Jar testi nedir, nasıl yapılır? Örnek bir jar testi uygulaması.

(Görsel Kaynak: www.caesarvery.com)

    Arıtılabilirlik testleri olarak da anılırlar. Sanayide karşılaşılan klasik bir Atıksu ön arıtma tesisini ele alacak olursak, bu tesislerin reaksiyon tankları genellikle 1000 litredir. İşte bu hacimdeki bir reaksiyon tankında arıtma işlemini yapmak zordur ve deneme yanılma göze alınamayacak kadar masraflı ve kanal deşarj limitini sağlayamama durumunda müeyyideler ile karşılaşılabilinecek bir durumdur.

    İşte bu gibi durumların önüne geçmek için, karakterize edilip tam manası ile arıtma işlemi esnasında izlenecek metodun belirleneceği ham atıksular için, genellikle 1 litrelik numuneler alınır. Laboratuvar ortamında bu atıksular tıpkı reaksiyon tanklarındaymış gibi nötralizasyon, koagülasyon, karıştıma ve flokülasyon süreçleri ile arıtılırlar, bir nevi yapılacak gerçek arıtma işleminin simülasyonu gerçekleştirilir. Kullanılan kimyasal miktarları ve karışım süreleri belirlenir. Atıksu karakterine uygun (aynı işi yapan işletmelerin atık sularında dahi karakterizasyon farkları çıkabilir) arıtma işlemi belirlendikten sonra, bu işlem orantı metodu ile reaksiyon tankına çevrilir. (Bir tonluk reaksiyon tankı için, 1 litrelik deney kabları ile bulunan koagülant gram değerini 1000 ile çarpmak gibi) Tüm bu işlemler kavanoz büyüklüğünde bir cam deney kabında yapıldığından bu deneylere İngilizce kavanoz manasına gelen jar kelimesi kullanılmıştır.

    Jar testi genellikle aynı anda bir çok beher kabında yapılır. Hepsinde faklı farklı denemeler yapılarak zamandan tasarruf sağlanır ve ham atıksuyun karakterine en uygun arıtma yöntemi belirlenmiş olur.

    Jar testi ne sıklıkla uygulanmalıdır?

    Bu soruya mümkün mertebe en sık şekilde diye cevap vermek yanlış olmaz çünkü atıksu karakteri her zaman değişiklik gösterebilir. İşletmenin kullandığı malzemelerin değişmesi, hava sıcaklıklarının artması-azalması, arıtma tesisinde kullanılacak olan yeni bir pompa, işletmenin üretimde kullanacağı farklı bir kimyasal arıtılacak olan atıksuyun karakterini değiştirebilir. Aylardır her şeyin yolunda gittiği bir arıtma tesisinde, birdenbire deşarj limitlerinin dışına çıkılmaya başlanabilir. Bu yüzden teknik personel atıksu kaynağına jar testi uygulamada belirli bir periyot belirlemeli (aylık, haftalık gibi) ve işletmenin imalatındaki her türlü değişiklikten haberdar olmalıdır. Bu şekilde karşılaşılacak atıksu arıtma bedeli ve cezalar gibi kötü sürprizlerin önüne geçilebilinecektir.

    Sık sık jar testi yapılarak arıtma masrafları da azaltılabilir. Bu şekilde hem gereksiz yere fazla dozajlama ile harcanan arıtma kimyasalı maliyetin önüne geçilebilir hem de kullanılacak yeni ve daha ucuz yöntem veya arıtma kimyasalı ile masraflar kısılabilir.

    Jar testi nasıl yapılır?      

    Örnek bir jar testi uygulaması:

    a) Optimum pH tayini:

1) 6 beher kabına ham atıksu 1000 ml olarak doldurulur ( Daha fazla beher kabı ve 500 ml atıksu da olabilir)

2) 6 beher kabı da karıştırılırken , sülfirik asit (H2SO4) ve kireç (CaOH2) ile kapların pH’ları sırası ile 5, 5.5, 6, 6.5, 7 ve 7.5 olarak ayarlanır. (Burada arıtacağınız atıksuyun niteliği önemlidir, 

3) Her kaba 10 mg koagülant olarak Demir 3 Klorür FeCL3 eklenir.

4) Karıştırıcılar ayarlanır, dakikadaki devir sayısı 150 olacak şekilde 1 dakika boyunca tüm beherler karıştırılır. Bu hızlı karıştırma ile koagülant olarak kullanılan Demir 3 Klorürün kabın tamamına dağılması sağlanır.

5) Karıştırıcı hızları dakikada 30 devire düşürülür ve 15 dakika daha bütün kaplar karıştırılır. Bu yavaş karıştırma süreci ile de partiküllerin birbirlerine çarpması sonucu büyümeleri ve daha büyük floklar oluşturmaları sağlanır.

6)  Karıştırıcılar kapatılır ve yarım saat beklenir.

7)  İdeal pH’ı  gözleyerek bulmak için beher kapları gözlemlenir.  Az ya da hiç flok oluşturmayarak bulutsu bir görünüme bürünen, çok az ya da hiç çökelti oluşturmayan beher kapları elenir. Aynı şekilde, askıda ve yüzen parçacıkların çok olduğunu gösteren yoğun bir bulutsu oluşturan ve iyi bir çökelme gözlemlenmeyen kaplar da elenir. Bu şekilde ideal pH'ın olduğu kap tespit edilmeye çalışılır. Eğer gözlemleyeceğiniz bu özellikler oluşmadıysa deneyi baştan tekrarlayın.

    Jar testinde ideal pH'ı bulmanın en iyi yolu türbidimetre (bulanık ölçer) cihazı kullanmaktır. Bulanık ölçer cihazı ile dozajlama tayin edilecekse, kaplarda meydana gelen bulanıklık ölçülür aşağıdaki gibi bir grafik oluşturulur (Bakınız: Şekil-1) ve optimum pH değeri hesaplanır. Örneğin, çalışma sonucunda bulanıklık değerlerini sırası ile 12, 7, 5.1, 5.2, 7,5 ve 14 bulduğumuzu varsayalım. Bu değerler pH değerleri ile birlikte kullanılarak aşağıdaki gibi bir grafik oluşturulur(Şekil-1). Şekildeki ideal pH değerini hesaplamak için, kısa yoldan bulanıklığın en alt düzeyde olduğu 6 ve 6,5 değerlerinin (kırmızı ile işaretli) aritmetik ortalamasını alabilirsiniz.  Bu da pH 6,25 değeridir. Jar testi sonucunda elde ettiğimiz ideal pH değerimiz budur.

Şekil 1- Bulanıklı değeri ile ideal pH tayini

    b) Optimum koagülant dozu tayini:

    1) Beher kapları yeniden doldurulur

    2)  Bütün kapların pH’ı bir önceki deneyde bulunan pH’a ayarlanır. (kireç ya da sülfirik asit kullanılabilir)

    3) Her kaba değişik miktarlarda demir 3 klorür eklenir. 5 mg, 8 mg, 11 mg, 14 mg, 17 mg, 20 mg gibi.

    4) Karıştırıcılar ayarlanarak, dakikadaki devir sayısı dakikada 150 olacak şekilde 1 dakika tüm beherler karıştırılır. Bu hızlı karıştırma ile koagülant olarak kullanılan Demir 3 Klorürün kabın tamamına dağılması sağlanır.

    5) Karıştırıcı hızları dakikada 30 devire düşürülür ve 15 dakika daha bütün kaplar karıştırılır. Bu yavaş karıştırma süreci ile partiküllerin birbirlerine çarpması sonucu büyümeleri ve daha büyük floklar oluşturması sağlanır.

    6) Karıştırıcılar kapatılır ve yarım saat beklenir.

    7) İdeal dozaj miktarını gözle tayin etmek için yine  benzer şekilde az ya da hiç flok oluşturmayarak bulutsu bir görünüme bürünen, çok az ya da hiç çökelti oluşturmayan beher kapları elenir. Askıda ve yüzen parçacıkların çok olduğunu gösteren yoğun bir bulutsu görünüm oluşturan ve iyi bir çökelme gözlemlenmeyen kaplar da elenir. Ve en ideal koagülant miktarı bulunmaya çalışılır. Eğer bu kaplarda bu şekilde bir değişim meydana gelmedi ise, deney baştan tekrarlanır.

    Yine koagülant dozaj miktarı tayininde de en iyi yöntem bulanıklık ölçümüdür. Türbidimetre ile bulanıklıklar ölçülür. Bulanıklık değerlerini sırası ile 14, 10, 5, 4.5, 7 ve 12 ntu olarak bulduğumuzu varsayalım. Bu değerler ile dozaj değerlerini gösteren aşağıdaki gibi bir grafik elde edilir. Grafikten de görüleceği üzere ideal dozaj miktarı 14 mg/l’dir.

Şekil 2- Bulanıklı değeri ile ideal koagülant dozu tayini

    Verilen bu metod ile yapılan jar testi klasik bir usuldür. Atıksu karakterinden, arıtılma sonrası sağlaması beklenen parametreler, imkan varsa her halukarda ölçülmelidir. Jar testinden maksat bu ölçüm sayısını azaltmak da olabilir. Çünkü reaksiyon tankında gerçek arıtmaya geçmeden önce, yapılacak olan numunenin deşarj limitlerini sağlaması şarttır. En azından, jar testi ile ideal pH ve koagülant dozaj miktarı tespit edildikten sonra yapılacak arıtma işlemi sonucunda; parametre değerlerine imkan dahilinde laboratuvar ortamında bakmak emek, zaman ve kaynak israfının önüne geçebilecektir.