Ammonium and lead exchange in clinoptilolite zeolite column
Klinoptilolit zeoliti kolonunda amonyum ve kurşun değişimi
- Tez No: 286233
- Danışmanlar: PROF. DR. HAYRETTİN YÜCEL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Klinoptilolit, İyon Değişimi, Pretreatment, Kurşun, Amonyum, Giderim, Kolon, Çok Bileşenli, Clinoptilolite, Ion exchange, Pretreatment, Lead, Ammonium, Removal, Column, Multicomponent
- Yıl: 2010
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 171
Özet
Antropojenik etkilerden kaynaklanan atıksular, geniş bir aralıkta potansiyel kirletici ve konsantrasyonları içerebilir. Kontaminasyonun tipine ve derecesine bağlı, atıksuların arıtması için kullanılabilecek çok sayıda prosedürleri vardır. Ancak, endüstriyel ölçüde atıksulardan kirleticileri bertaraf etmek zor ve pahalı bir sorundur.Bu çalışmada, iyon değiştirici olarak kullanılan Manisa-Gördes tipi doğal klinoplilolit zeolitinin aşağı-akışlı kolon operasyonu ile iyon değişimi incelenmiştir. Kurşun Pb2+ ve amonyum NH4+ iyonlarının sulu çözeltilerden gidermesinde parçacık boyutu 0.25-0.5 mm arasında olan klinoptilolit kullanılmıştır.Bu çalışmanın amacı klinoptilolitin verimli ve etkili olarak ayırma proseslerinde kullanılabilmesi için koşulların belirlenmesidir. Deneyler ikili ve üçlü iyon değişim çalışması olarak iki kısma ayrılmıştır ve her iki çalışmada da; klinoptilolitin NaCl çözeltisi ile zenginleştirilmesinin, akış hızının, ve çözeltilerin başlangıç derişiminin atık giderimine etkileri incelenmiştir.İkili iyon değişim çalışmalarda, akış hızındaki artış salıverme kapasitesinin, ve kolon veriminin azalmasına neden olmuştur. Halbuki toplam kapasite sabit kalmıştır. Maksimum toplam kapasite 1.16 meq/g zeolit, NH4+ için, ve 1.1 meq/g zeolite, Pb2+ için belirlenmiştir, ve bu değerler hem birbirlerine hem de Na-form klinoptilolitin sodyum içeriğine yakınmıştır (1.16 meq/g zeolite). Ayrıca başlangıçtaki kirletici maddenin konsantrasyonunu azaltarak, salıverme kapasitesinin ve kolon veriminin artışı gözlenmiştir.Üçlü iyon değişim çalışmalarda, sonuçlar gösterdi ki kurşun Pb2+ ve amonyum NH4+ iyonların gideriminin akış hızına bağlıdır ve ılımlı düşük akış hızlarında daha yüksek iyon değişim kapasitesine ulaşılmıştır. Bu durumun yüksek akış hızlarında klinoptilolit ile kurşun ve amonyum iyonlarının tamamen yer değiştirmesi için gerekli olan alıkonma süresinin yetersiz olması ile açıklanmıştır. Nitekim klinoptilolit üzerindeki değişim siteleri için Pb2+ ve NH4+ iyonları arasında bir rekabet gözlenmiştir ve bu çekişme kurşun iyonlarının lehine idi.Sonuç olarak, klinoptilolit zeolitinin hem kurşun hem de amonyum iyonlarına karşı çekiciliğinin olması gözlenmiştir. Fakat klinoptilolitin kurşun iyonuna olan çekiciliği amonyuma göre daha fazla olduğu gözlenmiştir. Bu nedenle klinoptilolitin seçicilik sırası NH4+ > Pb2+ > Na+ olarak belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Wastewaters resulted from anthropogenic influence can encompass a wide range of potential contaminants and concentrations. There are numerous procedures that can be used to clear out wastewaters depending on the type and extent of contamination, however; disposal of pollutants from wastewaters in industrial scale is a difficult and costly problem.In this study, the use of ion exchange theory utilizing natural Turkish clinoptilolite zeolite from Gördes-Manisa as ion exchange resins in down-flow column mode is investigated. The clinoptilolite with particle size range of 0.25-0.50 mm is used in the removal of lead Pb2+ and ammonium NH4+ ions from aqueous solutions.The aim of the study is to set up the conditions under which clinoptilolite may be used in an economical and efficient approach in the removal process. Experiments were divided into two sets: binary studies, and ternary studies, and the effects of conditioning clinoptilolite with NaCl solution, flow rate, and initial concentration of the solutions on the removal behavior were investigated.In binary studies, results showed that increasing the loading volumetric flow rate resulted in decreasing the breakthrough capacity and the column efficiency, while the total capacity remained constant. The maximum total capacity was determined as 1.16 meq/g of zeolite for NH4+, and 1.1 meq/g of zeolite for Pb2+ and these values were close to each other and to the sodium content of Na-form of pretreated clinoptilolite (1.16 meq/g of zeolite). In addition, by decreasing the initial contaminant concentration, an increase in breakthrough capacity and column efficiency was observed.In ternary studies, the results showed that the removal of Pb2+ and NH4+ ions are dependent on the flow rate, in which at moderately low flow rate, a higher ion exchange capacity is yielded. That was explained as at higher flow rates, the retention time was insufficient for the ion exchange process to take place completely between clinoptilolite and lead and ammonium ions. Thus, a competition between Pb2+ and NH4+ ions for the exchange sites on clinoptilolite was observed and this competition was in favor of lead ions.Consequently, it was observed that the clinoptilolite zeolite has affinity for both Pb2+ and NH4+ ions. However, the affinity of clinoptilolite for lead ions is higher than that for ammonium ions. Therefore, the cations selectivity for clinoptilolite according to their affinity is determined as the following sequence: NH4+ > Pb2+ > Na+.
Benzer Tezler
- Lead(II) and ammonium exchange on na form of gördes clinoptilolite
Sodyum formuna dönüştürülmüş gördes klinoptiloliti üzerinde kurşun ve amonyum değişimi
SEDAT AŞİROĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2006
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAYRETTİN YÜCEL
- Removal of NH4+, Pb2+, Cu2+ from wastewater by clinoptilolites
Klinoptilolitleri kullanarak atık sulardan NH4+, Pb2+, Cu2+ giderimi
TUĞBA ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSNÜ ATAKÜL
- Çankırı-Çorum havzası klinoptilolize tüfleri kullanılarak atık su ve sızıntı suyundan amonyak azotu, kurşun ve kadmiyum giderimi
Removal of ammonia-nitrogen, cadmium and lead lons from wastewater and leachate by using clinoptiblized tuffs of Çankırı-Çorum basin
AYŞE KULEYİN
Doktora
Türkçe
1999
Çevre MühendisliğiOndokuz Mayıs ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OSMAN N. ERGUN
- Treatment of domestic wastewater with natural zeolites
Evsel atık suların doğal zeolitlerle arıtımı
BEYHAN CANSEVER
Yüksek Lisans
İngilizce
2004
Kimya Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEMRA ÜLKÜ
- Kaynakta ayrılmış idrardaki nütrientlerin klinoptilolitle geri kazanımı ve tarımda uygulanabilirliğinin incelenmesi
Removal of nutrients from separately collected human urine with clinoptilolite and their recovery for agricultural reuse
NAZLI PELİN KOCATÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BİLSEN BELER BAYKAL