Reactive transport modeling of hexavalent chromium treatment by zero valent iron
Hekzavalent krom'un sıfır değerlikli demir ile arıtılmasının reaktif taşınım modellemesi
- Tez No: 915910
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ SEMA SEVİNÇ ŞENGÖR, PROF. DR. KAHRAMAN ÜNLÜ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 159
Özet
Hekzavalent krom (Cr(VI)), çeşitli endüstrilerde kullanılan, insan sağlığına ve çevreye risk oluşturan toksik bir ağır metaldir. Daha az toksik olan üç değerlikli kroma (Cr(III)) indirgenmesi, yeraltı suyunun arıtılması için uygun maliyetli sistemler olan Geçirgen Reaktif Bariyerler (GRB'ler) aracılığıyla sağlanabilir. Cr(VI) giderimini yöneten jeokimyasal süreçler ve ikincil mineral oluşumlarının reaktif ortam üzerindeki etkisi tam olarak anlaşılmamıştır ve giderim sürecinin modellenmesi halen geliştirilmektedir. Bu çalışma öncelikle jeokimyasal modelleme aracı PHREEQC ile Sıfır Değerlikli Demir (Fe(0)) kullanılarak Cr(VI) giderme işleminin modellenmesine odaklanmaktadır. Modelleme çalışması daha önce literatürde yayınlanmış deneysel verilere dayanmaktadır. Bu çalışmanın temel amaçları şunlardır: (1) ikincil mineraller tarafından pasifleştirmeyi içeren bir kinetik reaksiyon ağı geliştirmek, (2) ikincil mineral oluşumunun farklı konsantrasyon ve akış hızlarında Fe(0)'ın reaktif kapasitesi üzerindeki etkisini incelemek, (3) girdi parametreleri üzerinde bir duyarlılık analizi ve (4) değişen giriş Cr(VI) konsantrasyonlarının giderme performansı üzerindeki etkisini değerlendirmek için tahmin modelleri oluşturmak. Sonuçlar, simülasyon sonunda Fe(0)'ın sistemde bulunmasına rağmen, yüzey pasivasyonu nedeniyle reaktif yüzey alanının tamamen tükendiğini ve Fe(0) konsantrasyonları arttıkça yüzey pasivasyonunun etkisinin azaldığını göstermektedir. Ayrıca model tahminleri, girişteki Cr(VI) konsantrasyonu arttıkça arıtılan por hacminin üssel olarak azaldığını ortaya çıkarmaktadır. Bu modelleme çalışmasının sonuçları, Cr(VI) giderimini etkileyen jeokimyasal süreçler hakkında bilgi sağlamaktadır ve bu da demir bazlı PRB uygulamalarının etkinliğinin arttırılmasına yardımcı olabilir.
Özet (Çeviri)
Hexavalent chromium (Cr(VI)) is a toxic heavy metal used in various industries, posing risks to human health and the environment. Its reduction to less toxic trivalent chromium (Cr(III)) can be achieved through Permeable Reactive Barriers (PRBs), which are cost-effective systems for groundwater remediation. The geochemical processes governing Cr(VI) removal and the impact of secondary mineral formations on reactive media are not fully understood, and the modeling of the remediation process is still being developed. This study primarily focuses on modeling Cr(VI) removal process using ZVI with the geochemical modeling tool PHREEQC. The modeling study is based on experimental data previously published in the literature. The main objectives of this study are to: (1) develop a kinetic reaction network that includes passivation by secondary minerals, (2) examine the impact of secondary mineral formation on the reactive capacity of ZVI at different concentrations and flowrates, (3) perform a sensitivity analysis on input parameters, and (4) build prediction models to evaluate the effect of varying inlet Cr(VI) concentrations on removal performance. The results indicate that although ZVI remains in the system at the end of the simulations, its reactive surface area is fully depleted due to surface passivation and the effect of surface passivation diminishes as ZVI concentrations increase. Furthermore, the model predictions revealed that as the inlet Cr(VI) concentration increases, the remediated Pore Volumes (PVs) decrease exponentially. The results of this modeling study provide insights into the geochemical processes affecting Cr(VI) removal, which can help enhance the design of iron-based PRB applications.
Benzer Tezler
- Geochemical modeling of NCG injection in a geothermal well using doublet well model
Çift kuyu modeli kullanılarak jeotermal kuyuda NCG enjeksiyonunun jeokimyasal modellemesi
BUĞRAHAN İLGİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Petrol ve Doğal Gaz MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiPetrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERHAT AKIN
DR. SELÇUK EROL
- Cap rock integrity in CO2 storage
CO2 depolamada örtü kayaç bütünlüğü
CHANTSALMAA DALKHAA
Doktora
İngilizce
2010
Petrol ve Doğal Gaz MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiPetrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ENDER OKANDAN
- B and Se transport modeling in saturated/ unsaturated zones
Doymuş/ doymamış bölgelerde B ve Se taşınımının modellenmesi
O. EMİN YÜREKLİTÜRK
Yüksek Lisans
İngilizce
2002
Çevre Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÖKMEN TAYFUR
DOÇ. DR. SACİDE ALSOY
- Modeling the effect of variable pH on the biodegradation of hydrocarbons in groundwater
Değişken pH'ın hidrokarbonların yer altı suyundaki biyolojik bozunmasına etkisinin modellenmesi
MURAT SAVAŞ SARIOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2003
Çevre MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiÇevre Bilimleri Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. NADİM COPTY
- Reactive transport of uranium in subsurface: Modeling biogeochemical dynamics and impact of field scale heterogeneity
Yeraltında uranyum reaktif taşınımı: Biyojeokimyasal süreçlerin ve alansal heterojenite etkilerinin modellenmesi
SELİN GÖKÇE
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Çevre MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SEMA SEVİNÇ ŞENGÖR