Susam küspe atığından elde edilen aktif karbon ile tekstil atık sularından boyar madde giderimi
Dye removal from textile waste water with activated carbon obtained from sesame pulp waste
- Tez No: 1006503
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ DENİZ AKIN ŞAHBAZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Pamukkale Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Tekstil endüstrisi, yüksek su kullanımı ve atık sularda bulunan sentetik boyar maddelerin çevresel kalıcılığı nedeniyle ciddi ekolojik riskler oluşturmaktadır. Arıtılmadan deşarj edilen boyalı sular; ışık geçirgenliğini azaltarak fotosentezi engellemekte, toksik etki yaratmakta ve sucul yaşamı doğrudan tehdit etmektedir. Buna paralel olarak tarımsal üretim süreçlerinde ortaya çıkan küspe atıkları, kontrolsüz bertaraf edildiğinde çevresel yük oluşturmaktadır. Bu nedenle tarımsal atıkların değerlendirilerek tekstil atık sularındaki boyar maddelerin gideriminde adsorban olarak kullanılması, sürdürülebilir bir çözüm sunmaktadır. Tez kapsamında susam küspe atığına KOH ve ZnCl₂ aktivasyon ajanları kullanılarak kimyasal aktivasyon uygulanmış; 400°C, 600°C ve 800°C'de aktif karbon üretimi gerçekleştirilmiştir. Elde edilen numunelerde yüzey morfolojisi, elemental kompozisyon, fonksiyonel gruplar, gözenek yapısı–yüzey alanı ve ısıl dayanım analizleri yapılmış; aktivasyon koşullarının gözeneklilik ve yüzey alanı üzerinde belirleyici olduğu görülmüştür. Takip eden adsorpsiyon çalışmalarında, Reactive Black 5 (RB5) boyar maddesinin aktif karbon üzerine tutulumu kesikli sistemde incelenmiştir. Adsorban miktarı, temas süresi, başlangıç derişimi ve pH gibi temel değişkenlerin adsorpsiyon kapasitesi üzerine etkisi değerlendirilmiş; süreç sonunda denge adsorpsiyon kapasitesi belirlenmiştir. Ayrıca elde edilen veriler Langmuir, Freundlich, Temkin ve Dubinin Radushkevich izoterm modelleri ile karşılaştırılmış; RB5 adsorpsiyon davranışının AK_1:1ZnCl₂_600_2 adsorbanı için en iyi Langmuir izoterm modeli ile açıklandığı belirlenmiştir. Adsorpsiyon kinetiği çalışmalarında deneysel verilerin pseudo ikinci derece kinetik modele daha iyi uyum gösterdiği belirlenmiş ve sürecin yüzey etkileşimleri ile kontrol edilen bir mekanizmaya sahip olduğu değerlendirilmiştir. Termodinamik analizler sonucunda adsorpsiyon sürecinin kendiliğinden gerçekleştiği ve sıcaklık değişimlerine bağlı olarak enerji değişimlerinin adsorpsiyon mekanizmasını etkilediği ortaya konmuştur. Ayrıca gerçekleştirilen desorpsiyon deneyleri, adsorbanın birden fazla çevrimde yeniden kullanılabilir olduğunu ve adsorpsiyon kapasitesinin büyük ölçüde korunabildiğini göstermiştir. Elde edilen sonuçlar, susam küspesi kökenli aktif karbonun çevre dostu, düşük maliyetli ve etkin bir adsorban olarak tekstil atık sularının arıtımında değerlendirilebileceğini ortaya koymuştur.
Özet (Çeviri)
The textile industry poses significant ecological risks due to its high water consumption and the environmental persistence of synthetic dyes present in wastewater. Dye-containing effluents discharged without adequate treatment reduce light penetration in aquatic environments, inhibit photosynthesis, generate toxic effects, and directly threaten aquatic life. In parallel, oilseed press cake residues generated during agricultural production may also create environmental burdens when disposed of without proper management. Therefore, the valorization of agricultural wastes as adsorbents for the removal of dyes from textile wastewater represents a sustainable and environmentally friendly approach. In this study, sesame press cake was chemically activated to produce activated carbon. Chemical activation was carried out using KOH and ZnCl₂ as activating agents at temperatures of 400°C, 600°C, and 800°C. The obtained samples were characterized in terms of surface morphology, elemental composition, functional groups, pore structure–surface area, and thermal stability. The results indicated that the activation conditions played a decisive role in determining the porosity and surface area of the produced activated carbons. Subsequently, adsorption studies were conducted to investigate the removal of Reactive Black 5 (RB5) dye from aqueous solutions using the produced activated carbons in a batch system. The effects of key parameters, including adsorbent dosage, contact time, initial dye concentration, and solution pH, on adsorption capacity were evaluated, and equilibrium adsorption capacities were determined. Furthermore, the experimental data were analyzed using Langmuir, Freundlich, Temkin, and Dubinin Radushkevich isotherm models. The adsorption behavior of RB5 was best described by the Langmuir isotherm model for the AK_1:1ZnCl₂_600_2 adsorbent. Kinetic studies revealed that the experimental data fitted the pseudo-second-order kinetic model more accurately, suggesting that the adsorption process is governed primarily by surface interactions. Thermodynamic analyses demonstrated that the adsorption process occurs spontaneously and that temperature variations influence the energy changes associated with the adsorption mechanism. In addition, desorption experiments showed that the adsorbent could be reused over multiple cycles while largely maintaining its adsorption capacity. Overall, the results indicate that activated carbon derived from sesame press cake can be considered an environmentally friendly, low-cost, and efficient adsorbent for the treatment of textile wastewater.
Benzer Tezler
- Susam küspesinden ultrason ve enzim destekli protein ekstraksiyonu
Enzyme and ultrasound supported protein extraction from sesame meal
AYŞEGÜL AKBAĞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DERYA KAHVECİ KARINCAOĞLU
- Effects of pre-treatments on quality characteristics and oil yields of sesame seeds
Susam tohumuna uygulanan ön işlemlerin kalite özellikleri ve yağ verimine etkisi
GÜLŞAH KARATAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NEŞE ŞAHİN YEŞİLÇUBUK
YRD. DOÇ. DR. HALİL MECİT ÖZTOP
- Hayvan yemi olarak yaygın kullanılmayan bazı bitkisel yan ürünlerin gaz üretim potansiyellerinin belirlenmesi
Determination of gas production potential of some plant by-products not commonly used as animal feed
NİHAL AYDIN
- Susam, susam yağı ve tahinde fiziksel kimyasal analizler ve yağ asitleri bileşiminin belirlenmesi
Başlık çevirisi yok
MUSA ÖZCAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1993
Gıda MühendisliğiSelçuk ÜniversitesiGıda Bilimi ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ATİLLA AKGÜL