Production of activated carbon fibers from date palm for industrial wastewater treatment
Endüstriyel atık suların arıtımı için hurma ağacından elde edilen aktif karbon liflerinin üretimi
- Tez No: 841030
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ CEM GÖL, PROF. DR. WALEED M. SH. ALABDRABA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Bolu Abant İzzet Baysal Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 131
Özet
Irak, hurma üretiminde dünyada ilk sırada yer almaktadır ve bu sebeple büyük miktarda tarımsal atık meydana gelmektedir. Bu tez kapsamında aktif karbon lifi üretimi için hammadde olarak hurma lifleri kullanılarak aktif karbon lifi (ACF'ler) üretmek amaçlanmaktadır. Bu kapsamda elde edilen aktif karbon liflerine kimyasal iyileştirme iki temel basamakta, dayanıklılıklarını ve pratik verimliliklerini artırma amacıyla yapılmıştır. Elde edilen aktif karbon lifleri ile Salah al-Din Valiliği'ndeki bulunan Baiji rafinerisinden alınan petrol atığı ihtiva eden su örnekleri üzerine deneyler gerçekleştirilmiştir. Bu kapsamda, adsorpsiyon verimini etkileyen değişkenlerin farklı değerleri (pH, karıştırma hızı, karbon miktarı, temas süresi ve sıcaklık) belirlenmiştir. Adsorpsiyon dengesi, 70 °C'de, 6.0 pH'da ve 400 devir/dakika karıştırma hızında 120 dakika değerlerini ihtiva eden parametreler ile sağlandı. Elde edilen sonuçlar, ACF-NC-LDH'nin kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ) giderim verimliliğinin %99,32'ye ulaştığını ve tüm kirleticilerin giderim verimliliğinin %99,26 olduğunu gösterdiği 1g/300ml karbon miktarında. PAC-NC-LDH'nin (KOİ) giderim verimliliği yaklaşık olarak %89,31 idi ve tüm kirleticilerin toplam giderim verimliliği 1g/300ml karbon miktarında %90,3 olarak belirlendi. Deneysel sonuçlar, doğrusal, Langmuir ve Freundlich izoterm modelleri ile uyumlu olduğunu göstermektedir. Veriler, gözenek difüzyonu tarafından kontrol edilen bir yarı-ikinci derece kinetik modeline başarıyla uyarlanmıştır. ΔH0, ΔG0 ve ΔS0 termodinamik parametre değerleri hesaplanmıştır, bu da adsorpsiyonun kendiliğinden ve endotermik özellikte olduğu belirlendi. Bu süreçte, aktivasyonlu karbon/endüstriyel atıksu arayüzündeki düzensizlik ve rastlantısallığın arttığını gösteren veriler elde edilmiştir. Önemli bir şekilde, çeşitli kirleticilerin konsantrasyonları, incelenen adsorpsiyon süreci tarafından çok düşük değerlere indirilmiştir. Optimizasyon sürecinin kabul edilebilirliğini belirlemek için aktif karbon liflerine (ACF-NC-LDH) ve toz aktif karbona (PAC-NC-LDH) Yanıt Yüzeyi Yöntemi (RSM) uygulanmıştır. Sonuç olarak üretilen aktif karbon liflerinin ve toz aktif karbonun endüstriyel atık suların arıtılması için adsorpsiyon işlemlerinde güvenle kullanılabileceğini gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
This study aims to produce activated carbon fibers (ACFs) due to the implementation of the experiment in the State of Iraq and the fact that Iraq ranks first in the world in the production of dates and the large amount of agricultural waste that results from it. Date palm fibers were identified as the raw material for the production of activated carbon fibers. The activated carbon fibers were chemically treated to increase their durability and practical efficiency through two basic processes. Practical experiments were carried out with the obtained activated carbon samples on contaminated oily water samples from the Baiji refinery in Salah al-Din Governorate. Different values of variables affecting the adsorption efficiency were determined (pH, stirring speed, carbon dose, contact time and temperature). Adsorption equilibrium was reached after 120 min at pH 6.0 with a stirring rate of 400 rpm at 70 °C. The results obtained showed that the chemical oxygen demand (COD) removal efficiency of ACF-NC-LDH reached 99.32% and the removal efficiency of all pollutants reached 99.26% at 1g/300ml carbon dosage. The COD removal efficiency of PAC-NC-LDH was about 89.31%, and the total removal efficiency of all pollutants was 90.3% at 1g/300ml carbon dosage. The experimental results show agreement with linear, Langmuir, and Freundlich isotherm models. The data were successfully fitted to a pseudo-second-order kinetics model, suggesting pore diffusion control. Thermodynamic parameters (ΔH0, ΔG0, and ΔS0) were calculated, and showed spontaneous and endothermic adsorption. The process resulted in increased disorder at the activated carbon/industrial wastewater interface. In particular, the adsorption effectively reduced the concentrations of several contaminants to minimal levels. To ensure the acceptability of the optimisation process, response surface methodology was applied to activated carbon fibers (ACF-NC-LDH) and powdered activated carbon (PAC-NC-LDH). According to the results obtained, it was demonstrated that the produced activated carbon fibers and powdered activated carbon could be safely used in adsorption processes for the treatment of industrial wastewater.
Benzer Tezler
- Vitamin A ve gümüş nanotanecik katkılı cilt maskesi üretimi
Production of skin mask containing vitamin A and silver nanoparticles
TUĞÇE KADAKAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELEK MÜMİNE EROL TAYGUN
- İç ortam havasından eş zamanlı partikül madde ve toluen giderimi için nanolif ve aktif karbon içeren filtre sisteminin geliştirilmesi
Simultaneous removal of particle material and toluene from indoor air with development of a filter system containing nanofiber and activated carbon
MELİKE ERDEM YAVAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DERYA YÜKSEL İMER
- The effect of production parameters on the properties of continuous graphene oxide fibers
Üretim parametrelerinin sürekli grafen lif özellikleri üzerine etkisi
MERVİN ÖLMEZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HACER AYŞEN ÖNEN
- Alkali ile aktive edilmiş harç ve atık çelik tel donatılı betonların (SIFCON) fiziksel, mekanik ve dayanıklılık özelliklerinin araştırılması
A study on the investigation of physical, mechanical and durability properties of alkali activated mortars and waste steel fiber reinforced concretes (SIFCON)
SAADET GÖKÇE GÖK
Doktora
Türkçe
2020
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. ÖZKAN ŞENGÜL
- İnsan saçından üretilmiş aktif karbonun kullanımı
Use of human hair produced active carbon
OĞUZHAN KOTAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Kimya MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HATİCE BAYRAKÇEKEN