Sulardan ağır metallerin uzaklaştırılmasında fındık kabuğu kullanımının model sistemler ile araştırılması
Yükleniyor...
Dosyalar
Tarih
2012
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Ege Üniversitesi
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Son yıllarda ucuz maliyetli adsorbant maddelerin atık sulardan ağır metallerin gideriminde konvansiyonel metotların yerine kullanımı yaygınlaşmaktadır. Bu araştırmada yüksek toksisiteye sahip Pb+2, Ni+2 ve Cd+2 ağır metal iyonlarının sulardan uzaklaştırılmasında ülkemizde yüksek miktarda atık ürün olarak açığa çıkan fındık kabuğunun adsorbant olarak kullanımının model sistemler ile araştırılması amaçlanmıştır. Çalışmada fındık kabuğu işlem görmeden ve ayrıca sitrik asit, tartarik asit ve sodyum hidroksit ile modifiye edilerek kullanılmış; en iyi metal iyonu gideriminin sodyum hidroksit ile işlem görmüş fındık kabuğu ile sağlandığı saptanmıştır. Araştırmada kesikli sistem ile yapılan denemelerde Pb+2, Ni+2 ve Cd+2 metal iyonları için partikül büyüklüğünün artmasıyla çözeltiden metal iyonu gideriminin azaldığı saptanmıştır. Adsorbant konsantrasyonu 5 g/l'den 20 g/l'ye arttırıldığında metal iyonu gideriminin Pb+2 için 31.95 mg/g'dan 9.12 mg/g'a düştüğü, Ni+2 için 19.10 mg/g'dan 4.28 mg/g'a ve Cd+2 için 9.12 mg/g'dan 7.54 mg/g'a düştüğü saptanmıştır. Bir diğer değişken olarak çözeltideki başlangıç metal iyonu konsantrasyonunun 50 mg/l'den 200 mg/l'ye artmasıyla Pb+2 gideriminin 18.45 mg/g'dan 41.63 mg/g'a, Ni+2 gideriminin 4,84 mg/g'dan 16.04 mg/g'a ve Cd+2 gideriminin 8.95 mg/g'dan 25.47 mg/g'a arttığı gözlenmiştir. Elde edilen bulgulara göre Langmuir ve Freundlich modellerinden elde edilen korrelasyon katsayıları karşılaştırıldığı zaman Langmuir modelinin adsorbsiyon karakterini belirlemek açısından deneysel veriye daha iyi uyum gösterdiği saptanmıştır. Çalışmada kullanılan metal iyonları için kesikli sistemde farklı işlem koşullarındaki en iyi adsorbsiyon kapasitesi pH 6 değerinde ve 60°C sıcaklıkta Pb+2 için 20.88 mg/g, Ni+2 için 6.31 mg/g ve Cd+2 için 8.96 mg/g olarak hesaplanmıştır. Fındık kabuğunun her üç metal iyonunu için de gideriminde gerçekleşen adsorbsiyon prosesinin endotermik, istemli ve rastgele olduğu belirlenmiştir. Kolon çalışmalarında ise Pb+2, Ni+2 ve Cd+2 iyonları için kolon yatak yüksekliği, akış hızı ve başlangıç metal konsantrasyonu gibi parametreler değiştirilerek denemeler yürütülmüştür. Elde edilen bulgular, kolon yatak derinliğinin arttırılmasıyla birlikte kolonun adsorbsiyon performansının azaldığını, akış hızının azalmasıyla birlikte kolonun adsorbsiyon performansının arttığını, kolona giren metal iyonu konsantrasyonunun azalmasıyla kolonun metal giderim performansının arttığını göstermektedir. Deneysel verilerin analizinde Yatak Derinliği Hizmet Süresi (BDST) ve Thomas modelleri kullanılmıştır. BDST modeli için hesaplanan adsorbsiyon kapasitesini belirten N0 katsayıları 10 ml/dakika akış hızında ve 200 mg/l başlangıç metal iyonu konsantrasyonu kullanıldığında Pb+2 için 3894 mg/l, Ni+2 için 2266 mg/l ve Cd+2 için 3540 mg/l olarak bulunmuştur. Thomas modeli için 5 cm yatak derinliğinde, 10 ml/dakika akış hızında ve 200 mg/l başlangıç metal iyonu konsantrasyonu kullanıldığında adsorbsiyon kapasitesini gösteren Thomas katsayısı (Q0) Pb+2 için 25.72 mg/g, Ni+2 için 16.63 mg/g ve Cd+2 için 18.52 mg/g olarak hesaplanmıştır. Bu çalışma sonucunda atık sulardan Pb+2, Ni+2 ve Cd+2 metal iyonlarının fındık kabuğu kullanılarak giderimi amacıyla uygulanan modeller vasıtasıyla endüstriyel büyüklükte kesikli veya sürekli sistem geliştirilmesi imkanı olduğu ortaya konulmuştur.
Açıklama
Anahtar Kelimeler
Sulardan Pb+2, Cd+2 ve Ni+2 giderimi, ucuz maliyetli adsorbant madde, fındık kabuğu., Removal of Pb+2, Cd+2 ve Ni+2 metals ions from water, low cost adsorbant material, hazelnut shell., Gıda Mühendisliği A.B.D.
