Laboratory investigation of the treatment of chromium contaminated groundwater with iron-based permeable reactive barriers
Kromla kirlenmiş yeraltı sularının demir içeren geçirgen reaktif bariyer sistemiyle arıtımının laboratuar koşullarında incelenmesi
- Tez No: 181091
- Danışmanlar: PROF. DR. KAHRAMAN ÜNLÜ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Krom(VI), sıfır değerlikli demir, yeraltı suyu, geçirgen reaktifbariyer, Chromium(VI), zero valent iron, groundwater, permeable reactive barrier
- Yıl: 2006
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 121
Özet
Krom metal kaplama, deri tabaklama, boya maddesi imalatı gibi endüstriyelişlemlerden kaynaklanan yaygın bir yeraltı suyu kirleticisidir. Geçirgen reaktifbariyerler (GRBler) kromla kirletilmiş yeraltı sularının arıtımında geçerli veekonomik olarak uygun sistemlerdir. Bu tezde sunulan araştırmanın amacılaboratuvar kolon çalışmalarından elde edilen verileri analiz ederek GRBlerinperformansını etkileyen reaktif madde derişimi ve akış hızı gibi önemli iki parametreüzerinde yoğunlaşmaktır. Farklı miktarlarda demir tozu ve kuvars kum içerenkarışımlarla doldurulan laboratuvar ölçekli kolonlar 20 mg/l krom iceren giriş suyuile farklı akış hızlarında beslenmiştir. Kolonların verimleri demir tozu/kuvars kumoranlarına göre karşılaştırıldığında demir tozu miktarının GRBlerin giderimverimliliği açısından önemli bir parametre olduğu görülmüştür. Hidrojen gazıoluşumu ve kolon boyunca kırmızımsı-kahverengi çökeltiler gözlenmesi indirgeyici-çökelme tepkimelerin varlığına işaret etmektedir. Kolon kapasitesine erişildiğindeelde edilen SEM-EDX analizleri krom çökelmesini göstermiştir. Demir yüzeylerindekromun yanısıra, kalsiyum ve ciddi miktarda demir oksit veya -hidroksit tespitedilmiştir. Aynı deneyler daha yüksek akış hızlarında tekrar edildiğinde, % 50 demiriçeren kolonun giderim veriminde artış gözlenmiştir. Bu durum çökeltilerin yüksekakış oranlarında birikmediğini ve bu nedenle indirgeme tepkimeleri için daha fazlayüzey alanı oluşturduğunu düşündürtmektedir. Ayrıca, demir oksitlere absorbeedilmiş krom oranını belirlemek amacıyla ekstraksiyon deneyleri yapılmıştır. Buanalizler sonucunda kromun demir oksitlere absorbe edilerek giderilmediği ve tekgiderim mekanizmasının indirgeme olduğunu göstermiştir. 48.86 saat-1 ve 3804.13saat-1 arasında değişen krom(VI) giderim oranları her reaktif karışım içinhesaplanmıştır. Bu oranlar ve tam giderim verim değerlerinin saha ölçekli geçirgenreaktif bariyer çalışmaları için önemli dizayn parametreleri olabileceğidüşünülmektedir.
Özet (Çeviri)
Chromium is a common groundwater pollutant originating from industrial processessuch as metal plating, leather tanning and pigment manufacturing. Permeable reactivebarriers (PRBs) have proven to be viable and cost-effective systems for remediationof chromium contaminated groundwater at many sites. The purpose of this researchpresented in this thesis is to focus on two parameters that affect the performance ofPRB on chromium removal, namely the concentration of reactive media andgroundwater flux by analyzing the data obtained from laboratory column studies.Laboratory scale columns packed with different amounts of iron powder and quartzsand mixtures were fed with 20 mg/l chromium influent solution under differentfluxes. When chromium treatment efficiencies of the columns were compared withrespect to iron powder/quartz sand ratio, the amount of iron powder was found to bean important parameter for treatment efficiency of PRBs. The formation of H2 gasand the reddish-brown precipitates throughout the column matrix were observed,suggesting the reductive precipitation reactions. SEM-EDX analysis of the ironsurface after the breakthrough illustrated chromium precipitation. In addition tochromium; calcium and significant amount of iron-oxides or -hydroxides was alsodetected on the iron surfaces. When the same experiments were conducted at higherfluxes, an increase was observed in the treatment efficiency in the column containing50% iron. This suggested that the precipitates may not be accumulating at higherfluxes which, in turn, create available surface area for reduction. Extractionexperiments were also performed to determine the fraction of chromium thatadsorbed to ironhydroxides. The analysis showed that chromium was not removed byadsorption to oxyhydroxides and that reduction is the only removal mechanism in thelaboratory experiments. The observed rate of Cr(VI) removal was calculated for eachreactive mixture which ranged from 48.86 hour-1 to 3804.13 hour-1. These rateconstants and complete removal efficiency values were thought to be importantdesign parameters in the field scale permeable reactive barrier applications.
Benzer Tezler
- Hatay bölgesindeki filtre fabrikalarının çevre kirliliğine olan etkisinin araştırılması
The investigation of the effect of filter manufacturers to the environmental pollution in Hatay region
HİDAYET DUMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
Mühendislik BilimleriMustafa Kemal ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. YILDIZ KOÇ
- Metal kaplama endüstrisi atıksularının ileri arıtım yöntemleriyle arıtılmasının incelenmesi
Investigation of metal coating industry wastewater treatment with the advanced treatment methods
EBRU BUDAK ÖZLÜ
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Çevre MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YAŞAR AVŞAR
- Elektron ışın kaynağı yöntemi ile kaynatılan ınconel 718 malzemesi üzerinde seçili değişkenlerin etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of selected variables on the inconel 718 material welded by electron beam welding
BARIŞ BÖYÜKER
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT VURAL
- AISI D2 soğuk iş takım çeliklerinin darbeli kayma aşınma davranışına mikroyapının etkisi
The effect of microstructure on impact sliding wear behavior of AISI D2 cold work tool steels
HALİL İBRAHİM FİLİZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT BAYDOĞAN
- Stimulative effects of chromium (VI) on activated sludge process
Başlık çevirisi yok
GÖKSEL N. DEMİRER
