Geri Dön

Sulardan ağır metallerin uzaklaştırılmasında fındık kabuğu kullanımının model sistemler ile araştırılması

Study of removal of heavy metals from aqueous solutions by utilizing hazelnut shell in model systems

PDF İndir

  1. Tez No: 304806
  2. Yazar: EVREN GÖLGE
  3. Danışmanlar: PROF. DR. GÜLDEN OVA
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2012
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Ege Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 125

Özet

Son yıllarda ucuz maliyetli adsorbant maddelerin atık sulardan ağır metallerin gideriminde konvansiyonel metotların yerine kullanımı yaygınlaşmaktadır. Bu araştırmada yüksek toksisiteye sahip Pb+2, Ni+2 ve Cd+2 ağır metal iyonlarının sulardan uzaklaştırılmasında ülkemizde yüksek miktarda atık ürün olarak açığa çıkan fındık kabuğunun adsorbant olarak kullanımının model sistemler ile araştırılması amaçlanmıştır.Çalışmada fındık kabuğu işlem görmeden ve ayrıca sitrik asit, tartarik asit ve sodyum hidroksit ile modifiye edilerek kullanılmış; en iyi metal iyonu gideriminin sodyum hidroksit ile işlem görmüş fındık kabuğu ile sağlandığı saptanmıştır. Araştırmada kesikli sistem ile yapılan denemelerde Pb+2, Ni+2 ve Cd+2 metal iyonları için partikül büyüklüğünün artmasıyla çözeltiden metal iyonu gideriminin azaldığı saptanmıştır. Adsorbant konsantrasyonu 5 g/l'den 20 g/l'ye arttırıldığında metal iyonu gideriminin Pb+2 için 31.95 mg/g'dan 9.12 mg/g'a düştüğü, Ni+2 için 19.10 mg/g'dan 4.28 mg/g'a ve Cd+2 için 9.12 mg/g'dan 7.54 mg/g'a düştüğü saptanmıştır. Bir diğer değişken olarak çözeltideki başlangıç metal iyonu konsantrasyonunun 50 mg/l'den 200 mg/l'ye artmasıyla Pb+2 gideriminin 18.45 mg/g'dan 41.63 mg/g'a, Ni+2 gideriminin 4,84 mg/g'dan 16.04 mg/g'a ve Cd+2 gideriminin 8.95 mg/g'dan 25.47 mg/g'a arttığı gözlenmiştir. Elde edilen bulgulara göre Langmuir ve Freundlich modellerinden elde edilen korrelasyon katsayıları karşılaştırıldığı zaman Langmuir modelinin adsorbsiyon karakterini belirlemek açısından deneysel veriye daha iyi uyum gösterdiği saptanmıştır. Çalışmada kullanılan metal iyonları için kesikli sistemde farklı işlem koşullarındaki en iyi adsorbsiyon kapasitesi pH 6 değerinde ve 60°C sıcaklıkta Pb+2 için 20.88 mg/g, Ni+2 için 6.31 mg/g ve Cd+2 için 8.96 mg/g olarak hesaplanmıştır. Fındık kabuğunun her üç metal iyonunu için de gideriminde gerçekleşen adsorbsiyon prosesinin endotermik, istemli ve rastgele olduğu belirlenmiştir.Kolon çalışmalarında ise Pb+2, Ni+2 ve Cd+2 iyonları için kolon yatak yüksekliği, akış hızı ve başlangıç metal konsantrasyonu gibi parametreler değiştirilerek denemeler yürütülmüştür. Elde edilen bulgular, kolon yatak derinliğinin arttırılmasıyla birlikte kolonun adsorbsiyon performansının azaldığını, akış hızının azalmasıyla birlikte kolonun adsorbsiyon performansının arttığını, kolona giren metal iyonu konsantrasyonunun azalmasıyla kolonun metal giderim performansının arttığını göstermektedir. Deneysel verilerin analizinde Yatak Derinliği Hizmet Süresi (BDST) ve Thomas modelleri kullanılmıştır. BDST modeli için hesaplanan adsorbsiyon kapasitesini belirten N0 katsayıları 10 ml/dakika akış hızında ve 200 mg/l başlangıç metal iyonu konsantrasyonu kullanıldığında Pb+2 için 3894 mg/l, Ni+2 için 2266 mg/l ve Cd+2 için 3540 mg/l olarak bulunmuştur. Thomas modeli için 5 cm yatak derinliğinde, 10 ml/dakika akış hızında ve 200 mg/l başlangıç metal iyonu konsantrasyonu kullanıldığında adsorbsiyon kapasitesini gösteren Thomas katsayısı (Q0) Pb+2 için 25.72 mg/g, Ni+2 için 16.63 mg/g ve Cd+2 için 18.52 mg/g olarak hesaplanmıştır.Bu çalışma sonucunda atık sulardan Pb+2, Ni+2 ve Cd+2 metal iyonlarının fındık kabuğu kullanılarak giderimi amacıyla uygulanan modeller vasıtasıyla endüstriyel büyüklükte kesikli veya sürekli sistem geliştirilmesi imkanı olduğu ortaya konulmuştur.

Özet (Çeviri)

In the recent years the use of low cost adsorbents become prevalent as a replacement for conventional methods for removing heavy metal ions from wastewater. The scope of this study is to investigate the adsorption of Pb+2, Ni+2 ve Cd+2 heavy metal ions, which have high toxicity, from aqueous solution in model systems by utilizing one of the most emerging waste material of our country hazelnut shells as an adsorbent.In this study hazelnut shells were modified by tartaric acid, citric acid and sodium hydroxide, it was revealed that the best metal ion removal achieved by sodium hydroxide modified hazelnut shells. In the batch experiments for Pb+2, Ni+2 ve Cd+2 metal ions as the particle size of the adsorbent increased the metal ion removal from solution decreased. As adsorbent concentration was increased from 5 g/l to 20 g/l, the metal ion removal for Pb+2 decreased from 31,95 to 9,12 mg/g?a, for Ni+2 from 19,10 mg/g to 4,28 mg/g and for Cd+2 from 9,12 mg/g to 7,54 mg/g. As one of the other variables, the initial metal ion concentration of the solution was increased from 50 mg/l to 200 mg/l, it was observed that the removal of Pb+2 ion increased from 18,45 mg/g to 41,63 mg/g, Ni+2 removal from 4,84 mg/g to 16,04 mg/g and Cd+2 removal from 8,95 mg/g to 25,47 mg/g. According to the data when the correlation coefficients of Langmuir ve Freundlich models were compared, Langmuir model was found to have a better fit to the experimental data to explain the adsorbtion characteristics. The most favorable adsorption conditions for the metal ions used were achieved at pH 6 and 60°C and calculated for Pb+2 as 20.88 mg/g, Ni+2 as 6.31 mg/g and Cd+2 as 8.96 mg/g. The results indicated that the adsorption process is endothermic, has increased randomness and spontaneous in nature.In column studies the experiments were performed by changing the parameters such as; the bed height, flow rate and initial metal concentration.The data obtained showed, as bed depth increases the adsorbtion capacity of the column decreases, as the flow rate decreases the adsorbtion capacity of the column increased and as the metal concentration fed to the column decreases the metal removal performance of the column increases. The column data obtained were described using Bed Depth Service Time (BDST) and Thomas models. For BDST the N0 coefficient showing sorption capacity per unit bed volume was computed for Pb+2 as 3894 mg/l, Ni+2 as 2266 mg/l and Cd+2 as 3540 mg/l when 10 ml/min flow rate and 200 mg/l initial metal concentration was used. For Thomas model the calculated coefficient Q0 showing the adsorbtion capacity was computed for Pb+2 as 25.72 mg/g, Ni+2 as 16.63 mg/g and Cd+2 as 18.52 mg/g when 5 cm bed depth, 10 ml/min flow rate and 200 mg/l initial metal concentration was used in the column.In result of this study the possibility of the development of a batch or continuous system in industrial scale, aiming the removal of Pb+2, Ni+2 ve Cd+2 metal ions via models from wastewater by utilizing hazelnut shell was introduced.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    276240

    Sulardan ağır metallerin uzaklaştırılmasında ayçiçeği küspesi kullanılarak model sistemlerle araştırılması

    Removing heavy metals from water by using model systems via sunflower bagasse

    AYÇA KARAÖREN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2010

    Gıda MühendisliğiEge Üniversitesi

    Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. M. KEMAL DEMİRAĞ

  2. Tez No

    438649

    Bazı ağır metal iyonlarının uzaklaştırılmasında kullanılacak yeni tabii ve sentetik kompozit adsorbanların geliştirilmesi

    The development of new natural and synthetic composite adsorbans to remove some heavy metal ions

    ŞERİFE PARLAYICI

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Kimya MühendisliğiSelçuk Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. EROL PEHLİVAN

  3. Tez No

    446997

    Aljinat esaslı mikrokürelerin hazırlanması, karakterizasyonu ve sulardan ağır metallerin uzaklaştırılmasında kullanımı

    Preparation,characterization of alginate-based microspheres and use in removing heavy metals from water

    KADER TERZİOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    BiyoteknolojiOrdu Üniversitesi

    Balıkçılık Teknolojisi Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. HASAN TÜRE

  4. Tez No

    389583

    Yağ asidi ve 16S rRNA sekans analizleri ile tanımlanan lityum, çinko ve mangan dirençli bakterilerin biyosorpsiyon yeteneklerinin belirlenmesi

    Assessment of biosorption abilities of lithium-, zinc-, and manganese-resistant bacteria identified by fame and 16S rRNA seqence analyses

    ÖZGÜN ŞAHİN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    BiyoteknolojiKırıkkale Üniversitesi

    Biyoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AYSUN ERGENE

    DOÇ. DR. BÜLENT İÇGEN

  5. Tez No

    711381

    Adsorptive removal of heavy metal ions from aqueous solution using metal organic framework

    Sulu çözeltiden ağır metal iyonlarının metal organik kafes kullanarak adsorpsiyon yoluyla uzaklaştırılması

    FADHIL ABID ELAIWI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AHMET SİRKECİOĞLU

Geri Dön