Removal of heavy metals from industrial wastewaters by means of hybrid precipitation and polymer enhanced ultrafiltration
Endüstriyel atık sulardaki ağır metallerin çöktürme-polimer komplekslemeli ultrafiltrasyon yöntemiyle ayrıştırılması
- Tez No: 119335
- Danışmanlar: PROF. DR. LEVENT YILMAZ, PROF. DR. H. ÖNDER ÖZBELGE
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Ağır Metaller, ağır metallerin ayrıştırılması, polimer komplekslemesi, polietilenimine, ultrafiltrasyon, çöktürme. viii, Heavy metals, heavy metal removal, polymer complexation, polyethyleneimine, ultrafiltration, precipitation
- Yıl: 2002
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 174
Özet
oz endüstriyel atik sulardaki agir metallerin çöktürme-polimer komplekslemeli ultrafiltrasyon yöntemiyle ayrıştırılması İslamoğlu,Sezin * Yüksek Lisans, Kimya Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Levent Yılmaz Yardımcı Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Levent Yılmaz Temmuz 2002, 157 Sayfa Kadmiyum, çinko, nikel, bakır, demir, kobalt, mangan metallerini siyanür-kadmiyum kaplama banyosundan ayrıştırılması için kullanılan çöktürme-polimer komplekslemeli ultrafıltrasyon vıyönteminin (PKUF) performansı araştırıldı. Bu çalışmada örneklerin metal derişimi atomik soğurma spektroskopisi yöntemiyle ölçüldü. Siyanür metal komplekslerinin ayrıştırılmasında nitrik asit (HN03) kullanılmıştır. Daha sonra metalleri çöktürmek için sırasıyla sodyum hidroksit (NaOH) ve sodyumsülfit (NaS) eklenmiştir. Sodyum hidroksit (NaOH) eklenmesi sırasında elde edilen beyaz çökeltinin saf kadmiyum hidroksit olduğu X-ışını kırınımı metoduyla belirlenmiştir. Çöktürme deneylerinde on üç farklı metod uygulanmıştır. Asitleme aşaması sonunda demirin atık sudan tamamen uzaklaştırıldığı ve kadmiyumum hiç çökmediği saptanmıştır. Yaklaşık yüzde elli oranında çinko ve %66 ila %97 arasında mangan,nikel,kobalt ve bakır atık sudan çöktürme usulüyle ayrıştın I m ıştır.Çöktürme işleminden yaklaşık yarım saat sonra süzmenin çöktürme verimini arttırırken, uzun süreler (1 gece) beklemenin çöktürme verimini düşürdüğü görülmüştür. Sodyum sülfit eklenmesi sırasında bakır ve kadmiyum açısından pH'ın önemli bir faktör olduğu tespit edilmiştir. Düşük pH değerlerinde bakırın tamamiyle çöktüğü gözlemlenirken,yüksek pH değerlerinde kadmiyumum atık sudan uzaklaştırıldığı görülmüştür. Polimer komplekslemeli ultrafiltrasyon yöntemi (PKUF)/suda çözülebilen bir polimer olan polietileniminin (PEİ) metal iyonlarına bağlanmak üzere eklenmesi ve ardından laboratuvar ölçekli kesikli sistemde gerçekleştirilen ultrafiltrasyon prosesini içerir. Metal polimer oranının ve pH'ın geri çevirme oranına etkisi incelenmiştir. vi iÇöktürme deneyleri sonucunda elde edilen örneklerle yapılan PKUF çalışmaları sonucunda, pH 5 ve pH 6.5 asit seviyesinde,bakır içermeyen örneklerde, kadmiyumun,nikel ve çinkoya oranla daha verimli bir şekilde geri çevrildiği saptanmıştır. Bakır metalinin kadmiyuma oranla daha fazla bulunduğu örneklerde, bakırın geri çevrilme oranının diğer metallere göre daha yüksek olduğu görülmüştür. Kadmiyumun, diğer metallere göre fazla olduğu çözeltilerde, kadmiyum metali/polimer oranı arttığı için geri çevrilme verimi düşmüştür. Bakır içermeyen örneklerde kadmiyum, çinko ve nikel derişimleri birbirlerine yakın olduğu takdirde,bu metallerin geri çevrilme oranları arasında önemli bir fark olmadığı gözlenmiştir. Bakır içeren çözeltilerde, kadmiyum, çinko ve nikel derişimleri birbirinden çok farklı olmadığı takdirde, bakırın geri çevrilme oranın diğer metallere göre daha yüksek olduğu, çinko ve kadmiyumum geri çevrilme oranlarının yaklaşık olarak birbirlerine eşit olduğu saptanmıştır. Çöktürme veya PKUF yöntemi, daha önce sentetik atık sulardan metallerin ayrıştırılması için kullanılmıştır. Bu çalışmada çöktürme ve ardından uygulanan PKUF ile ağır metallerin endüstriyel atıklardan ayrıştırılmasında kullanılabileceği saptanmıştır.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT REMOVAL OF HEAVY METALS FROM INDUSTRIAL WASTEWATERS BY MEANS OF HYBRID PRECIPITATION AND POLYMER ENHANCED ULTRAFILTRATION PROCESS İslamoğlu, Sezin M.S., Department of Chemical Engineering Supervisor: Prof. Dr. Levent Yılmaz Co-Supervisor: Prof. Dr. H. Önder Özbelge July 2002, 157 Pages One of the main causes of industrial pollution is the discharge of effluents containing heavy metals. Heavy metals, especially cadmium can have serious effects on human and animal health. Beside the health effects, heavy metals are non-renewable resources. Therefore, effective recovery of heavy metals is as important as removal of them from waste streams. iiiIn this study, performance of hybrid precipitation and batch polymer enhanced ultrafiltration (PEUF) process was investigated for the removal and recovery of heavy metals such as cadmium (Cd), zinc (Zn), iron (Fe), copper (Cu), nickel (Ni), cobalt (Co) and manganese (Mn) from an industrial cadmium-cyanide electroplating bath waste water. In precipitation steps, acid treatment with nitric acid (HN03) followed by alkali and sulfide precipitation were made. Cyano-metal complexes were decomposed in acidification step and then by adding sodium hydroxide (NaOH) (alkalination) heavy metals were precipitated. Pure CdOH2, water soluble material, was obtained in alkalination steps. In order to reduce the heavy metal concentration down to suitable limits for PEUF sulfide precipitation was carried out by adding sodium sulfide. Thirteen different precipitation schemes were improvised in precipitation experiments. At the end of acidification, complete separation of iron was achieved where as cadmium did not precipitate. Approximately 50% of zinc and between 66-97% of manganese, nickel, cobalt and copper were removed in acidification steps. In acidification and alkalination steps, higher recoveries could have been reached by immediate removal of the precipitate from the solution. pH was the critical parameter in sulfide precipitation. Addition of sodium sulfide in alkali pH range leaded to cadmium precipitation whereas copper is totally precipitated in acidic pH range. ivPolymer enhanced ultrafiltration (PEUF), which was employed after the precipitation process, includes the addition of water soluble polymer, being polyethyleneimine (PEI) in this study to bind the metals selectively. The solution then goes through the ultrafiltration operation to obtain concentrated polymer-metal complex solutions. The influence of metal/polymer ratio (loading) and pH on the retention of metals were investigated. Between pH values 5-6.5, cadmium was removed from solution more effectively than zinc and nickel in cadmium-rich solutions. In copper rich solutions, retention of copper was higher than that of cadmium. At high proton concentrations (pH 3-4) retention of zinc and nickel were considerably higher than the cadmium retention. It was observed that in copper free solutions, where cadmium, zinc and nickel concentrations were similar, retention of these three metals were approximately same. Feasibility of the removal and recovery of heavy metals from industrial wastewater by fractional precipitation followed by PEUF was investigated. These methos were successfully applied to simulated waste waters. In this study it was observed that effective removal of heavy metals from real industrial wastewater could be achieved by hybrid complexation-PEUF process.
Benzer Tezler
- Parasetamol üretimi atıksuyunun anerobik arıtılabilirliğinin incelenmesi
Anaerobik treatment of paracetamol production wastewater
SEDEF GÜRVARDAR
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURAN DEVECİ
- Atık suların temizlenmesinde mineral kökenli atıklardan adsorbent geliştirilmesi
Development of mineral based adsorbent from waste materials for wastewater treatment
ÜNZİLE YENİAL
Doktora
Türkçe
2018
Maden Mühendisliği ve Madencilikİstanbul Teknik ÜniversitesiCevher Hazırlama Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLAY BULUT
- Atık su arıtma tesisleri ve kullanılan teknolojilerin analizi
The Waste water refining facilities and analysis of used technologies
ALİ KARGIOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2003
Makine MühendisliğiMustafa Kemal ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. NURAN BALTACIOĞLU
- Integrated nutrient removal and biogas production using microalgal and anaerobic microbial cultures
Mikroalgal ve anaerobik mikrobiyal kültürler ile entegre besiyer madde giderimi ve biyogaz üretimi
AYŞE ÖZGÜL ÇALICIOĞLU ŞENGÜL
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Çevre MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. GÖKSEL NİYAZİ DEMİRER