Sabit yataklı kolonda atık sulardan hekzavalent krom gideriminin incelenmesi
The investigation of removal of hexavalent chromium from wastewater in fixed bed column
Yazar: NURCAN SIVRİ
Danışman: PROF. DR. NURAN DEVECİ AKSOY
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, doğal bir zeolit olan klinoptilolitin gözenekli yapısı ve gözeneklerinde bulunan değişebilir katyonlardan faydalanılarak atık sulardan adsorpsiyon yöntemiyle hekzavalent krom giderimi incelenmiştir. Öncelikle Ming ve Dixon yöntemi kullanılarak klinoptilolitin iç (İKDK) ve dış katyon değişim kapasitesi (DKDK) belirlenmiştir. Daha sonra atık sulardan Cr(VI)  gideriminde etkili bir adsorban haline gelmesi için klinoptilolit, primer amin bileşiği olan oleilamin ile modifikasyona uğratılarak klinoptilolitin yüzey özellikleri geliştirilmiştir. Negatif yüklü olan klinoptilolit ile katyonik yüzey aktif maddenin modifikasyonu sonucunda zeolitin yüzey yüküne pozitif özellik kazandırılmıştır ve sulu çözeltilerinde oksianyon yapısındaki Cr(VI) adsorpsiyonu arttırılmıştır. Modifikasyon, klinoptilolitin DKDK'sine eşit miktarda oleilamin ile gerçekleştirilmiştir. Oleilamin ile modifiye adsorbanların karakterizasyonu TGA (Termal Gravimetrik Analiz) ve FTIR (Fourier Transform Infrared Spektroskopisi) analizleri ile yapılmıştır. Modifiye klinoptilolitin karakterizasyonundan sonra Cr(VI) giderim çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla, laboratuvar ölçeğinde sabit yataklı bir kolonda, klinoptilolit dolgu malzemesi olarak kolona yüklenmiş ve Cr(VI) giderimi sürekli sistemde incelenmiştir. Başlangıç çözelti konsantrasyonu, yatak yüksekliği ve besleme debisi gibi farklı çalışma koşullarının adsorpsiyon prosesi üzerindeki etkileri değerlendirilmiştir. Deneysel çalışmaların yanı sıra, sürekli sistemde Thomas ve BDST modelleri uygulanarak deney sonuçlarının modellenmesine çalışılmıştır.

Abstract:
The purpose of this study was the investigation of effectiveness of surfactant (oleylamine) modified Bigadiç clinoptilolite for the removal of Cr(VI) from wastewater in a fixed bed column. To that end, the Cr(VI) uptake capacity of the oleylamine modified clinoptilolite (O-H-Clinoptilolite) was investigated as a function of different operating conditions such as flow rate, initial Cr(VI) concentration and bed height. In addition, adsorption was characterized by using Thomas and BDST model. In the study, the external cation-exchange capacity (ECEC) and total cation-exchange capacity (CEC) values of clinoptilolite were determined by the method of Ming and Dixon. The ECEC and CEC values were calculated 0.296 meq/g and 1.02 meq/g in return. Afterwards for the modification, the oleylamine was used in amounts equal to the ECEC value of the clinoptilolite. Modified clinoptilolite was characterized by TGA (Thermal Gravimetric Analysis) and FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy). After modified clinoptilolite samples characterization, Cr(VI) uptake capacity of clinoptilolite was investigated in fixed bed column. Finally, the Thomas and BDST model was fitted to investigate the breakthrough behaviour of Cr(VI) onto clinoptilolite modified with oleylamine.