Geri Dön

Phosphate recovery from sewage sludge supernatants using magnetic nanoparticles

Arıtma tesisi süzüntü sularından manyetik nanoparçacık kullanımı ile fosfor geri kazanımı

  1. Tez No: 606239
  2. Yazar: ANETT GULYAS
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. NESLİHAN SEMERCİ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Bilim ve Teknoloji, Kimya, Science and Technology, Chemistry
  6. Anahtar Kelimeler: Manyetik nanopartiküller, Fosfat giderimi, Fosfat geri kazanımı, Adsorpsiyon, Zeta potansiyeli, Magnetic nanoparticles, Phosphate removal, Phosphate recovery, Adsorp-tion, Zeta potential
  7. Yıl: 2019
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Marmara Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 80

Özet

Fosfor en temel besinlerden biridir, gübrelerin, deterjanların ve cilaların üretiminde kullanılır. Aşırı besin boşalmasından kaynaklanan çevre kirliliği, atık su arıtımında en önemli konudur. Besinler, yüzey suyu kaynakları, yeraltı suyu ve toprak üzerinde birçok olumsuz etki yaratır. Fosforun farklı sektörlerde yaygın olarak kullanılmasına rağmen, fosfor yenilenemez ve değiştirilemez sınırlı bir kaynaktır. Sonuç olarak, fosfatın geri kazanımı, uzaklaştırmanın yanı sıra dikkate alınmalıdır. Bu çalışma, kanalizasyon çamuru süpernatanından fosfor gideriminde manyetik nanoparçacıkların (MNP'ler) kullanılmasının etkinliğini araştırmak için yapılmıştır. Çalışma kapsamında farklı parametrelerin demir oksit manyetik nanoparçacıkların kullanılmasıyla fosfat adsorpsiyonu üzerine etkilerini araştırmak için toplu deneyler yapıldı. Demir oksit MNP birlikte çökeltme yöntemiyle hazırlanmıştır. MNP karakterizasyonu, X-ışını kırınımı, Taramalı Elektron Mikroskobu ve Fourier Transform İnfrared Spektroskopi ölçümleri ile yapıldı. Bu deneyler demir oksit MNP'nin etkili fosfat adsorpsiyonunu kanıtladı. Manyetik nanopartiküllerin yüzeyinde fosforun adsorbe olduğu varlığı, enerji dağıtıcı x-ışını spektroskopisi kullanılarak doğrulanmıştır. Partiküllerin yüzey yükünü farklı pH değerlerinde belirlemek için Zeta potansiyel ölçümleri yapılmıştır. Denge çalışmaları, sentetik P çözeltisinin ve süpernatan çözeltisinin Redlich-Peterson izoterm modeliyle tutarlı olduğunu gösterdi. Sips modeli kullanılarak hesaplanan demir oksit MNP'nin teorik maksimum adsorpsiyon kapasitesi 20.8 mg / g'dir. Sentetik fosfat çözeltisinin ve süpernatan çözeltisinin kinetik çalışmaları, Elovich modeliyle tutarlıydı. En yüksek adsorpsiyon kapasitesi, 1000 mg/L P çözeltisi ve 0.3 g manyetik nanopartiküller ile ölçülmüştür. Fosforun demir oksit MNP yüzeyinden desorpsiyonu, MNP'lerin 1 saat boyunca 1 M NaOH çözeltisi ile işlenmesiyle etkili bir şekilde yapıldı. Bu çalışmanın amacı, fosfatın adsorpsiyonu için MNP'yi değerlendirmektir. Fosfat geri kazanımı için daha ucuz ve daha uygun bir yöntemi incelemek için nanopartiküller için daha doğru bir kullanım bulmak istiyoruz.

Özet (Çeviri)

Phosphorus is one of the most essential nutrients; it is used in the manufacture of ferti-liz¬ers, detergents, and polishers. Environmental pollution due excessive nutrient dis-charges is the most important issue in wastewater treatment. Nutrients have many ad-verse effects on surface water resources, groundwater and soil. Despite the extensive uses of phosphorus in different sectors, phosphorus is a non-renewable and non-interchangea¬ble limited resource. Consequently, the recovery of phosphate should be considered as well as the removal. This study was carried out to investigate the efficiency of employing magnetic nanoparticles (MNPs) in phosphorus removal from sewage sludge supernatant. In the scope of the study, batch experiments were performed to investigate the effect of different parameters on phosphate adsorption using iron oxide magnetic nanopar¬ticles. The iron oxide MNP was prepared with co-precipitation method. MNP characterization was done with X-ray diffraction, Scanning Electron Microscopy and Fourier Transform Infrared Spectroscopy measurements. These experiments proved the effective phosphate adsorption by iron oxide MNP. The presence adsorbed of the phosphorus on the surface of magnetic nanoparticles was con¬firmed using energy-dispersive x-ray spectroscopy. Zeta potential measurements were conducted to determine the surface charge of the particles at different pH values. Equilibrium studies showed that the synthetic P solution and supernatant solution was consistent with the Redlich-Peterson isotherm model. The theoretical maximum adsorption capacity of iron oxide MNP calculated using Sips model is 20.8 mg/g. The kinetics studies of the synthetic phosphate solution and supernatant solution was consistent with the Elovich model. The highest adsorption capacity was measured with 1000 mg/L P solution and 0.3 g magnetic nanoparticles. Desorption of phosphorus from the iron oxide MNP surface was effectively done by treating the MNPs with 1 M NaOH solution for 1 hour. The aim of this study to evaluate the MNP for the adsorption of phosphate. We would like to find a more accurate usage for nanoparticles, moreover to examine a cheaper, more available method for phosphate recovery.

Benzer Tezler

  1. Investigation of phosphorus recovery from anaerobic digestion supernatant of diverse wastes

    Farklı atıkların anaerobik çürütülmesinin üst suyundan fosfor geri kazanımının incelenmesi

    MERVE ATASOY

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. RÜYA TAŞLI

  2. Phosphorus recovery from sewage sludge

    Arıtma çamurlarından fosfor geri kazanımı

    NAZLI BALDAN PAKDİL

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2007

    Çevre MühendisliğiDokuz Eylül Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF.DR. AYŞE FİLİBELİ

  3. Recovery of phosphorus from sewage sludge ash with sequencing bioleaching and electrodialysis

    Arıtma çamuru külünden biyoliç ve elektrodiyaliz ile fosfor geri kazanımı

    BÜŞRA KUNT

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Çevre MühendisliğiMarmara Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. NESLİHAN SEMERCİ

  4. Arıtma çamuru yakma fırını küllerinden fosfor geri kazanımı

    Recovery of phosphorus from sewage sludge incineration ashes

    EZGİ KARABACAK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Çevre MühendisliğiBursa Uludağ Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. GÜRAY SALİHOĞLU

  5. Asidik hidroliz ve donnan diyalizi sonrası biyolojik arıtma çamurlarından fosfor geri kazanımı

    Recovery of phosphorus from biological sewage sludge after the application of acidic hydrolysis and donnan dialysis

    DİLARA TUNCER

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Çevre MühendisliğiSüleyman Demirel Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. AYLA UYSAL

    PROF. DR. ESENGÜL KIR