Biyo-Esaslı Polimer Malzemeler
Biyo-Esaslı Polimer Malzemelerin Sulu Çözeltilerden Boya Uzaklaştırmasında Kullanımı
Küresel iklim değişikliği, hızlı nüfus artışı ve sanayileşme ile birlikte su kaynakları yetersiz kalmakta ve var olan kaynaklarımız da bilinçsiz kullanım ile kirletilerek ciddi bir problem oluşturmaktadır.
Hızla azalan su kaynaklarına karşın atık suların sadece arıtılmış olması yeterli değildir. Arıtılmış atık suların sürdürülebilir yaklaşımla yeniden kullanılabilir hale getirilmesi de aynı derecede önemlidir.
Atık suların arıtılıp tekrar kullanıma sunulması hem ekonomiye hem de sürdürülebilir çevreye kazanç sağlamaktadır. Toksik olabilecek kirleticiler içeren atık sular, evsel ve endüstriyel faaliyetler sonucunda meydana gelmektedir.
Özellikle baskı ve boyama sanayisindeki endüstriyel atıkların arıtılmadan göl, nehir ve akarsulara boşaltılmış olması su kirliliğinin oluşmasında önemli bir paya sahiptir.
Dünya çapında endüstriyel olarak 10.000’den fazla farklı boya ve pigmentin kullanıldığı ve her yıl yaklaşık olarak 0,7 milyon ton boyanın sentezlendiği tahmin edilmektedir.
Oldukça yüksek miktarlarda üretilen boyarmadde atıklarının oluşturduğu kirlilik düşünüldüğünde atık su arıtmaya yönelik çalışmalar önem arz etmektedir.
Fortune Business Insights tarafından yayınlanan raporda, 2021 yılında küresel su ve atıksu arıtma pazarı büyüklüğünün 281,75 milyar dolar olduğu ve 2022-2029 döneminde pazar payının 489,07 milyar dolara çıkması beklenmektedir.
Atık sulardan boyar madde ve/veya metal giderimi için fiziksel, kimyasal ve biyolojik kaynaklı yöntemler kullanılmaktadır. Fiziksel arıtma yöntemleri arasında ızgaralar, elekler, kum tutucular, yüzen madde tutucular, dengeleme ve çöktürme havuzları yer almaktadır.
Fiziksel arıtma yöntemleri ile çöktürülemeyen ve giderilemeyen kirleticiler çeşitli kimyasallar kullanılarak ortamdan uzaklaştırılır. Koagülasyon, flokülasyon, dezenfeksiyon, iyon değişimi gibi işlemler kimyasal kaynaklı uzaklaştırma yöntemleridir.
Bunlardan adsorpsiyon tekniği, endüstriyel ölçekte verimlilik, uygulama kolaylığı ve düşük işletme maliyeti sunduğundan, birçok farklı türde kirleticiyi uzaklaştırmak için tercih edilen bir prosedür olarak belirtilir.
Adsorpsiyon ile atıksu gideriminde kullanılacak adsorbentin seçimi; uygulama maliyeti, adsorpsiyon kapasitesi ve seçicilik faktörleri üzerinde etkili olduğundan oldukça önemlidir.
Adsorbent kaynağına göre, doğal (kil, zeolit, uçucu kül), yapay (silika jeller, reçineler, polimerler) ve biyo-adsorbentler (kitin, kitosan, mayalar, mantar ve bakteri biyokütlesi vb.) olarak sınıflandırma yapmak mümkündür.
Adsorpsiyon performanslarının iyi olması ve elde edilme sürecinin nispeten kolay olması
sebebiyle polimerik adsorbentlerin kullanımı yaygındır.
Son yıllarda, biyolojik olarak parçalanabilen, güvenli ve düşük maliyetli doğal kaynaklı hammaddeler ile üretilen biyo-esaslı polimerlere yönelik literatür çalışmaları oldukça yaygınlaşmıştır.
Biyo-esaslı polimer eldesinde hammadde olarak kitin, kitosan, selüloz, alijinat, lignin, nişasta yapılı maddelerin yanı sıra biyo-parçalanabilirlik özelliği için polietilen glikol (PEG)
yapılı moleküller kullanılmaktadır.
İzel Kimya Ar-Ge Merkezi’nde atık sulardan boya/metal giderimine yönelik birden fazla proje yürütülmekte ve çevre kirliliğinin giderilmesi çalışmalarına katkı sunulması hedeflenmektedir.
Referanslar
1. S.F. Ahmed, M. Mofijur, Samiha Nuzhat, Anika Tasnim Chowdhury, Nazifa Rafa, Md. Alhaz Uddin, Abrar Inayat, T.M.I. Mahlia, Hwai Chyuan Ong, Wen Yi Chia, Pau Loke Show, Recent developments in physical, biological, chemical, and hybrid treatment techniques
for removing emerging contaminants from wastewater, Journal of Hazardous Materials, Volume 416, 2021, 125912, ISSN 0304-3894, https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2021.125912.
2. Russo, T.; Fucile, P.; Giacometti, R.; Sannino, F. Sustainable Removal of Contaminants by Biopolymers: A Novel Approach for Wastewater
Treatment. Current State and Future Perspectives. Processes 2021, 9, 719. https://doi.org/10.3390/pr9040719
3. https://www.fortunebusinessinsights.com/water-and-wastewater-treatment-market-102632
4. N. Khan,ST Hussain, A. Saboor, N. Jamila, KS Kim, Int. J. Phys. Bilim ,8(33), 1661 (2013).
5. A. B. dos Santos, F. J. Cervantes, and J. B. van Lier, (2007), “Review paper on current technologies for decolourisation of textile wastewaters: perspectives for anaerobic biotechnology,” Bioresource Technology, vol. 98, no. 12, pp. 2369–2385.
6. Ranade, V. V., Bhandari, V. M., (2014), “Industrial Wastewater Treatment, Recycling and Reuse: An Overview”, Elsevier, Oxford, Chapter 1.
7. Crini, G., Lichtfouse, E. (2018), “Wastewater Treatment: An Overview.”, Green Adsorbents For Pollutant Removal, pp.1-21.)
Dr. Cemil Dizman
Ar-Ge Müdürü
İzel Kimya
Aleyna Turanlı
Ar-Ge Araştırmacısı
İzel Kimya
