Lignoselülozik biyokütle atığı kullanılarak metilen mavisi boyar maddesinin arıtma karakteristiklerinin incelenmesi
Investigation of treatment characteristics of methylene blue dye from wastewater using lignocellulosic biomass waste
- Tez No: 977890
- Danışmanlar: DOÇ. DR. YASEMEN KALPAKLI, DR. ÖZNUR DÜLGER KUTLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Suyun canlı yaşamındaki önemi tartışılmazdır. İnsanoğlunun yaşamsal faaliyetleri sonucunda oluşan atık sular ise tüm dünyayı tehtit etmektedir. Atık suyun en büyük kaynakları arasında endüstriyel faaliyetler gelmektedir. Tekstil endüstrisi kaynaklı atık sular ise üretim proseslerinde ciddi oranda su kullanımı sebebiyle ilk sırada yer almaktadır. Boyama prosesleri renkli atık su çıktısına neden olmaktadır. Boyar madde içeren atık suların kontrolsüz deşarjı ekosistem için ciddi tehtit oluşturmaktadır. Birçok ülke boyar madde içeren atık suların çevreye verilmesinde özel deşarj limitleri ve yönetmelikler uygulamaktadır. Durum bu denli ciddiyken atık suların arıtılması geçmişten günümüze araştırmacıların ilgi odağı olmuş konulardandır. Biyolojik, fiziksel, kimyasal ve fizikokimyasal birçok arıtma yöntemi bulunmaktadır. Düşük proses giderleri, operasyonel basitliği ile performanslı boyar madde giderimi adsorpsiyonu birçok arıtma tekniğinden avantajlı kılmaktadır. Ayrıca birçok farklı prosesle desteklenebilir olması ve geniş adsorban seçeneği daha yüksek adsorpsiyon verimi sunmak ile ekonomik ve çevresel sürdürülebilirliği desteklemektedir. Bu çalışmada mikrodalga destekli kurutularak hazırlanmış evsel siyah çay atıkları adsorbent olarak kullanılmıştır. Çay atıkları ile metilen mavisi (MM) boyar maddesinin giderimi konvansiyonel adsorpsiyon ve ultrasonik ışınımlı (US) adsorpsiyon prosesleri ile karşılaştırmalı olarak incelenmiş olup reaktif oksijen türlerinin (ROS) boyar madde giderimine katkısı değerlendirilmiştir. Çayın karakterizasyon çalışmaları XRD, FT-IR, FESEM, zeta potansiyeli ve pH titrasyonu analizleri ile gerçekleştirilmiştir. FT-IR analizi çayın yapısındaki fonksiyonel gruplar hakkında bilgi verirken çayın yapısında bulunan fenolik ve kromofor grupların varlığını doğrulamaktır. XRD analizi ile çayın selülozik yapısı doğrulanmıştır. Zeta potansiyeli -21,9 mV olarak ölçülmüş ve pH titrasyonu analizi ile“sıfır yük noktası”pHpzc 5,7 olarak belirlenmiştir. FE-SEM analizi ile çayın mikro yapısı incelenmiştir. Ayrıca EDS analizleri ile çayın elemental bileşimi ve adsorpsiyon sonrasında yüzeye tutunan boyar maddeyi bildiren elementler tespit edilmiştir. Optimum çalışma koşullarını belirlemek amacıyla gerçekleştirilen analizlerde her iki proses için pH değeri 9 olarak belirlenmiştir. Konvansiyonel adsorpsiyon için optimum adsorban dozu 0,05 g ve temas süresi 75 dk olarak, US ışınımlı adsorpsiyon prosesi için ise adsorban dozu 0,03 g, temas süresi ise 65 dk olarak belirlenmiştir. Konvansiyonel adsorpsiyon prosesi için en uygun izoterm modeli Langmuir (R2 = 0,9619) olarak belirlenmiştir. US ışınımlı adsorpsiyon prosesi için ise sırasıyla; Langmuir (R2 = 0,9843), Freundlich (R2 = 0,9787), Temkin (R2 = 0,9601), Sips (R2 = 0,9588) ve DR (R2 = 0,9111) izotermi olarak belirlenmiştir. En uygun kinetik model her iki proses için de yalancı ikinci dereceden kinetik model olarak belirlenmiştir. Termodinamik çalışmalar konvansiyonel adsorsiyonun ekzotermik, kendiliğinden gerçekleştiğini belirtmektedir. ROS etkisinin incelendiği çalışmalar Hidroksil radikalinin MM bozunumunda önemli role sahip olduğunu bildirmektedir. Deneysel sonuçlar, siyah çayın MM gideriminde konvansiyonel ve US ışınımlı adsorpsiyon prosesleri için etkin bir adsorban olduğunu ve ROS türlerinin oluşumunu desteklediği yönündedir.
Özet (Çeviri)
The importance of water in living things is indisputable. Wastewater generated as a result of human activities poses a threat to the entire world. Industrial activities are among the largest sources of wastewater. Wastewater from the textile industry grade first due to the significant amount of water used in production processes. Dyeing processes cause colored wastewater output. Uncontrolled discharge of wastewater containing dyes poses a serious threat to the ecosystem. A large number of countries apply special discharge limits and regulations for the discharge of wastewater containing dyes into the environment. While the situation is so serious, treatment of wastewater has been a subject of interest for researchers from past to present. There are many biological, physical, chemical and physicochemical treatment methods. Low process costs, operational simplicity and highperformance dye removal make adsorption advantageous over many treatment techniques. In addition, it can be supported by many different processes and offers a wide range of adsorbent options, while supporting economic and environmental sustainability. In this study, domestic black tea waste prepared by microwave assisted drying was used as adsorbent. The removal of methylene blue (MM) dye from tea wastes was investigated comparatively by conventional adsorption and ultrasonic radiation (US) adsorption processes and the contribution of reactive oxygen species (ROS) to the dye removal was evaluated. Characterization studies of tea were carried out by XRD, FT-IR, FE-SEM, zeta potential and pH titration analyses. While FT-IR analysis provides information about the functional groups in the structure of tea, it also confirms the presence of phenolic and chromophore groups in the structure of tea. The cellulosic structure of tea was confirmed by XRD analysis. Zeta potential was measured as -21.9 mV and the“zero charge point”pHpzc was determined as 5.7 by pH titration analysis. In addition, the elemental composition of tea and the elements indicating the dye adsorbed on the surface after adsorption were determined by EDS analyses. In the analyzes carried out in order to determine the optimum working conditions, the pH value was determined as 9 for both processes. The optimum adsorbent dose was determined as 0.05 g and contact time as 75 min for conventional adsorption, and the adsorbent dose was determined as 0.03 g and contact time as 65 min for US radiation adsorption process. The most suitable isotherm model for the conventional adsorption process was determined as Langmuir (R2 = 0.9619). For the US radiation adsorption process, they were determined as Langmuir (R2 = 0.9843), Freundlich (R2 = 0.9787), Temkin (R2 = 0.9601), Sips (R2 = 0.9588) and D-R (R2 = 0.9111), respectively. The most suitable kinetic model was determined as the pseudo secondorder kinetic model for both processes. Thermodynamic studies indicate that conventional adsorption is exothermic and spontaneous. Studies examining the ROS effect report that the Hydroxyl radical has an important role in MM degradation. Experimental results show that black tea is an effective adsorbent for conventional and US radiation adsorption processes in MM removal and promotes the formation of ROS species.
Benzer Tezler
- Salix babylonica (Salicaceae) atıklarından iyon değiştirici aktif karbonun elde edilmesi ve atık suların arıtımında kullanılması: hedef sıfır atık
Obtaining ion exchange-activated carbon from Salix babylonica (salicaceae) wastes and using it in the treatment of wastewater: the target is zero waste
SENA EREN
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Kimya MühendisliğiÇanakkale Onsekiz Mart ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HASAN ARSLANOĞLU
ÖĞR. GÖR. FERİDE NAİME TÜRK
- Lignoselülozik biyokütlenin yüksek basınçlı sıcak su ile hidrolizi ve elde edilen ligninden aerojel üretimi
Hydrolysis of lignocellulosic biomass with liquid hot water and preparation of aerogels from obtained lignin
ASLIHAN KAZAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
BiyoteknolojiEge ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZLEM YEŞİL ÇELİKTAŞ
- Lignoselülozik biyokütlenin inorganik bileşenlerinin uzaklaştırılmasının kül özellikleri üzerine etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect on ash properties of removal of inorganic components from lignocellulosic biomass
ÖVÜL HALİL ÇÖP
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HANZADE AÇMA
- Biyokütle kaynaklarının tavuk gübresinin yanma kalitesine etkisi
Fuel properties and incineration behavior of poultry litter blended with sweet sorghum bagasse and pyrolysis oil
ÜMİT PEHLİVAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
EnerjiSakarya ÜniversitesiYenilenebilir Enerji Sistemleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SAİM ÖZDEMİR
- Yer fıstığı kabuğundan hazırlanan karbon türevi malzemelerin hidrojen depolama kapasitelerinin belirlenmesi
Determination of hydrogen storage capacity of carbon derivative materials prepared from peanut shells
MERVE BOYLUCA