TEKNÄ°K MAKALE 4. Sayı (Eylül Ekim 2005)

Ãœlke ekonomisinde çok önemli bir yere sahip olan yaÄŸlık ve sofralık zeytin ile zeytinyağı gibi ana ürünlerin yanında ‘Prina’ ve ‘Karasu’ gibi katı ve sıvı yan ürünler de zeytinyağı fabrikalarında ortaya çıkmaktadır. Ekonomik olarak deÄŸerlendirilebilen pirinaya karşı karasu çevreye geliÅŸigüzel bırakılmaktadır. Bunun sonucu olarak da ekonomik deÄŸerini kaybetmekte ve çevreyi büyük ölçüde kirletmektedir.
Zeytinyağı üretimi atıksuları esas olarak zeytinde bulunan maddeleri içermektedir. Ancak zeytinyağı üretiminden kaynaklanan zeytin karasularının çok yüksek konsantrasyonlarda Biyokimyasal Oksijen İhtiyacı (BOİ), Kimyasal Oksijen İhtiyacı (KOİ), Askıda Katı Madde (AKM), yağ ve gres ve fitotoksik özelliği olan çeşitli fenol ve polifenol bileşikleri içermeleri; söz konusu sektör atıksularının önemli bir kirletme potansiyeline sahip olduklarını göstermektedir.

Zeytinyağı üretiminde kesikli (pres) ve sürekli (santrifüj) olmak üzere iki farklı yöntem kullanılmaktadır. Her iki yöntemde de üretim sonucunda prina ve karasu gibi iki yan ürün oluşmaktadır (Oktav vd., 2001). Sıvı atık olarak açığa çıkan zeytin karasuyunun konsantrasyonu, üretim prosesi ve işletim koşullarına bağlı olarak büyük değişimler göstermektedir. Zeytinyağı üretimi sırasında açığa çıkan atıksu miktarı genellikle 0,5-1,5 m3/ton zeytin olmaktadır. Karasuyun arıtımında yaşanan güçlüklerin en önemli nedenleri; bu suyun yüksek organik madde ve polifenoller gibi toksik maddeleri içermesi, sezonluk üretim yapılması ve bir üretim sezonunun 3 Ğ 4 ay kadar sürmesidir. Karasuyun yapısında bulunan organik bileşiklerin başında şeker, azot bileşikleri, uçucu asitler, polialkoller, pektin, yağ, polifenoller, karasuya koyu rengi veren tanenler bulunmaktadır (Rozzi and Malpei, 1996).

Zeytinyağı endüstrisi atıksuları (zeytin karasuyu), İspanya, İtalya ve Yunanistan gibi Akdeniz ülkelerinde yüzyıllardan beri önemli bir kirlilik kaynağı olmuştur. Ancak üretimin son 35 yılda önemli ölçüde artması, üretim yapılan işletmelerin küçük ve üretim yapılan bölgelerin her yanına dağılmış durumda olması, atıksuların direk olarak toprağa veya yer altı suyuna boşaltılması nedeniyle çevresel etkileri son yıllarda ön plana çıkmıştır (Rozzi and Malpei, 1996).

Zeytin karasuyunun arıtılması ile ilgili çalışmalar bütün dünyada devam etmekte ve henüz deşarj standartlarını % 100 sağlayan bir arıtma yöntemi bulunmamaktadır. Yapılan araştırmalar ancak % 75-80 oranında bir arıtım başarısı sağlanabildiğini göstermektedir.

Zeytin karasuyunun alıcı ortama verilmesi sonucu oluşan pH değişimleri balık ölümlerini doğrudan etkilemektedir. Zeytin karasuları, yağ içerikleri nedeniyle alıcı ortamlarda su yüzeyine yayılmaktadır. Bu da suyun oksijen alımını ve güneş ışığı geçişini azaltarak alıcı ortamdaki flora ve faunanın normal gelişimini engellemektedir. Ayrıca zeytin karasuyu, yüksek organik madde içeriği nedeniyle çözünmüş oksijenin tüketilmesine neden olmaktadır.

Ülkemizde Çevre Kanunu çerçevesinde çıkarılan Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği’nde zeytinyağı sektörünün atıksularına ait alıcı ortam standartları tanımlanmıştır. Ancak, bu sektörde faaliyet gösteren işletmelerin büyük kısmı, küçük kapasiteli işletmeler olup, zeytin rekoltesine göre çalışmakta, üretime başlama ve bitiş tarihleri, üretim kapasiteleri büyük değişiklik göstermekte ve işletmelerin büyük kısmı küçük yerleşim birimlerinde yer almaktadır. Bu nedenle yönetmelikte verilen deşarj standartlarının sağlanmasına yönelik arıtma tesisleri kurulması, özellikle küçük işletmeler için teknik ve ekonomik açıdan mümkün olmamaktadır. Ülkemizde yıllık 600.000 ton zeytin karasuyu, arıtılmaksızın alıcı ortamlara verilmekte, sürekli sistemle çalışan işletmelerin giderek artması ile de bu sorun daha da büyümektedir. Bu nedenle çevre değerlerimizin korunması ve kirliliğin önlenmesine yönelik olarak, ülkemizde mevcut zeytinyağı işletmelerinden kaynaklanan atıksuların, alternatif bertaraf yöntemleri ve ülkemiz şartlarında uygulanabilirliğinin belirlenmesi gerekmektedir (Durucan ve Gördük, 2002).

Karasuyun arıtımı için pek çok yöntem geliştirilmiştir. Termal yöntemler (buharlaştırma ve yakma), lagünde buharlaştırma yada sulama amaçlı kullanma, flotasyon/çökeltim, ultrafiltrasyon, membran filtrasyon ve ters osmoz, anaerobik ve aerobik biyolojik arıtma, kimyasal ve elektrokimyasal arıtma, hayvan yemi olarak kullanma, adsorpsiyon, elektroliz uygulanan yöntemler arasında yer almaktadır (Oktav vd., 2001).

Dünyada ve Türkiye’de Zeytinyağı Üretimi

Türkiye’de Ege, Marmara, Akdeniz ve Güneydoğu Anadolu Bölgelerinde zeytin ağacı yetiştirilmektedir.
Bu ağaçların %75’i Ege, %9.3’ü Marmara, %14’ü Akdeniz, %1.7’si Güneydoğu Anadolu Bölgesi’nde bulunmaktadır.
Türkiye, ortalama 99 bin ton zeytinyağı üretimi ile dünya üretiminin % 4.6’sını, 36.4 bin ton ihracatla ise dünya ihracatının % 10’unu karşılamaktadır.
Zeytinyağı üretimi bakımından en büyük üreticiler, İspanya, İtalya ve Yunanistan’dır.
Türkiye dünya zeytinyağı üretiminde 5. sıradadır.

Zeytinyağı Üretim Teknolojisine Göre Kirletme Potansiyelleri

Zeytinyağı üretiminde kullanılan üretim teknolojisine bağlı olarak işlenen zeytinin bir tonu başına ortaya çıkan karasu miktarı ve karasuyun kirlilik özellikleri değişmektedir. Çizelge 1’de (Azbar, N., Turan, I. ve Cevilan, I., 2002, Karasuyun Kentsel Arıtma Tesisleri Üzerindeki Etkisi ve Ön Arıtma Gerekliliğinin Değerlendirilmesi, 1. Zeytinyağı Üretiminde Çevre Sorunları ve Çözümleri Uluslararası Çalıştayı Bildiriler Kitabı, s 1-6, Balıkesir)., kullanılan üretim teknolojisine bağlı olarak bu özellikler verilmektedir.

Her zeytinyağı işletmesinin atıksu karakteri, zeytininin yetiştirildiği bölgenin toprak ve iklim özelliklerine, ayrıca işletmede kullanılan suyun kimyasal özelliklerine bağlı olarak büyük farklılıklar göstermektedir. Çizelge’de zeytin karasuyunun kirletici parametrelerinin aralıkları verilmiştir. Zeytinyağı üretim tesislerinden çıkan karasuyun kirlilik karakteristikleri Çizelge 2’de özetlenmiştir. (Andreozzi et al., 1998, Pompei and Codovolli, 1974, Steegmans and Ammar, 1992, Fiestas Ros de Urinos, 1981, Hamdi, 1993)

Zeytinyağı üretiminden oluşan karasuyun tipik özellikleri aşağıda verilmiştir:

Koyu kahverengi-menekşe tonlarından siyaha kadar değişen renklerde,
KOİ/BOİ5 oranı 2,5-5 arasında ve KOİ değeri 220 gr/l’ye kadar çıkabilen,
pH’ları 3-5,9 arasında değişen asidik,
Yüksek polifenol içeriği (3-80 gr/lt),
Yüksek katı madde içeriği (20 g/l’ye kadar),
Lipidler, Pektik bileşikler, Karbonhidratça zengin
Önemli miktarda potasyum, magnezyum ve fosfat tuzları

Zeytin Karasuyunun Arıtımında Uygulanan Yöntemler

Fiziksel Yöntemlerle Arıtılması

Adsorpsiyon
Sulama ve gübre amaçlı kullanımı
Lagünlerde buharlaştırma
Vakumlu buharlaştırma
Distilasyon
Membran filtrasyonu

Kimyasal Yöntemlerle Arıtılması

Kimyasal Çökeltim: Koagülasyonu sağlamak amacıyla FeCl3, H2SO4, HCl ve Ca(OH)2 gibi koagülantlar kullanılır.

Kimyasal Oksidasyon: Kimyasal oksidasyon yöntemleri; oksijenle, ozonla, hidrojen peroksitle, potasyum permanganatla, klor veya hipokloritlerle, klordioksitle oksidasyon ve Fenton oksidasyonu

Biyolojik Yöntemlerle Arıtılması

Aerobik Biyolojik Arıtım: Aerobik mikroorganizmaların, oksijen varlığında, kirlilikleri okside ederek parçalaması esasına dayanırlar. Aerobik prosesler, genellikle atıksuda düşük konsantrasyonlarda bulunan çözünmüş ve kolloidal haldeki kirlilikleri arıtırlar. Yüksek konsantrasyonlardaki kirlilikler ise ancak yüksek alıkonma sürelerinde ve yüksek geri devir oranlarında arıtılabilir. Bu nedenle zeytin karasuyunun aerobik biyolojik arıtımı, yüksek KOİ ve fenol içeriği nedeniyle uygun değildir.

Anaerobik Biyolojik Arıtım: Oksijensiz ortamda organik maddelerin özel organizmalarca parçalanması esasına dayanır. Anaerobik prosesler, KOİ konsantrasyonu 1500 mgl/lt’den büyük atıksuların arıtımında kullanılması, düşük miktarda atık çamur oluşturması, proses sırasında açığa çıkan biyogazın kullanılabilmesi gibi avantajlara sahiptir. Karasuyun arıtımında; anaerobik lagünleme, anaerobik kontakt proses, yukarı akışlı anaerobik çamur yatak reaktör (UASB) ve anaerobik filtreler kullanılabilmektedir (Rozzi and Malpei, 1996).

Biyoremediasyon: Zeytin karasuyunun yeniden kullanımını sağlayacak biyoarıtım sistemleri; gübre veya toprak şartlandırıcısı olarak kullanımı, yenebilir mantarlar için büyüme ortamı olarak kullanımı, açık havuzlarda algler için büyüme ortamı olarak kullanımı, biyopolimerik maddelerin eldesi (özellikle polisakkarit ve biyolojik olarak ayrışabilen plastiklerin üretimi), biyoenerji kaynağı olarak kullanımı ve ilaç kaynağı olarak kullanımı sayılabilir (RamosĞCormenzana ve diğ., 1995).

Elektroliz Yöntemiyle Arıtılması

Elektroliz yöntemi, anotta titanyum / platinyum, katotta ise paslanmaz çeliğin kullanıldığı bir elektrolitik oksidasyon yöntemidir. Bu yöntemin en önemli dezavantajı çok pahalı olmasıdır. Elektroliz yöntemi zeytin karasuyundan toksik bileşiklerin giderilmesi için, ön arıtım olarak kullanılabilir (Improlive, 2002).

Buharlaştırma, Hidroliz, Oksidasyon, Ultrafiltrasyon (EHO) Yöntemi

Buharlaştırma, hidroliz ve oksidasyon kademelerinden oluşmaktadır. Atıksu içeriğindeki bileşikler, kontrollü bir ısı verilmesi ile önce hidrolize edilir ve daha sonra hava ile okside edilir (Improlive, 2002).

Zeytin Karasuyunun Arıtımında Uyguladığımız Yöntem

Bu yöntem, çok sayıdaki küçük işletme için ilk yatırım maliyetinin düşük olacağı, askıda katı madde ile çözünmüş halde bulunan antimikrobiyal ve fitotoksik olan fenolik bileşikleri içeren ve çok yüksek KOİ/BOİ5 oranına sahip olan karasuyun fiziksel, kimyasal ve ileri oksidasyon teknikleri uygulanarak arıtılması amacıyla geliştirilmiştir. Geliştirdiğimiz yöntem Türk Patent Enstitüsünde 2005/02214 numara ile kayıtlı bulunmaktadır.

Öncelikle zeytin karasuyu, koagülasyon -flokülasyon- çöktürme işlemlerinin gerçekleştirileceği tanka alınır. Bu tankta zeytin karasuyu önce koagülasyon bölmesine alınarak pH değeri toz kireç ile istenen değere getirilir ve bu değerde tutulur. Daha sonra zeytin karasuyu flokülasyon bölmesine alınır ve atıksuyun özelliğine göre belirlenen miktar ve özellikte tarafımızdan geliştirilen toz polimer çözeltisi ilave edilerek sudaki çözünmüş ve süspanse halde bulunan katıların floklaşması sağlanır. Floklaşma aşamasından sonra zeytin karasuyu çöktürme bölmesine alınarak beklenir ve böylece çöktürme işlemi tamamlanır. Bu bölmede çökelen katı tankın altından alınır. Çökelen katı alındıktan sonra üstte kalan sıvı, zeolit yataktan geçirilir ve oksidasyon tankına alınır.

Oksidasyon tankına alınan sıvı, sodyum hipoklorit çözeltisi ilavesi ve havalandırma yapılarak oksidasyona tabi tutulur.

Bu aşamadan sonra arıtılmış su önce bir zeolit yataktan sonrada bir UV/ozon sisteminden geçirilir. Bu işlem ardışık olarak veya sirkülasyonla yapılabilir.

Son olarak arıtılmış su deklorinasyon amacıyla bir aktif karbon yataktan geçirilir. Bu yöntemle, KOİ, fenolik bileşikler, BOİ5, AKM ve yağ ve gres giderimi % 98 -100 gerçekleştirilmektedir.

Deneme tesisinden çıkan arıtılmış suyun, İzmir Büyükşehir Belediyesi İZSU laboratuvarında yaptırılan analiz sonucu 2872 sayılı Çevre Kanunun Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliğindeki Tablo 25’te belirtilen Kanalizasyona Deşarj Standartlarına uygun olduğu saptanmıştır. Çizelge 3’de zeytin karasuyu arıtma tesisi çıkışından alınan arıtılmış suyun İzmir Büyükşehir Belediyesi İZSU laboratuvarlarında yapılan analiz değerleri verilmektedir.

KAYNAKÇA

Andreozzi, R., Longo, G., Majone, M. and Modesti, G., 1998, Integrated Treatment of Olive Oil Mill Effluents (OME): Study of Ozonation Couple with Anaerobic Digestion, Water Research, 32: 2357-2364 pp.

Azbar, N., Turan, I. ve Cevilan, I., 2002, Karasuyun Kentsel Arıtma Tesisleri Üzerindeki Etkisi ve Ön Arıtma Gerekliliğinin Değerlendirilmesi, 1. Zeytinyağı Üretiminde Çevre Sorunları ve Çözümleri Uluslararası Çalıştayı Bildiriler Kitabı, s 1-6, Balıkesir). Durucan, Z. ve Gördük, Y., 2002, Karasu Bertarafı ve Yasal Çerçevesi, 1. Zeytinyağı Üretiminde Çevre Sorunları ve Çözümleri Uluslararası Çalıştayı Bildiriler Kitabı, Balıkesir, 298s.

Fiestas Ros de Ursinos, J.A., 1981, The Anaerobic Digestion of Wastewater from Olive Oil Extraction, Anaerobic Digestion, Travemünde, poster.

Hamdi, M., 1993, Toxicity and Biodegradability of Olive Mill Waste Waters in Batch Anaerobic Digestion, Bioprocess Engineering, 8Ğ79 pp.

Improlive,http://www.fiw.rwthachen.de/improlive/englisch/rsanfall/abwasser/anaerob.html

Oktav, E., Şengül, F. ve Özer, A., 2001, Zeytinyağı Endüstrisi Atıksularının Fizikokimyasal ve Kimyasal Yöntemlerle Arıtımı, Ulusal Sanayi ve Çevre Sempozyumu, Bildiri Özetleri Kitabı, Mersin, 19s.

Pompei, C. and Codovolli, F., 1974, Risultari preliminary sul trattamento di deparazione delle acque di vegetazione delle olive per osmosi inverse, Scienza e Technologia Degli Alimenti, 363-364 pp.

RamosĞCormenzana, A., 1995, MonteolivaĞSanchez, M., Lopez, M. J., Bioremediation of Alpechin, International Biodeterioration & Biodegradation, 249-268 pp.

Rozzi, A. and Malpei, F., 1996, Treatment and Disposal of Olive Mill Effluents, International Biodeterioration & Biodegradation, 38: 135-144 pp.

Steegmans, R. and Fragemann, H.J., 1992, Optimierung der anaeroben Verfahrenstechnik zur Reinigung von organisch Hochverschmutzten Abw„ssern aus der Olivenölgewinnung, Oswald-Schulze-Stiftung, Forschungsbericht AZ 101/81.

Erdinç İKİZOĞLU, Senem HASKÖK
Ege Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Biyomühendislik Bölümü
 

---

R E K L A M