Kirlilik Önleme (KÖ) ve Temiz Üretim (TÜ) endüstrilerin çevre kirliliklerini önleme veya azaltma yolunda etkili yöntemler olup, birbiri ile örtüşen ve destekleyen etkinliklerdir. Her iki yöntemin en önemli ortak noktası, kirliliği oluştuktan sonra sonra (end-of-pipe) değil, oluşmadan önlemeye/azaltmaya yönelik olmalarıdır. KÖ, endüstriyel kuruluşun varolan prosesinde büyük değişiklikler yapmaksızın, proses akım şemasını detaylı bir incelemeye alır ve üretim sürecinde kontrolü/düzeni (good housekeeping), çevreye zararlı olmayan hammaddelerin kullanımını ve üretim basamaklarının azaltılmasını önerir. Yani KÖ, TÜ’ye ulaşmak için kullanılacak metodlardan birisidir (TÜ’nün metodlarını E&O dergisinin Kasım’99 sayısında bulabilirsiniz). Bu yazıda, E&O okuyucularının ilgisini çekebileceği düşüncesi ile elektrokaplama endüstrilerine ilişkin genel KÖ yaklaşımları özetlenmiştir. Elektrokaplama sektöründen Amerika’lı bir fabrika daha önceki yazımızda (E&O, Aralık’99) örnek olarak verilmiş ve sistemde kullanılan su miktarını azaltmak için endüstrinin çabaları ve elde ettiği kar açıklanmıştı. Oysa kullanılan su miktarını azaltma, elektrokaplama endüstrileri için uygulanabilecek, KÖ yollarından sadece birisir. Bu yazıda, bu endüstri kolunun uygulamaya koyabileceği KÖ yaklaşımları bütünsel olarak ele alınmıştır.

Elektrokaplama, elektrokimyasal metodlarla temizlenmiş metallerin üzerinin koruyucu ince tabaka (genellikle bir başka metal) ile kaplanmasıdır. Bu tip endüstrilerde metaller yıkama, yağların temizlenmesi işlemlerinin ardından, kaplama işlemine gönderilir. Kaplaması yapılan metallerin yüzeyi kaplama artıklarından temizlenir ve yüzey, atmosfer ve suda sık bulunan maddelere karşı pasifleştirilir. Son aşamada ise kaplanmış ve temizlenmiş parçalar kurutulur. Bu işlemler esnasında pek çok kimyasal madde kullanılır: yağ artıklarını temizlemek için çözücü olarak klorlu hidrokarbonlar, yüzeyin kaplamaya girmeden temizlenmesi için ise kostik soda ve güçlü asitler kullanılır. Elektrokimyasal reaksiyonların yapıldığı tanklarda kullanılan çözeltiler genellikle asit, baz ve siyanür gibi metalle kompleks yapıcı kimyasallar içerir. Üretim sırasında kullanılan kimyasallar işçilerin sağlığını olumsuz olarak etkileyebileceği gibi deşarj edildiği veya depolandığı alıcı ortamları da olumsuz olarak etkiler. Özellikle uçuçu-çözücü kimyasallar (trikloroetilen gibi) kapalı alanların hava kalitesini ve işçi sağlığını doğrudan etkiler. Çin’de4.5-205.4 ppm düzeyinde trikloroetilen içeren havayı soluyan 15 işçiden 5’inin ölümü, bu kimyasalın ne denli zehirli olduğunu kanıtlayan olaylardan yanlızca birisidir (Zhu ve diğerleri, 1997). Metal konsantrasyonu (kadmiyum, krom, kurşun, bakır, çinko ve nikel) oldukça yüksek olan atıksular siyanür ve organik çözücüler de içerir. Havaya salınan emisyonların toksik organik gazlar içermesi olasıdır. Elektrokaplama endüstrilerinin yarattığı kirliliğin arıtılması mümkün olsa da, bu kirliliğin azaltılması veya oluşmadan önlenmesi daha etkin ve ucuz bir yaklaşımdır. Kirlilik azaltma veya önleme metodları aşağıda liste olarak verilmiştir. Ancak unutulmamalıdır ki, verilen bu genel KÖ yaklaşımlarının her elektrokaplama fabrikası için ayrı ayrı incelenmesi ve uygun olan metodların uygulamaya alınması gereklidir.


• Kadmiyum yerine korozyona dayanıklı çinko kaplamanın kullanılması. Kadmiyumun gerekliliğinin tartışılmasız olması durumunda ise klorür içeren bazik solüsyonların kullanılması.
• Siyanürsüz metodların uygulamaya alınması (Siyanür zehirli ve reaktif bir kimyasaldır. Kontrolü ve arıtımı mutlaka yapılmalıdır).
• Krom (6) yerine krom (3)’ün kullanılması.
• Temizlemede su bazlı çözücülerinin kullanılması.
• Asitlerin ve diğer proses kimyasallarının yeniden kullanımı ve geri kazanımının yapılması.
• Kaplaması tamamlanmış parçaların üzerinde kalan artık banyo solüsyonlarının süzülmesi için gereken zamanın işleme katılması. Bu yaklaşık 20-30 saniye olup, üretimin akışını aksatmaz.
• Metal yüzeyinde kalan banyo solüsyonlarının miktarını azaltmak için solüsyonların akıcılığı, sıcaklığı ve yoğunluğunun sabit tutulması.
• Yıkama küvetlerinden önce metal parçalarının geri kazanım tanklarından geçirilmesi.
• Su tüketimini, özellikle yıkama esnasındaki verimi artırarak, azaltılması (bu örnek için E&O’nun Aralık’99 sayısına bakınız).
• Proses sularının geri kazanımı için yeni işlemlerin eklenmesi (örneğin filtrasyon).
• Yıkama işlemleri sırasında solüsyonların birbirine metal parçaları aracılığı ile taşınmasının önlenmesi.
• Yağ atıklarını gidermek için klorlu organik çözücülerin kullanılması durumunda temizleme tanklarının üzerinin atmosfere kapatılması.

Arıtma Teknolojileri:

Elektrokaplama endüstrilerinin proses atıksularını ayrı ayrı toplaması ve arıtması gereklidir. Bunun en önemli nedeni, farklı işlemlerde farklı amaçlar için kullanılan kimyasallar aynı tankta bir araya geldiğinde patlayıcı reaksiyonlara girebilmesi ve tehlikeli kimyasalların oluşumuna neden olabilmesidir. Güçlü asit ve bazın yanyana gelmesi ile patlayıcı reaksiyonların olması, asitlerin siyanürle reaksiyona girip öldürücü hidrojen siyanürün oluşumuna yol açması bu tip reaksiyonlara verilebilecek örneklerdir. Ayrıca proses atıksularının ayrı tanklarda toplanması arıtımı daha kolaylaştırır ve arıtmadaki verimi artırır.
Hava Emisyonları:

Egsoz bağlantılı ve performansı yüksek havalandırıcıların bulunduğu bir iş ortamının hava kalitesini korumak mümkündür, ancak bu havanın atmosfere verilmeden temizlenmesi gerekmektedir. Çünkü toplanan bu emisyonda, asit ve organik çözücülerin buharı ile partiküllere yapışmış metal parçacıkları bulunabilir. Bu atık gazların temizlenmesi için fitrasyon, aktif karbon ve yakma metodları kullanılabilir.

Atıksu:

Atıksuda bulunan siyanürün giderilmesi, asitlerin nötralize edilmesi ve çözünmüş metallerin uzaklaştırılması elektrokaplama endüstrilerinin atıksu arıtmada ele alması gereken başlıca sorunlardır. Her fabrikanın atıksuyunun içeriği kullanılan proseslere ve kimyasallara bağlı olarak değişeceğinden, fabrikaların arıtma teknolojilerini sisteme-özel olarak belirlemeleri gerekir. Ancak burada sık olarak kullanılan arıtma teknolojilerinden kısaca söz etmek doğru olur. Siyanür ve krom (6)’nın atıksudan ayrılması öncelikli olarak yapılmalıdır. Krom (6), indirgeyici bir kimyasalla (örneğin sülfit) krom (3)’e indirgenebilir ve krom (3) çöktürme ve filtrasyon metodları ile sudan uzaklaştırılır. Çöktürme tankında en önemli kriter optimum pH değerinin sağlanmasıdır. Bu değer atıksuların asidik veya bazik olmasından dolayı, fabrikanın tipik atıksuyu pH değerine göre ayarlanmalıdır. Atıksuda bulunan yağ miktarı, metallerin arıtımını etkileyeceğinden, konsantrasyona bağlı olarak yağın metallerden önce veya sonra arıtılmasına karar verilmelidir. Ancak yağ-temizleme-banyo-atıksularının ayrı olarak arıtımı ideal olan yöntemdir.

Tehlikeli Katı Atıklar:

Arıtma tesislerinden ortaya çıkan metalce zengin çamurlar, metallerin geri kazanımı için değerlendirilebilir. Elektrolitik metodların bu geri kazanım işlemlerini kullanımı yaygındır. Geri kazanım işlemlerinden önce çamurun kalınlaştırılması, suyunun süzülerek arıtım tesislerini geri verilmesi, ve stabilize edilmesi gerekli olduğu kadar, metallerin geri kazanımındaki performansı artırır. Tehlikeli atıkların depolanması ve bertaraf edilmesinin çok pahalı bir uygulama olduğu düşünüldüğüne, üretim sırasında kirliliğin azaltılmasının önemliliği tekrar vurgulanmış olur.

Son olarak, elektrokaplama endüstrileri için Dünya Bankası (World Bank) belirlenmiş yüzey sularına deşarj standartlarını vermek endüstri ile ilgili okuyucular için faydalı olur düşüncesindeyim.

Tablo 1. Elektrokaplama endüstrilerinin yüzey sularına deşarj standartları

Parametre Maksimum deşarj değeri
PH

Toplam askıda katı madde

Yağ

Arsenik

Kadmiyum

Krom(6)

Krom (toplam)

Bakır

Kurşun

Civa

Nikel

Gümüş

Çinko

Toplam metal

Siyanür (toplam)

Florit

Trikloroethan

Trikloroetilen

Fosfor

 7-10

25 mg/L

10 mg/L

0.1 mg/L

0.1  mg/L

0.1  mg/L

0.5 mg/L

0.5 mg/L

0.2  mg/L

0.01  mg/L

0.5 mg/L

0.5 mg/L

2 mg/L

10    mg/L

0.2  mg/L

20 mg/L

0.05 mg/L

0.05 mg/L

5 mg/L

Bu standartlar Dünya Bankası tarafından hazırlanmış Kirlilik Önleme ve Yoketme El Kitabından (Pollution Prevention and Abatement Handbook, 1997) alınmıştır.
Bu yazıda, elektrokaplama endüstrilerinde KÖ’ye yönelik metodlar, daha önce de belirtildiği gibi, E&O okuyucularının ilgisini çekebileceği düşüncesiyle detaylı olarak ele alındı. Avrupa ülkeleri başta olmak üzere, pekçok gelişmiş ülkede TÜ ve KÖ tüm endüstri sektörlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Özellikle Avrupa Birliği üyeliğine hazırlanmakta olduğumuz bu dönemde, TÜ ve KÖ uygulamaları varolan ekonomik ve ekolojik avantajlarına ek olarak, uluslararası pazarlarda rekabet edebilme anlamında da ülkemiz endüstrisi için büyük bir öem arzetmektedir.

Kaynakça
1. World Bank. Pollution Prevention and Abatement Handbook. 1997.
2. Uludağ-Demirer S., G.N. Demirer. Aralık’99. Endüstride Temiz Üretim Uygulamaları. E&O, No:33 s.88-90.
3. Demirer G. N., M. Mirata. Kasım’99. Endüstriyel Kirlilik Önleme ya da Temiz Üretim-II. E&O, No.32 s.90-93
4. Zu M.A.Z., X. Xu, T. Zhong, L. Hu, Q. Zhon, J. Bai. 1997. Allergic skin disease and hepatitis following trichloroethylene exposure: of 15 patients, 5 died. Int. Arch.Occup.Env.Health, No.70 s.222-231.

…………………………………………………………………………

Uludağ-Demirer S., 2000. “Elektro-Kaplama Endüstrisinde Kirlilik Önleme Uygulamaları”, Endüstri&Otomasyon, No: 36.