İşlemler
|
Emisyon kaynakları
|
Emisyon türleri
|
Boya mutfağı işlemleri
|
Boya hazırlama
|
Her parti sonunda, kesikli, düşük konsantrasyonlu su emisyonu (temizleme adımı)
|
Yardımcı kimyasal maddelerin hazırlanması
|
Her parti sonunda, kesikli, düşük konsantrasyonlu su emisyonu (temizleme adımı)
|
Boya ve yardımcı kimyasal maddelerin dozajlanması (manuel)
|
Hatalı kimyasal madde hazırlama ve dozajından kaynaklanan dolaylı kirlilik (dökülme, zor repete renkler, vs.)
|
Boya ve yardımcı kimyasal maddelerin dozajlanması (otomatik)
|
Düzenli kalibrasyonu yapılan ve doğruluğu kanıtlanmış sistemlerde emisyon oluşmaz
|
Kesikli boyamalar
|
Boyama
|
Her parti sonunda, kesikli, düşük konsantrasyonlu su emisyonu
|
Boyama sonrası yıkama ve durulama işlemleri
|
Her parti sonunda kesikli, düşük konsantrasyonlu su emisyonu
|
Makine temizliği
|
Kesikli, düşük konsantrasyonlu su emisyonu
|
Yarı kesiksiz ve kesiksiz boyamalar
|
Boyar maddenin aplikasyonu
|
Boya banyosu boşaltılmadığı sürece, işlemde emisyon oluşmaz
|
Kuru ısı veya buharla fiksaj
|
Havaya kesiksiz emisyon (örneğin, termosolleme yöntemi, carrier ile boyanmış kumaşların kurutulması vb. gibi özel durumlar dışında genellikle önemli değildir)
|
Boyama sonrası yıkama ve durulama işlemleri
|
Kesiksiz, düşük konsantrasyonlu su emsiyonu
|
Tekneler ve besleme konteynırlarındaki flotte artıklarının boşaltılması
|
Her parti sonunda, kesikli, konsantre su emisyonu
|
Makine temizliği
|
Kesikli, düşük konsantrasyonlu su emisyonu (indirgen maddeler ve hipoklorit kullanıldığında zararlı maddeler içerebilir)
| Boyama işlemlerinde oluşan emisyonların türleri ve olası kaynakları aşağıdaki tabloda özetlenmektedir.
Tablo 2.8. Boyama işlemlerinde oluşan emisyonların türleri ve olası kaynakları
Boya banyosundaki maddelerin buhar basınçlarının düşük olmasından dolayı, havaya emisyonların oluşumu önemli değildir ve bu yüzden de çoğu emisyon suya emisyondur. Termosolleme işlemleri, pigment boyamalar ve carrier kullanılan boyama yöntemleri az sayıdaki istisnai durumları oluşturmaktadır. Pigment boyamada, mamul pigment aplikasyonundan sonra yıkanmaz ve bu nedenle, kirlilik oluşturan maddeler kurutma sonunda havaya salınır. Carrierların emisyonları hem havaya, hem de suyadır.
Kullanılan maddelerle ilgili çevresel sorunlar
Yukarıda belirtilen emisyonlarda bulunan su kirletici maddeler aşağıdaki unsurlardan kaynaklanabilir:
-
Boyalar - Kullanılmış boya flotteleri (kesikli boyama yönteminde), boya flottesi atıkları ve yıkama işlemlerinden gelen sularda fikse olmamış boyalar bulunur. Fiksaj oranları boyaya, lifin cinsine, proses türüne ve proses parametrelerine göre değişir. Boyarmaddelerin oksidatif koşullarda biyobozunurluğu hiç yoktur ya da çok düşük düzeydedir, dolayısıyla bunların uzaklaştırılması için farklı eylemler gerekmektedir. Suda çözünürlüğü düşük boyarmadde molekülleri, atık sulardan büyük ölçüde koagülasyon/çökeltme veya aktif çamurda absorpsiyon/adsorpsiyon yoluyla biyolojik olarak elimine edilebilmektedir. Çevresel etki açısından bakıldığında boyarmaddenin renk kuvveti de önemlidir. İstenen koyulukta bir boyama elde etmek için reaktif boyarmaddelerde diğer boyarmadde sınıflarına kıyasla daha az miktarlarda boyarmadde kullanımına ihtiyaç duyulur, ve dolayısıyla atık sudan daha az miktarda boyarmaddenin uzaklaştırılması gerekir. Atık su arıtma tesisinden geçen boyarmadde suyun rengini değiştirerek fotosentezi engelleyebilmektedir. Ayrıca boyarmaddenin organik içeriği su toksisitesine neden olarak farklı atıkların emisyonuna yol açmaktadır.
-
AOX emisyonları (Adsorbe Olabilen Organik Halojenler) – Küp, dispers ve reaktif boyaların moleküllerinde halojen içermesi daha muhtemel bir durumdur. Bazı küp boyalarında bu içerik, ağırlığının % 12’sine kadar çıkabilmektedir, fakat absorpsiyon sayesinde yüksek verimlilikle uzaklaştırılabilmektedir. Düşük fiksaj derecesine sahip olan bazı reaktif boyalar, biyobozunurlukları düşük olduğundan atık sudan zor uzaklaştırılmaktadır. Boşaltılan boya konsantrelerinde (fulard veya boya mutfağı) ve halâ reaksiyona girmemiş boyarmadde molekülleri içerebilen, lifler tarafından çekilmemiş boya flottelerinde de halojen bulunmaktadır. Diğer boyarmadde sınıflarında halojen içeriği genellikle %0,1’in altındadır, dolayısıyla AOX sorunu söz konusu değildir. Organik olarak bağlı halojen (flor hariç) içeren boyarmaddeler, AOX olarak ölçülmektedir. Boyamada oluşacak AOX miktarını sınırlandırmanın tek yolu, boya seçimi, boyaların daha verimli kullanımı veya son atık suyun renk giderme işlemine tabi tutulmasıdır. Atık sularda renk giderme işlemi, serbest radikal okidasyonu gibi parçalayıcı tekniklerle veya parçalayıcı olmayan tekniklerle (örneğin, koagülasyon, adsorpsiyon) sağlanabilmektedir. Boyalardan kaynaklanan AOX, ağartma, yünün çekmezlik işlemi vb. tekstil işlemlerinde oluşan klor reaksiyonlarından (özellikle haloform reaksiyonu) türeyen AOX ile aynı etkiye sahip değildir.
-
Ağır metal emisyonları - metaller bazı boyaların üretiminde katalizör olarak kullanılmaktadır ve safsızlık olarak bulunabilmektedir, fakat bazı boyalarda da metal, boya molekülü ile şelat kompleksi oluşturarak molekül yapısının ayrılmaz bir parçası haline gelmektedir. Günümüzde boya üreticileri, safsızlık olarak bulunan metal miktarını düşürmek için daha fazla çaba harcamaktadır. Bu, başlangıç ürünlerinin seçimi, ağır metallerin uzaklaştırılması ve reaksiyonun gerçekleştiği çözücünün değiştirilmesi ile sağlanabilmektedir. Mevcut boyalardaki en yaygın metaller: bakır, nikel ve kromdur. Kullanılan toplam metalize boya miktarı azalmaktadır, fakat belirli alanlarda bu boyaların ikamesi kolay olmamaktadır. Bu tür metalize boyalarda metal varlığının, serbest metal safsızlıklarının varlığına göre daha az sorun oluşturduğu söylenebilir. Metal kendisi de biyobozunur olmayan boya molekülünün ayrılmaz bir parçası olduğundan, suda biyolojik olarak kullanılabilir hale gelme olasılığı çok zayıftır. Filtrasyon ve aktif çamurda adsorpsiyon gibi boyayı atık sudan ayıran işlemler, nihai atık suda bulunan bağlı metal miktarını da aynı oranda azaltmaktadır. Bunun aksine, gelişmiş oksidasyon gibi diğer yöntemler metal iyonlarını serbest bırakabilmektedir.
-
Toksisite – hala sulu ortam toksisitesi ve/veya alerjik etki gösteren birçok boyarmadde bulunmaktadır. Günümüzde kullanılan boyaların yaklaşık % 60- % 70’i indirgen koşullar altında amin oluşturabilen azo boyalardır ve bunlardan bazıları kanserojendir.
-
Boya formülasyonlarında bulunan yardımcı kimyasal maddeler – Bu katkı maddeleri boyanın sınıfına ve kullanılan aplikasyon yöntemine bağlı olarak boya formülasyonlarında yer almaktadır. Bu maddeler lifler tarafından emilmediği veya liflere fikse olmadığı için tamamıyla atık suya deşarj edilir. Bu katkı maddeleri, sulu ortam yaşamı için toksik olmamasına rağmen, genel olarak biyobozunurlukları zayıftır ve kolaylıkca biyolojik olarak elimine edilemezler. Bu durum, özellikle küp, dispers, ve kükürt boya formülasyonlarında bulunan dispergatörler için geçerlidir. Bu boyalar suda çözünmez, ve kumaşa sulu dispersiyon şeklinde uygulanabilmeleri için, bu özel yardımcı maddelere ihtiyaç duyulur. Sıvı ve toz formülasyonlar arasındaki farkın da belirtilmesi gerekir. Sıvı halde sağlanan boyalar, toz boyaların normalde içerdiğinin 1/3’ü kadar dispergatör içerir. Bu farkın nedeni toz boyaların üretim proseslerinden ileri gelmektedir: öğütme sırasında meydana gelen çok küçük partiküllerin daha sonraki kurutma işlemleri sırasında korunması gerekir, ve bu da ancak yüksek oranda dispergatör ilavesiyle mümkün olmaktadır. Tipik katkı maddeleri bu altbölümün sonundaki tabloda yer almaktadır.
-
Boyama işlemlerinde kullanılan temel ve yardımcı kimyasal maddeler (örn. alkaliler, tuzlar, indirgen ve oksidize maddeler)– kimyasal maddeler ve yardımcı maddeler bakımından aşağıdakilere değinmekte fayda vardır.:
-
Kükürt içeren indirgen maddeler - kükürt boyama atık suları, işlem sırasında indirgen madde olarak kullanılan sülfürleri içerir. Bazı durumlarda sülfür, boya formülasyonunda bulunur ve bazen de boyama öncesinde boyama banyosuna ilave edilir. Sülfürler sulu ortamda yaşayan organizmalar için zehirlidir ve KOİ yükünü arttırır. Ayrıca sülfür anyonları, asidik koşullar altında hidrojensülfüre dönüşür ve koku ve aşındırıcılık sorunlarına neden olur. Kükürt içeren diğer bir indirgen madde de, sadece kükürt ve küp boyama işlemlerinde değil, aynı zamanda PES boyamada da indirgen art temizleme maddesi olarak kullanılan sodyumhidrosulfittir (sodyumditiyonit olarak da adlandırılır). Sodyumditiyonit boyama işlemi sırasında sülfite dönüşür (balık ve bakteriler için zehirlidir) ve bazı durumlarda sülfata oksitlenir. Atık su arıtma tesislerinde sülfit normalde sülfata oksitlenir, fakat bu da hala sorunlara neden olabilmektedir. Sülfat, aslında, beton borularda aşınmaya neden olabilir veya anaerobik koşullarda hidrojensülfüre indirgenebilir. Makine (yarı dolu boyama makineleri) içerisinde bulunan oksijenin tükettiği indirgen madde miktarının da hesaba katılması gerekmektedir. Sadece boyarmaddenin indirgenmesi için gerekli olan indirgen madde miktarının kullanılması yerine, makine içerisinde bulunan oksijen tarafından tüketilen miktarı da karşılamak için, genellikle önemli bir miktarda fazladan indirgen madde ilavesi gerekmektedir. Bu da, atık suların oksijen ihtiyacını belirgin şekilde arttırmaktadır.
-
Oksidasyon maddeleri- Dikromat, küp ve kükürt boyaları ile boyama sırasında oksidasyon maddesi olarak bundan böyle Avrupa’da kullanılmayacaktır, fakat yün boyamacılığında krom boyalarının fiksajı için hala geniş çapta kullanılmaktadır. Cr(III) düşük oranda zehirlilik segilerken, Cr(VI) çok zehirlidir ve hayvanlar için kanserojen etki gösterir. Krom boyaları ile boyama işlemi sırasında, eğer işlem kontrol altında ise, Cr(VI) iyonları Cr(III)’e indirgenir, fakat boyanın hazırlanması sırasında dikromatın yanlış kullanımı nedeniyle Cr(VI) emisyonları oluşabilmektedir (dikromatın kanserojen olması ve kullanan işçilerde sağlık sorunlarına neden olabilmesi nedeniyle dikakt gösterilmelidir). Küp ve kükürt boyama işlemlerinde oksidasyon maddesi olarak bromat, iyodat ve klorit kullanımı ve hatalı mamullerin renk sökümü veya boyama makinelerinin temizliği için renk sökücü olarak hipoklorit kullanımı, AOX emisyonlarına neden olabilmektedir. Bununla birlikte, sadece hipoklorit ve elemental klor içeren bileşiklerin zararlı AOX oluşumuna neden olma ihtimali vardır. Tuzların farklı türleri, boyama işlemlerinde farklı amaçlar için kullanılmaktadır. Özellikle kesikli pamuk boyama işlemlerinde reaktif boyalarla birlikte yüksek miktarda tuz kullanılmaktadır. Tuzun ham madde olarak kullanımına ek olarak, yaygın olarak kullanılan asit ve alkalilerin nötralizasyonu sonucunda yan ürün olarak da tuz oluşmaktadır. Tuzlar, geleneksel atık su arıtma sistemlerinde uzaklaştırılamamakta, bu nedenle sonuçta alıcı su ortamına deşarj edilmektedir. Yaygın olarak kullanılan tuzların memeli hayvanlara karşı ve sulu ortamdaki toksisitesinin çok düşük olmasına rağmen, kurak veya yarı kurak bölgelerde büyük ölçekli tuz kullanımı, zehirlilik sınır değerlerinin üzerindeki konsantrasyonlara neden olabilmekte ve yer altı sularının tuzluluğunu arttırabilmektedir.
-
Carrierler - Polyester yün karışımlarının boyanmasında halen gündemde olan bir sorundur. Carrierlar, üreticiler tarafından boyalara ilave edilebilmiş halde bulunabilir. Bu durumda tekstil terbiyecilerinin, deşarj edilen yüklerle ilgili fazla bilgisi olmamaktadır. Carrierlar, birçoğu buharla uçucu olan, biyobozunurluğu zayıf olan ve sulu ortamdaki yaşama ve insanlara karşı zehirli olan çok farklı organik bileşikler içermektedir. Bununla birlikte, aktif maddelerinin (hidrofobik türdekilerin) genellikle liflere karşı yüksek afiniteye sahip olması nedeniyle bunların % 75-90’ı lifler tarafından emilmekte ve atık sularda sadece emülgatörler ile fenoller ve benzoat türevleri gibi hidrofilik yapıdaki carrierlar bulunmaktadır. Boyama ve yıkama sonrası liflerde kalan carrierlar, kurutma ve fiksaj işlemleri sırasında kısmen uçucu hale gelmekte ve hava emisyonlarının oluşumuna yol açmaktadır. Bitmiş mamul üzerinde kalabilen carrier artıkları ise, tüketiciler için sorun oluşturabilmektedir.
-
Çevresel öneme sahip diğer yardımcı kimyasal maddeler- boyama yardımcı kimyasalları içinde bulunabilen ve su kirliliğine neden olabilen diğer maddeler egaliz maddeleri, katyonik boyalar için retarderler, haslık geliştirici yardımcı maddeler, dispergatörler, kompleks oluşturucu maddeler ve benzeridir. Bunlar, suda çözünebilen, biyolojik bozunmaya uğraması zor olan bileşiklerdir ve bu nedenle atık su arıtma sisteminden değişikliğe uğramadan veya sadece kısmen parçalanarak geçebilmektedir. Ayrıca, bunlardan bazıları zehirlidir veya sulu ortam koşullarındaki üremeyi etkileyebilen metabolitlere yol açabilirler.
-
İşlem zincirine girdiği sırada liflerde mevcut olan kirleticiler (açık elyaflarda ve iplik boyamada, yün üzerinde pestisitlere rastlanabilmektedir ve aynı durum sentetik liflerin üzerindeki spin finishlerde (lif terbiye maddesi) de görülmektedir).
Katkı maddesi
|
Kimyasal bileşim
|
KOİ
mg O2/kg
|
BOİ5
mg O2/kg
|
TOK
Eliminasyon (1)
|
Dispergatörler
|
Linyinsülfonatlar
Naftalinsülfonatların formaldehitle kondenzasyon ürünleri
Etilenoksit/propilenoksit kopolimerleri
|
1200
650
|
50
50
|
15%
15%
|
Tuzlar
|
Sodyumsülfat, sodyumklorür
|
|
|
|
Toz bağlayıcı maddeler
|
Madeni veya parafin yağları
(+katkı maddeleri)
|
|
|
|
Köpük önleyici maddeler
|
Asetilglikoller
|
|
|
|
Donmayı önleyici maddeler
|
Gliserin
Glikoller
|
1200
1600
|
780
10
|
90%
95%
|
Kıvamlaştırıcı maddeler
|
Karboksimetilselüloz
Poliakrilatlar
|
1000
|
0
|
30%
|
Tamponlama sistemleri
|
Fosfat, Asetat
|
|
|
| Tablp 2.9. Boya formülasyonlarındaki katkı maddeleri
Proseslerle ilgili çevresel sorunlar
Boyama işlemlerindeki su ve enerji tüketimi, uygulanan boyama tekniği ve çalışma şekli ile kullanılan makinelerin bir fonksiyonudur.
-
Kesikli yönteme göre boyama işlemleri - genellikle kesiksiz yöntemlere göre daha yüksek düzeyde su ve enerji tüketimi gerektirir. Bu durum birkaç farklı faktörden kaynaklanmaktadır. Kesiksiz yöntemlerde kullanılan flotte oranlarının daha fazla olması yalnızca su ve enerji tüketimini artırmakla kalmaz, aynı zamanda flotte hacmine göre dozajlanan kimyasal madde ve yardımcı maddelerin de daha fazla miktarda tüketimine neden olur. Farklı susbstrat türlerinin özelliklerine uygun olarak artık tüm makine üreticileri düşük flotte oranlı makineler üretebilmektedir. Günümüzde modern makinelerin performans ve özelliklerini tanımlamada genellikle “düşük flotte oranı” ve “ultra düşük flotte oranı” gibi terimler artık modern makinelerin performans ve özelliklerini tanımlamak için yaygın olarak kullanılmaktadır. Düşük flotte oranlı makinelerin kullanımı, veya işleme alınacak parti büyüklüğüne en uygun makinenin seçimi, işlemin çevresel performansı bakımından çok önemlidir. Dikkate alınması gereken bir diğer faktör de, parti boyama işlem yönteminin, özellikle soğutma, ısıtma, yıkama ve durulama gibi işlemlerin kesikli yapıda olmasıdır. Bunun dışında, özellikle laboratuvar araçlarından faydalanılmadan gerçekleştirilen boyamalardaki istenen rengi tutturma çalışmaları da yüksek su ve enerji tüketimine neden olmaktadır. Uygun olmayan hazırlama tekniklerinin kullanılması ve/veya proses kontrol sistemlerinin yetersiz olması da enerji ve su tüketiminde artışa neden olabilmektedir.
-
Kesiksiz ve yarı kesinsiz boyama yöntemleri - daha az su tüketilmektedir, fakat bu aynı zamanda boya flottesindeki boyarmadde konsantrasyonun daha yüksek olması anlamına gelmektedir. Kesikli boyamalarda, boya konsantrasyonu 0,1 g/l’den 1 g/l’ye kadar değişmektedir; kesiksiz yöntemlerde bu değer, 10 g/l ile 100 g/l aralığında olmaktadır. Yeni bir renk çalışılmaya başlanmadan önce, fulard teknesinde ve pompa ve borularda kalan flottenin mutlaka temizlenmesi gerekir. Küçük boru, pompa ve emdirme teknelerinin kullanımı, deşarj edilecek olan konsantre flotte miktarının azalmasına yardımcı olur. Ayrıca, boya çözeltisi bileşenlerini ölçebilen ve tam olarak gereken miktarda çözeltiyi gönderebilen otomatik dozajlama sistemlerinin kullanımıyla da, oluşacak kalıntı atık miktarlarının en aza indirilmesi mümkün olmaktadır.
Hem kesiksiz, hem de kesikli yöntemlere göre boyama işlemlerinde yapılan son yıkama ve durulama işlemleri dikkate alınması gereken ve su tüketiminin yoğun olduğu adımlardır. Gerçekten de yıkama ve durulama işlemlerinde, asıl boyama işleminden daha fazla miktarda su tüketilmektedir.
Dostları ilə paylaş: |
