Development of low cost modified adsorbent by metal coating process for arsenic and/or antimony removal
Arsenik ve/veya antimon giderimi için metal kaplama prosesi ile modifiye edilmiş düşük maliyetli adsorban geliştirilmesi
- Tez No: 751745
- Danışmanlar: PROF. DR. DENİZ DÖLGEN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 207
Özet
Bu çalışmada, içme suyu arıtma çamuru (DWTS) kullanılarak arsenik ve antimon adsorpsiyonu incelenmiştir. Demir hidroksit içeren DWTS, temelde 200°C'de ısıtılarak ve zirkonyum oksit ile kaplanarak modifiye edilmiştir. Böylelikle, modifiye edilmiş malzemeler DWTS-200 ve ZOC-DWTS deneylerde kullanılmıştır. Modifikasyonun etkisini değerlendirmek için DWTS-200 ve ZOC-DWTS için taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve enerji dağılımlı X-ışını spektroskopisi (EDS) ile element analizleri ve yüzey morfolojileri yapılmıştır. Adsorbanların faz bileşimleri X-ışını kırınımı (XRD) ile belirlenmiş ve yüzey alanı ve gözenek hacmi Brauner-Emmer-Teller yöntemi (BET) ile analiz edilmiştir. Adsorpsiyon parametrelerini ve optimum koşulları (pH, adsorban dozu, başlangıç konsantrasyonu, temas süresi ve yarışan iyonlar) belirlemek için toplu deneyler yapılmıştır. Adsorpsiyon kinetiği, yalancı ikinci derecede reaksiyon kinetiğine uygun bulunmuş ve DWTS-200 ve ZOC-DWTS için adsorpsiyon mekanizmaları Freundlich izotermi ile açıklanmıştır. Kolon çalışmaları sabit yatakta gerçekleştirilmiş ve adsorpsiyon sürecinin dinamikleri Thomas, Clark, Adams & Bohart ve Yoon-Nelson Modeli gibi iyi bilinen matematiksel modeller ile modellenmiştir. Adsorpsiyon kapasiteleri DWTS-200 ve ZOC-DWTS için sırasıyla 6,53 ve 9,13 mgAsg-1 olarak belirlenmiştir. Rejenerasyon çalışmaları, ZOC-DWTS'nin rejenerasyondan sonra arsenik ve antimon giderimi için etkili olmadığını, buna karşın DWTS-200'ün rejenerasyondan sonra yeniden kullanılabileceğini göstermiştir. Sonuçlar, her bir adsorbanın etkili olduğunu göstermiştir; ayrıca atık malzemeden (çamur) basit ve düşük maliyetli işlem ile elde edilen Fe-hidroksit (DWTS-200) ve Fe-Zr ikili oksit (ZOC-DWTS) sürdürülebilirlik ve ekonomi açısından avantaj sağlamıştır.
Özet (Çeviri)
In this study, the adsorption of arsenic and antimony by using a drinking water treatment sludge (DWTS) were investigated. Iron hydroxide containing DWTS was modified mainly by heating at 200℃ and coating with zirconium oxide. Then, modified materials, i.e. DWTS-200 and ZOC-DWTS were used in the experiments. Elemental analyses and surface morphologies were carried out by scanning electron microscope (SEM) and energy disperse X-ray spectroscopy (EDS) for DWTS-200 and ZOC-DWTS to assess effect of modification. Phase compositions of adsorbents were determined by X-ray diffraction (XRD) and surface area and pore volume were analyzed by Brauner-Emmer-Teller method (BET). Batch experiments were done to determine adsorption parameters and optimum conditions (pH, adsorbent dose, initial concentration, contact time, and competing ions). Adsorption kinetics fitted in pseudo second order reaction kinetics and adsorption mechanisms were defined by Freundlich isotherm for DWTS-200 and ZOC-DWTS. Column studies were performed in a fixed bed, and dynamics of the adsorption process were modeled by well-known mathematical models, e.g. Thomas, Clark, Adams & Bohart, and Yoon–Nelson Model. The adsorption capacities were determined as 6.53 and 9.13 mgAsg-1 for DWTS-200 and ZOC-DWTS, respectively. Regeneration studies were shown that ZOC-DWTS were no longer effective after regeneration for arsenic and antimony removal, whereas, DWTS-200 could be reused after regeneration. The results stated that each adsorbent were effective and producing the Fe-hydroxides (DWTS-200) and Fe-Zr binary oxide (ZOC-DWTS) from a waste material (i.e., sludge) by using a simple and low-cost process offered an advantage in terms of sustainability and economy.
Benzer Tezler
- 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
2016
Kimya MühendisliğiSelçuk ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EROL PEHLİVAN
- 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
EVREN GÖLGE
Doktora
Türkçe
2012
Gıda MühendisliğiEge ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLDEN OVA
- Modifiye edilmiş nanokompozit malzeme sentezi ve sulu ortamdan sezyumun uzaklaştırılmasında kullanımı
Synthesis of modified nanocomposite material and its use on removal of cesium from aqueous media
BİLAL ÇETİN
Doktora
Türkçe
2022
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ÖZCAN
DR. BEKTAŞ KARAKELLE
- Development of zeolite-based adsorbents for deep desulfurization of liquefied petroleum gas
Sıvılaştırılmış petrol gazının kükürtten arındırılması için zeolit esaslı adsorbanların geliştirilmesi
BETÜL BULUT
Doktora
İngilizce
2023
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞERİFE BİRGÜL ERSOLMAZ
- Novel biopolymer applications as adsorbent, drug encapsulation and controlled drug release agents
Adsorban, ilaç kapsülleme ve kontrollü ilaç salımı ajanları olarak yeni biyopolimer uygulamaları
NİLAY KAHYA
Doktora
İngilizce
2023
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATMA BEDİA BERKER