Modeling the potential of microorganisms on the removal of 2,4-dichlorophenoxyacetic acid from aqueous solutions by adsorption
Sulu çözeltilerden 2,4-diklorofenoksiasetik asit?in adsorpsiyon ile uzaklaştırılmasında mikroorganizmaların etkisinin modellenmesi
- Tez No: 276201
- Danışmanlar: PROF. DR. BİKEM ÖVEZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2010
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 216
Özet
Bu çalışmada, 2,4-D'nin sulu çözeltilerden uzaklaştırılması ile ilgili bilgi elde edebilmek için adsorpsiyon çalışmaları kesikli ve sürekli olmak üzere iki farklı yöntemle gerçekleştirilmiştir ve adsorbent olarak granüler aktif karbon kullanılmıştır. Bu deneyler akvaryum suyu, Gracilaria verrucosa, Acidovorax Avenae Subsp. Avenae LMG 17238, Chlorella sp., Spirulina platensis olmak üzere beş farklı mikroorganizma varlığında ve herhangi bir mikroorganizma kullanılmadan karşılaştırmalı olarak yürütülmüştür.Kesikli deneylerde, kinetik/zaman, izoterm/konsantrasyon, termodinamik ve biyolojik kirliliğin adsorpsiyona etkisi çalışmaları yapılmıştır. Mikroorganizma olmadığı durumda 25°C'deki deneysel veriler ikinci mertebeden kinetik modele uyumluluk göstermiş ve hesaplanan adsorpsiyon kapasitesi 256.41 mg/g iken, mikroorganizma varlığında veriler birinci mertebe kinetik modele uyumluluk göstermiş ve hesaplanan adsorpsiyon kapasitesi 164.17 mg/g olarak bulunmuştur. Görünen şudur ki mikroorganizmaların varlığı aktif karbonun adsorpsiyon kapasitesini olumsuz etkilemiştir.Deneysel veriler Langmuir, Freundlich, Toth, Redlich-Peterson, Sips ve BET modelleri ile tanımlanmış, MATLAB 7.7.0 yardımıyla modellenmiştir. Korelasyon katsayılarına bakıldığında, mikroorganizma olmadığı durumda deneysel verilerin sırasıyla Toth, Sips ve Redlich-Peterson; mikroorganizma olduğu durumda sırasıyla Redlich-Peterson, Toth ve Langmuir modellerine uyum gösterdiği anlaşılmıştır.Adsorpsiyonun termodinamiği 25°C, 35°C ve 45°C olmak üzere üç farklı sıcaklıkta incelenmiştir. Her iki durumda da proses endotermik olup, mikroorganizma olduğu durumda entalpi 1.370 kJ/mol'den 14.858 kJ/mol'e yükselmiştir. Öte yandan, entropi çok değişmeyip (mikroorganizma yokken 0.017 kJ/molK, varken 0.059 kJ/molK) sıfıra yakın değerlerde kalmıştır.Sürekli deneylerde ise, 2,4-D'nin aktif karbon ile giderimine 2,4-D'nin başlangıç konsantrasyonunun, akış hızının, adsorbent miktarının ve biyolojik kirlilik yüklenmesinin etkileri sabit yataklı kolonlarda incelenmiştir. Sürekli veriler, Thomas, Yoon-Nelson, Adams-Bohart olmak üzere üç farklı kinetic modelle incelenmiş olup, en uygun modellerin Thomas ve Yoon-Nelson olduğuna karar verilmiştir.Maksimum adsorpsiyon kapasitesi (mg/g) değerlerine bakıldığında 2,4-D'nin kesikli sistemde adsorplanma sıralaması:Acidovorax Avenae Subsp. Avenae LMG 17238 < Gracilaria verrucosa < Aquarium water < Chlorella sp.
Özet (Çeviri)
In this study, experiments were done with two different methods for the removal of 2,4-D in a batch and continuous mode and granular activated carbon was used as the adsorbent. These experiments were performed in the presence of microorganisms, which are aquarium water, Gracilaria verrucosa, Acidovorax Avenae Subsp. Avenae LMG 17238, Chlorella sp., Spirulina platensis, and without any microorganism in comparison.In the batch experiments, kinetics/time, isotherm/concentration, thermodynamic, and the effect of biological contamination on adsorption were studied. Blank experimental data fit to the pseudo-second order kinetic model with a calculated adsorption capacity of 256.41 mg/g at 25°C where in the case of microorganism, the process turns out to obey the pseudo-first order kinetic model with a calculated adsorption capacity of 164.17 mg/g at 25°C. It is obvious that the presence of microorganisms affect the adsorption capacity of granular activated carbon negatively.The batch studies data were described using the Langmuir, Freundlich, Toth, Redlich-Peterson, Sips and BET model isotherms with the help of MATLAB 7.7.0 Curve Fitting Tool Box. Regarding the correlation coefficients, the experimental data best fit in the order of Toth, Sips and then Redlich-Peterson for the blank case and in the order of Redlich-Peterson, Toth and then Langmuir for microorganism case.The thermodynamic of adsorption were investigated at 25°C, 35°C and 45°C. The enthalpy of adsorption increased from 1.370 kJ/mol to 14.858 kJ/mol in the presence of microorganisms both being endothermic processes. On the other hand, the entropy did not change very much (0.017 kJ/molK for blank and 0.059 kJ/molK for microorganism conditions) and stayed nearly at zero.In the continuous experiments, the experiments were carried out as a function of the initial concentration of 2,4-D, flow rate, adsorbent mass, and the effect of biological contamination load in fixed-bed columns. Three kinetic models; Thomas, Yoon-Nelson and Adams-Bohart models were applied to the experimental data and the Thomas and Yoon-Nelson kinetic models showed better fit for granular actived carbon.The order of batch adsorption of 2,4-D in terms of maximum adsorption capacity (mg/g) from the least to the most is:Acidovorax Avenae Subsp. Avenae LMG 17238 < Gracilaria verrucosa < Aquarium water < Chlorella sp.
Benzer Tezler
- Effect of non steroidal anti-inflamatory drugs on microbial kinetics and population
Steroid yapıda olmayan antienflamatuvar yapıdaki ilaçların mikrobiyal kinetiğe ve populasyona etkisi
ESRA SALİH
- Potential of biopolymer production from apple wastewater through microbial processes
Mı̇krobı̇yal süreçler yoluyla elma atık suyundan biyopolimer üretim potansiyeli
ELİF ERENLER
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NEVİN YAĞCI
DOÇ. DR. GÜLSÜM EMEL ZENGİN BALCI
- Recovery of succinic acid for bio-based C4 bifunctional building block production
Başlık çevirisi yok
ÇAĞRI EFE
Doktora
İngilizce
2011
BiyokimyaTechnische Universiteit Delft (Delft University of Technology)PROF. DR. L. A. M. VAN DER WIELEN
DR. A. J. J. STRAATHOF
- Plazma tekniği ile membran yüzeyinin modifikasyonu ve membran biyoreaktörlerde uygulanması
Membrane surface modification by using plasma techniques and application to membrane bioreactors
GÜLER TÜRKOĞLU DEMİRKOL
Doktora
Türkçe
2014
Çevre Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NEŞE TÜFEKCİ