üst topraktan (0–15 cm üst taoprak derinliği) numuneler alınmıştır ve 23 Ekim 2002’de de yine aynı yerde 4 farklı deney yapılan topraktan numune alınmıştır. Bu numuneler analiz edilmiştir (çizelge–5). Orijinal toprağın Cr içeriği sıfırdır ve 4 deney toprağında Cr içeriği 0,24 ila 0,05 ppm arasında değişmektedir. En yüksek değerler T–2 ve T–1’de çıkmıştır.
Çizelge-5 Biyoçamur uygulandıktan ve EM sulama ve spreylemeleri yapıldıktan sonra toprağın analizi.
Ayrıca, 13-14 Kasım 2002’de hasat zamanında bitkilerden numuneler alınarak analiz edilmiştir. Bu analizlerde bitkilerin Cr içeriğinin sıfır ile 0,02 ppm arasında değiştiği gözlenmiştir (çizelge–6).
Çizelge 6: Bitki Analizi
Concentrations of nutrients: Bitki besin konsantrasyonları
Sıddıq Deri İşletmelerinde koku giderimi
Koku giderimi için atıksu dengeleme havuzu (71,25 m2) üzerine sprinkler ve dozlama ünitesi yerleştirilmiştir. Sprinkler ile EM Aktif uygulanmış ve dozajlama ünitesi ile de dozajlanmıştır. Bu uygulama günde yaklaşık günde (her gün) 10 saat devam etmiştir. Dengeleme havuzu üzerinden sprinkler uygulaması koku giderimine yardımcı olmuştur. Sadece bir sprinkler kullanıldığından, bu ünite dengeleme tankının üzerindeki demir çubuk üzerine sabitlenmiştir (foto).
EM Aktifin hazırlanması (sol)
Dengeleme tankına sprinkler ile EM uygulama (sağ)
Atıksu arıtma
Bu deney sırasında (3 ila 11 Şubat) toplam 15m3 EM Aktif kullanılmıştır, gerektikçe hazırlanmıştır ve atıksuya uygulanmıştır.
Başlangıçta, atıksuya, ince eleklerden sonra eriştiği orta boy drenaj kanalında daha dengeleme tankına girmeden önce 1m3 EM aktif uygulanmıştır. Bundan sonra, hergün saat 09:00 ile 22:00 arasında uygun miktarlarda EM aktif aynı noktadan dozajlanmaya devam edilmiştir. (foto).
Sonuçlar ve İrdeleme
Deneyin farklı aşamalarında EM uygulanmış atıksu analiz edilmiştir.
EM uygulanmış atıksu sonuçları
Ham atıksudan ve EM uygulanmış atıksudan 3, 4, ve 6 Şubat tarihlerinde 2 noktadan numuneler alınmıştır: Bunlar, atıksuyun dengeleme tankına girdiği nokta ve diğeri ise atıksuyun sedimentasyon tankından taşarak çıktıktan sonra ana drenaja dahil olduğu noktalardır. Numuneler SLW laboratuvarında analiz edilmiştir. Sonuçlar çizelge-7’de verilmektedir.
Çizelge -7 Atıksu analizi
Burada:
a = denge tankına giriş noktasından alınan numune (ham atıksu)
b = sedimentasyon tankından çıkıp ana drenaja giden numune (EM ile arıtılmış numune)
Veriler incelendiğinde, 3 ve 6 Şubatta, AKM (%33 ile %50), SO4 (%25 ile %35), S (%40), Cl (%75 ile 95), EM’nin etkisiyle her parametrenin yanlarında parantez içinde belirtilen oranlarda orijinal değerlerinin altına düştüğü gözlenmiştir. Cr ise, 3 Şubatta 210 mg/l’den 0,27mg/l değerine; 6 Şubatta ise 110mg/l’den 0,195mg/l değerine düşmüştür.
Karıştırıcı ve havalandırma sisteminin kapatılması
4 Şubatta havalandırma sisteminde tıkanmadan ötürü bir arıza oluştuğundan, sistem kapatılmıştır (11:45 saat süreyle). Bu arıza sırasında, EM’nin havalandırma olmadığı zamanki etkinliğini gözlemlemek için deneye devam edilmiştir. Veriler bu şartlarda parametrelerde önemli oranlarda düşüş göstermiştir: S (%32), SO4 (%35), Toplam Ergimiş Madde, TDS (%70) ancak AKM ve Cl’da artış yaşanmıştır. Bunun nedeni dengeleme tankındaki havalandırmanın kapatılmış olması olabilir [EM Türkiye olarak biz bunun nedenini biliyoruz: Mikroorganizmalar eksi değerli iyonmuş gibi, yani klor iyonuymuş gibi davranıyorlar ve bu yüzden analizlerde Cl iyonlarında artış varmış gibi çıkıyor. Halbuki gerçekte böyle bir artış söz konusu değil. Bu sadece bir yanılsama! Bu birçok yerde karşımıza çıktı. İlginç olanı sadece Klor iyonlarında böyle bir durum yaşanması!]. Cr 178 mg/l’den 0,346 mg/l değerine düşmüştür.
Bu deneme, EM’nin arıtmadaki etkinliğini ve verimliliğini göstermiştir. Deri atıksuları, EM’nin dozajlama konsantrasyonu da ayarlanarak EM ile etkin biçimde arıtılabilir.
EM ile atıksu arasındaki temas süresinin artmasının kirleticilerin azalmasında etkisi
Yapılan deneyler sırasında temas süresinin fazla olmadığını düşündüğümüzden, uzatılmış temas süresinin etkisini görebilmek için sedimentasyon tankının yanına 2 adet 1 tonluk plastik tank yerleştirdik. EM ile işlendikten sonra ana drenaja gidecek atıksuyu bu tanklara aldık. Birinci tank 6 Şubatta, ikinci tank 9 Şubatta dolduruldu ve bu atıksular birkaç gün daha bekletildi. 12 Şubatta, 2. tankın üzerinden alınan su 3'üncü bir tanka aktarılarak birkaç gün daha bekletildi. Bu 1,2 ve 3 nolu tanklara ekstra EM ilave edilmediğini belirtmeliyiz. Bu 3 tanktan 17 ve 22 Şubat tarihlerinde alınan su numuneleri analiz edildi (çizelge -8).