Phosphate recovery from sewage sludge supernatants using magnetic nanoparticles
Arıtma tesisi süzüntü sularından manyetik nanoparçacık kullanımı ile fosfor geri kazanımı
- Tez No: 606239
- Danışmanlar: DOÇ. DR. NESLİHAN SEMERCİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilim ve Teknoloji, Kimya, Science and Technology, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Manyetik nanopartiküller, Fosfat giderimi, Fosfat geri kazanımı, Adsorpsiyon, Zeta potansiyeli, Magnetic nanoparticles, Phosphate removal, Phosphate recovery, Adsorp-tion, Zeta potential
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Marmara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- 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
- 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
2015
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RÜYA TAŞLI
- Phosphorus recovery from sewage sludge
Arıtma çamurlarından fosfor geri kazanımı
NAZLI BALDAN PAKDİL
Doktora
İngilizce
2007
Çevre MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. AYŞE FİLİBELİ
- 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
2018
Çevre MühendisliğiMarmara ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NESLİHAN SEMERCİ
- Arıtma çamuru yakma fırını küllerinden fosfor geri kazanımı
Recovery of phosphorus from sewage sludge incineration ashes
EZGİ KARABACAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Çevre MühendisliğiBursa Uludağ ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜRAY SALİHOĞLU
- 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
2016
Çevre MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYLA UYSAL
PROF. DR. ESENGÜL KIR