Geri Dön

Biosorption of nickel(II) by using waste baker's yeast

Nikel metalinin atık ekmek mayası ile biyosorplanması

  1. Tez No: 109456
  2. Yazar: PERUZE ÖZDEMİR
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. ŞEBNEM HARSA
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2001
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 101

Özet

öz Atık sulardaki ağır metallerin arıtılmasında kullanılan fiziksel ve kimyasal tekniklere karşı, biyolojik metotlar rakip görülmektedir, özellikle düşük ağır metal konsantrasyonlarında, örneğin; 1.0 ile 100 mg/L arasındaki derişimlerde uygulanmaktadır. Biosorbentlerin sanayide kullanılabilmesi, bunların ucuz imal edilmesini gerekli kılmaktadır. Biyomateryallerin örneğin; ilaç ve gıda sanayi sektörlerinden kolayca ve atık olarak temin edilebilmesi, biyolojik arıtma sistemlerinde kullanılması için ekonomik bir yol sağlamaktadır. Bu çalışmanın konusu, nikel iyonunun, atık olarak gıda sanayinden temin edilen bir tür maya olan Saccharomyces cerevisiae hücresi yüzeyine bağlanmasını içermektedir. Atık olarak temin edilen biyosorbenti, mevcut kullanımda olan ağır metal arıtma metotlarına karşı daha ucuz bir alternatif olarak düşünülmektedir. Metal iyonlarının hücre duvarı yüzeyine bağlanmasında duvar yüzeyinde mevcut bulunan bazı polisakkaritler, proteinler ve lipidler ile bunların içinde mevcut bulunan karboksil, hidroksil, fosfat ve amino gruplarının etkin oldukları bilinmektedir. Bu çalışma, nikelin atık ekmek mayası üzerine adsorpsiyonu, değişik çevresel faktörlerin bu mekanizmaya olan etldlerinin incelenmesi ve optimum koşulların belirlenmesini amaçlamıştır. Atık mayanın yıkanması, ortamın pH ve sıcaklığı, metal ve maya konsantrasyonları gibi faktörlerin, kesildi sistemde nikel iyonunu adsorpsiyonuna etkisi irdelenmiştir. Sodyum hidroksit, formaldehit, nitrik asit ve etanol kullanılarak yıkanan atık mayanın nikel adsorpsiyon yüzdesini düşürdüğü gözlenmiştir. Bundan dolayı, ekmek mayası hiçbir işlemden geçirilmeden doğrudan cardı hücre olarak, biyosorpsiyon işleminde kullamlmışur. Nikel biyosorpsiyonunda, optimum pH değeri 5.0 ve optimum sıcaklık değeri 25° C olarak saptanmıştır. Nikelin maya tarafindan tutunma yüzdesi sistemin başlangıç metal konsantrasyonuyla artarken, bu konsantrasyonu 150 mg/L' nin üzerine getirildiğinde, adsorpsiyon yüzdesinde önemli bir değişim gözlenmemiştir. Diğer taraftan optimum maya konsantrasyonu 1.0 g/L olarak tespit edilmiştir. Biyosorpsiyon izotermleri değişik pH ve sıcaklık değerlerinde incelenmiştir. j^ « Nikel biyosorpsiyonu Freundlich modeline uygunluk göstermezken, Langmuir 0j modeliyle uyum sağlamaktadır. Langmuir parametreleri olan qmax ve b değerleri g^' sırasıyla 14.30 mg/L ve 0.0069 L/mg olarak hesaplanmıştır. Ortamın pH' sı 3.0' den

Özet (Çeviri)

ABSTRACT Biological methods for removing heavy metals are in competition with chemical and physical techniques such as precipitation, ion exchange, electrochemical treatment and evaporative recovery, especially, when the concentration of the heavy metal ion is low, between 1.0 and 100 mg/L. In order to qualify for industrial applications, biosorbents have to be produced at low cost. The use of biomass from various production stages; e.g. from the pharmaceutical or the food industries, is one way to minimize the costs. This study is concerned with the binding of nickel ions onto waste biomass of Saccharomyces cerevisiae genus, obtained from the food industry. Since the biomass employed is a waste material, biosorption process described in this study may represent a cheap alternative to conventional methods. Biomass cell walls, consisting mainly of polysaccharides, proteins and lipids, offer many functional groups which can bind metal ions such as carboxylate, hydroxyl, phosphate and amino groups. The objective of this study was to investigate the adsorption of nickel on waste baker's yeast as a function of several factors, i.e. pretreatment, pH, temperature, biomass concentrations and initial metal concentrations, in order to determine the optimum adsorption conditions of a batch process. Pretreatment of waste yeast biomass using sodium hydroxide, formaldehyde, nitric acid and ethanol decreased the sorption of nickel (IT) ions compared with live biomass. Optimum initial pH for nickel (II) ions was 5.0 at the optimum temperature of 25° C. The uptake values increased with the increasing initial nickel (IT) ion concentrations up to 150 mg/L. The optimum biomass concentration for this process was determined as 1.0 g/L. The biosorption isotherms were developed at various initial pH and temperature values. The equilibrium values were expressed with the Langmuir model while nickel sorption did not fit the Freundlich plot. The Langmuir parameters qmax (14.30 mg/L) and b (0.0069 L/mg) have been calculated.“ qmax ”increased from 7.8 to 14.30 mg/L with the increase in pH from 3.0 to 5.0. Similar trend was observed for the“ b ”values; an increase from 0.0025 to 0.0069 L/mg were obtained when the pH of the solution was raised from 3.0 to 5.0. Bom Langmuir model parameters were found to be the highestvalues at pH 5.0 which is consistent with the results of the optimization studies as described above. Temperature also affected the phase equilibria of nickel ÇU)IS.cerevisiae system. The highest capacity for biosorption system was obtained at 25° C with the qmm and b values of 14.3 mg/L and 0.0069 L/mg at pH 5.0, respectively. The enthalpy change for the biosorption process have been evaluated by using the Langmuir constant“b”, which is related to the energy of adsorption. Nickel (II) biosorption is considered to be an exothermic process since low binding occurs when the temperature increases from 25 to 45° C. The uptake of nickel (IT) ions by the yeast biomass was also investigated with respect to time under optimum operating conditions. Biosorption kinetics were rapid within the first few minutes. After the initial rapid uptake, further biosorption by yeast cells continued slowly and reached an equilibrium after 2 hours at all pH values of 3.0, 4.0 and 5.0. On the other hand, the rate of adsorption was found to be the fastest at pH 5.0 with an initial rate of around 3.59 mg Ni (H) / g-min. IV

Benzer Tezler

  1. Tez No

    200857

    Ağır metal kirliliği içeren atıksularda çeşitli türdeki maya ve küf mantarı hücrelerinin büyüme kinetiğinin hücrelerdeki metal biyobirikimi ile biyosorpsiyonunun karşılaştırmalı incelenmesi

    Comperative investigation of the growth kinetics and heavy metal bioaccumulation and biosorption of yeast and fungus cells in wastewaters containing heavy metal ions

    TUĞBA ALP

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2007

    Kimya MühendisliğiCumhuriyet Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    Y.DOÇ.DR. ÜNSAL AÇIKEL

  2. Tez No

    97812

    Üçlü ve dörtlü ağır metal iyonlarının yarışmalı biyosorpsiyonunun kesikli karıştırmalı ve kolon tipi reaktörde incelenmesi

    Investigation of the competitive biosorption of ternary and quaternary heavy metal ion mixtures in batch stirred and packed bed reactors

    M. BURAK AKÇAEL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2000

    Kimya MühendisliğiHacettepe Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. YEŞİM SAĞ

  3. Tez No

    105573

    Kurşun, nikel, bakır(II) iyonlarının aktif çamur prosesine birleştirilmiş etkilerinin incelenmesi

    Investigation of combined effects of lead, nickel and copper(II) on activated sludge process

    BERYA TATAR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2001

    Kimya MühendisliğiHacettepe Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. TÜLİN KUTSAL

  4. Tez No

    460939

    Atık sulardan ağır metal iyonlarını uzaklaştırmak için modifiye edilmiş mantar-kriyojel kompozit adsorbentlerinin sentezi ve karakterizasyonu

    Synthesis and characterization of modified fungi-cryogel composite system for heavy metal removal from waste water

    NİHAL KORKMAZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Bilim ve TeknolojiGazi Üniversitesi

    İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. CEREN HAKTANIR

  5. Tez No

    356091

    Modifiye havuç atıklarıyla bazı ağır metallerin sulu çözeltilerden uzaklaştırılması

    Removal of some heavy metals from aqueous solutions by modified carrot peel

    ZEYNEP KORKUT

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. FERAH ÇALIŞIR

Geri Dön