Use of clinoptilolite for copper and nickel removal from aqueous solutions
Sulu çözeltilerden bakır ve nikel gideriminde klinoptilolit kullanımı
- Tez No: 172257
- Danışmanlar: Y.DOÇ.DR. İPEK İMAMOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Klinoptilolit, Bakır, Nikel, Şartlandırma, Giderim Mekanizmaları vu, Clinoptilolite, Copper, Nickel, Conditioning, Removal Mechanisms
- Yıl: 2006
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 115
Özet
ÖZ SULU ÇÖZELTİLERDEN BAKIR VE NİKEL GİDERİMİNDE KLİNOPTİLOLİT KULLANIMI Çağın, Volkan Yüksek Lisans, Çevre Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi: Yrd. Doç. Dr. İpek İmamoğlu Ocak 2006, 98 sayfa Ağır metaller iyi bilinen öncelikli zehirli kirleticilerdendir. Bu sebepten dolayı, ağır metal ihtiva eden atıksuların alıcı ortamlara deşarj edilmeden önce arıtılmaları gerekmektedir. Bu çalışmada, Bigadiç Winoptilolitinin atıksulardan Cu+2 ve Ni+2 giderimindeki potansiyeli kesikli ve sürekli reaktörlerde araştırılmıştır. Gerçekleştirilen ön çalışmalar neticesinde optimum işletim koşullan; başlangıç çözelti pH'sı için Cu ve Ni gideriminde sırasıyla 5 ve 4, tepkime süresi için 48 saat olarak belirlenmiştir. Ayrıca, 2MNaCl çözeltisi ile 24 saatlik etkileşim süresinde gerçekleştirilen şartlandırma işleminin prosesin etkinliğini önemli ölçüde arttırdığı tespit edilmiştir. Her iki metal için azami kapasitelerin ve sistemdeki hakim mekanizmaların belirlenebilmesi amacıyla ön çalışmalar sonucu elde edilen optimum işletim şartlarında denge çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Elde edilen deneysel verilerin Langmuir ve Freundlich modellerinin doğrusal olmayan denklemlerine uygunluğu araştırılmış ve Langmuir modelinin sistem davranışını açıklamada daha uygun olacağı belirlenmiştir. Azami giderim kapasiteleri Langmuir modelinden elde edilen sonuçlar ile hesaplanmıştır. Buna göre, herhangi bir ön işleme tabi tutulmamış vıklinoptilolit örnekleriyle elde edilen Cu+2 ve Ni+2 kapasitelerinin neredeyse aynı olduğu (sırasıyla 0.31 ve 0.32 meq/g), bununla birlikte, şartlandırılmış klinoptilolit numunelerinin Cu+2 iyonuna Ni+2 iyonuna oranla daha yüksek kapasiteye sahip olduğu belirlenmiştir (sırasıyla 0.55 ve 0.43 meq/g). Sistemdeki hakim mekanizmaların belirlenebilmesi amacıyla değişebilir iyonlar ölçülmüştür. Sonuç olarak, adsorpsiyon, klinoptilolit yapısının bozunması ve yüzey çökelmesi (özellikle Cu gideraninde) gibi mekanizmaların iyon değişimi ile birlikte yer aldığı düşünülmüştür. Son olarak, şartlandırılmış klinoptilolit numuneleri ile sabit yataklı kolonlarda Cu+2 giderimi çalışılmıştır. Akış debisinin 8 yatak hacmi/saatten 2-4 yatak hacmi/saate ve parçacık boyutunun 1.180-1.400 mm'den 0.833-1.180 mm'ye düşürülmesi ile Cu+2 gideriminde artış olduğu gözlenmiştir. Hakim mekanizmaların araştırılması amacıyla değişebilir iyonlara ek olarak Si+4, toplam Fe ve Al+3 iyonları ölçülmüştür. İyon değişiminin sistemdeki hakim mekanizma olduğu tartışılmakla birlikte adsorpsiyon ve klinoptilolit yapısının bozunmasının da sırasıyla tutulan toplam Cu+2 ve toplam salman değişebilir iyon miktarlarına küçük de olsa katkıda bulunduğu düşünülmektedir.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT USE OF CLINOPTILOLITE FOR COPPER AND NICKEL REMOVAL FROM AQUEOUS SOLUTIONS Çağın, Volkan M. S., Department of Environmental Engineering Supervisor: Assist. Prof. Dr. İpek İmamoğlu January 2006, 98 pages Heavy metals are well known toxic priority pollutants. Hence, wastewaters containing these species must be treated prior to discharge into receiving bodies. In this study, the potential of Bigadiç clinoptilolite for Cu2+ and Ni2+ removal from wastewaters was investigated in batch and continuous reactors. Results of the preliminary experiments revealed the optimum operating conditions, namely, initial solution pH of 5 and 4 for Cu2+ and Ni2+, respectively and contact time of 48 hours. Additionally, conditioning of clinoptilolite with 2MNaCl solution for 24 hours was found to considerably improve the capacity utilized at breakthrough. Maximum removal capacities and prevailing mechanisms in the system were investigated via equilibrium studies under preliminary determined optimum operating conditions. Langmuir and Freundlich models were fitted to the experimental data and Langmuir model was found to be better in describing the system behavior. Maximum removal capacities obtained from non-linear regression of Langmuir model are almost the same for Cu2+ and Ni2+ removal using as received IVclinoptilolite samples (0.31 and 0.32 meq/g respectively). However, conditioned clinoptilolite samples exhibit higher capacity for Cu2+ over Ni2+ (0.5 and 0.43 meq/g, respectively). Analyses of exchangeable cations in the aqueous phase were carried out to examine the prevailing mechanisms in the system. As a result, adsorption, dissolution of clinoptilolite and surface precipitation (particularly in the case of Cu2+ removal) are considered to accompany ion exchange. Finally, fixed-bed column studies were conducted with conditioned clinoptilolite samples for Cu2+ removal. An improvement in Cu2+ uptake was observed with decreasing volumetric flow rate (from 8 BV/h to 2-4 BV/h) and decreasing particle size (from 1.180-1.400 mm to 0.833-1.180 mm). Analyses of exchangeable cations as well as Si4+, Fe(total) and Al3+ were also carried out to examine the prevailing mechanisms. Ion exchange was discussed as the predominant mechanism in the system with minor contributions from adsorption and dissolution of clinoptilolite to the total amount of Cu2+ uptake and to the total amount of exchangeable cations release, respectively.
Benzer Tezler
- Ion exchange in natural zeolite packed column
Doğal zeolit dolgulu kolonda iyon değişimi
ÖZGE CAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2004
Kimya Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. SEMRA ÜLKÜ
- Removal of heavy metals from wastewaters by use of natural zeolites
Atıksulardaki ağır metallerin doğal zeolitler kullanılarak uzaklaştırılması
MÜŞERREF TÜRKMEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2001
Çevre Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. A. SEMA ÜLKÜ
- İdrarın gübre olarak değerlendirilmesinde klinoptilolit ile iyon değişiminin yeri
The use of clinoptilolite for the recovery of fertilizer material from seperately collected human urine
SERRA BAYRAM
Yüksek Lisans
Türkçe
2005
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BİLSEN BELER BAYKAL
- A novel drug carrier system using clinoptilolite for Ginkgo biloba leaf extract
Klinoptilolitin, Ginkgo biloba yaprağı ekstaktesi için ilaç taşıyıcı olarak kullanılması
SELDA GÖKTAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2004
Kimya Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. SEMRA ÜLKÜ
- Doğantepe (Amasya) zeolitinin (klinoptilolit) atıksulardan amonyak iyonu gideriminde kullanılabilirliğinin araştırılması
The Investigation of use of Doğantepe (Amasya) zeolite (clinoptilolite) for ammonia removal from wastewater
ÜLKER ASLI ATAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2002
Çevre MühendisliğiCumhuriyet ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MELTEM SARIOĞLU CEBECİ