Metal kaplama endüstrisi atıksularının doğal materyaller ve anyonik sürfaktanlarla yüklenmiş TİO2 kompozitleriyle giderimi
Removal of metal coating industry wastes with natural materials and TİO2 compounds loaded by anionic surfactants
Yazar: AYŞENUR ÇOLAK
Danışman: PROF. DR. SEMRA ÇORUH
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Bu çalışmada TiO2 ve doğal bir materyal olan sepiyolit kili, çinko ve bakır ağır metallerini içeren atık suların adsorpsiyonu için adsorbent olarak seçilmiştir. Sepiyolit ve TiO2 yüzeyine çinko ve bakır içeren sentetik hazırlanmış atık suların adsopsiyonu üzerine, başlangıç ağır metal konsantrasyonu, çözleti pH'sı, adsorbent miktarı, adsorbentin partikül büyüklüğü ve temas süresinin etkisi zamanın bir fonksiyonu olarak incelendi. Ayrıca mekanik öğütme yöntemi ile öğütülmüş nano-kompozitler ve modifiye edilmiş nano-TiO2 ile çinko ve bakır içeren atıksuların adsorpsiyonu üzerine etkileri araştırılmıştır. Adsorpsiyon izotermi ve kinetik çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Adsorpsiyon dengesine 90. dakikada ulaşılmıştır. Artan konsantrasyon ile adsorplanan çinko ve bakır miktarının arttığı ancak yüksek konsantrasyonlar için adsorbent miktarının yetersiz kaldığı bu nedenle giderim veriminin düştüğü saptanmıştır. Artan pH ile adsorplanan madde miktarının ve adsorpsiyon veriminin arttığı tespit edilmiş ve optimum sonuçlara pH 8'de ulaşılmıştır. İncelenen tüm şartlar altında, sepiyolit üzerine bakırın maksimum adsorpsiyonu % 97.62, çinko üzerine maksimum adsorpsiyonu % 99.56, TiO2 üzerine bakırın maksimum adsorpsiyonu % 95.36, çinko üzerine maksimum adsorpsiyonu % 95.90, mekanik öğütülmüş nano-kompozit üzerine bakırın maksimum adsorpsiyonu % 98.93, çinkonun maksimum adsorpsiyonu % 97.98, modifiye edilmiş nano-TiO2 üzerine bakırın maksimum adsorpsiyonu % 85.75 ve çinkonun maksimum adsorpsiyonu % 95.3 olarak belirlenmiştir. İzoterm incelemelerinde adsorpsiyonun Langmuir izoterm modeline uyduğu tespit edilmiştir. Kinetik incelemelerden adsorpsiyonun yalancı ikinci derece kinetik modele uygun olduğu tespit edildi.

Abstract:
In this study, TiO2 and sepiolite clay, a natural material, were selected as adsorbents for the adsorption of wastewater containing zinc and copper heavy metals. The effect of initial heavy metal concentration, pH of adsorbent, amount of adsorbent, particle size of adsorbent and contact time on the adsorption of synthetically prepared wastewater containing zinc and copper on the surface of sepiolite and TiO2 was investigated as a function of time. In addition, the effects of mechanical and milled nano-composites and modified nano-TiO2 on the adsorption of zinc and copper containing wastewater were investigated. Adsorption isotherm and kinetic studies were performed. Adsorption equilibrium was reached at 90 minutes. It has been found that the amount of zinc and copper adsorbed with increasing concentration increases but the amount of adsorbent is insufficient for high concentrations, therefore, the removal efficiency decreases. It was determined that the amount of adsorbed substance and adsorption efficiency increased with increasing pH and optimum results were reached at pH 8. Under all conditions examined, the maximum adsorption of copper on sepiolite was 97.62%, the maximum adsorption on zinc was 99.56%, the maximum adsorption of copper on TiO2 was 95.36%, the maximum adsorption on zinc was 95.90%, the maximum adsorption of copper on mechanically milled nano-composites, the maximum adsorption of zinc on zinc. The maximum adsorption of copper on the modified nano-TiO2 was 85.75% and the maximum adsorption of zinc was 95.3%. In isotherm examinations, adsorption was found to be in accordance with Langmuir isotherm model. Adsorption was found to be suitable for pseudo second order kinetic model.