Çapraz akışlı mikrofiltrasyon ile bakır analizi
Copper removal with hybrid crossflow micro filtration
Yazar: GÖZDE SEÇKİN
Danışman: DOÇ. DR. AHMET KARAGÜNDÜZ
Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü / Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Kurşun, kadmiyum, krom, cıva, kalay, bakır, çinko, nikel gibi ağır metallerin toksik özellikleri üzerine araştırmalar son 25-30 yıldır aktif bir şekilde devam etmektedir. Hemen hemen tüm metaller belirli bir miktarın üzerinde alındıklarında toksik etki yaratırlar. Hatta metallerin büyük bir kısmı, çok düşük derişimlerde bile toksik etki yarattıkları için sağlık ve çevre açısından çok önemlidirler.Bu çalışmada hibrit çapraz akışlı filtrasyon tekniği ile Cu(II) iyonlarının bir kil türü olan beydellite adsorplanarak mikrofiltrasyon ile sulu çözeltilerden ayrılması amaçlanmıştır. Beydellit kullanılarak adsorplanan bakır iyonları 0.45 ? m gözenek boyutuna sahip selülozik nitrat membranlar kullanılarak çapraz akışlı mikrofiltrasyonla ayrıştırılmıştır. Mikrofiltrasyon sistemi 1 bar sabit basınç altında çalıştırılmıştır. Deneyler, 4 farklı beydellit konsantrasyondaki ve pH=3, pH=4 ve pH=5 olmak üzere üç farklı pH değeri ile gerçekleştirilmiştir. Oluşan süzüntüden farklı zamanlarda numuneler alınarak bakır analizleri yapılmıştır. Beydellit ile birlikte anyonik bir yüzey aktif madde kullanılarak adsorpsiyon kapasitesinin artırılması sağlanmış ve bu şekilde hazırlanan deney düzeneklerindeki çıkış numunelerinde bakır ve KOI analizleri gerçekleştirilmiştir. Deney sonuçları elde edilen akı zaman grafikleri ile yorumlanarak her bir deney grubu için pH değerine karşılık gözlenen sonuçlar değerlendirilmiştir. Kek direnci, porozite, sıvı geçirgenliği ile proses süresi arasında sonuçlar yorumlamıştır.Yapılan çalışmalar sonucunda yüzey aktif madde kullanılmayan durumlardaki akı azalmalarının ve bakır giderim veriminin, kullanılan duruma göre daha az olduğu görülmüş, akı azalmasına bağlı bakır giderimleri grafiklerle gösterilmiş ve açıklanmıştır. pH, kek direncinin artması ile membran kek tabakası artmakta, dolayısı ile kirlilik artmakta ve akı azalmaktadır. Membran kirlenmesi üzerindeki en etkili parametrenin yüzey aktif madde kullanımı olduğu anlaşılmış, artan yüzey aktif madde kullanımının kek direnci, kirlilik ve KOI üzerine etkileri grafiklerle belirtilmiştir.

Abstract:
The investigations about the toxicality of heavy metals such as public, cadmium, chrome, mercury, spelter, copper, zinc, nickel have been going on for last 20-25 years. Almost all metals cause toxical effects when they are taken more than a defined level. In fact since most of metals cause toxical effect even they are taken in less molality they are very important for healty and environment.Target of this study is to remove Copper(II) ions from aqueous solution using adsorbed beidellite (type of clay) by hybrid cross flow filtration. Copper(II) ions adsorbed by beidellite has been separated by cross flow micro filtration system using cellulosic nitrate membrane which has pore size 0.45 ? m. The microfiltration pressure was kept in stable at 1 bar level. The experiments were performed in four different concentrations of beidellite at pH=3, pH=4 and pH=5 . The samples were taken in different times from prepared filtrate for copper analysis. Sulfactant with beidellite was used to increase the adsorbtion capacity, then copper analysis and chemical oxygen demand analysis were performed by using prepared filtrate. The results were commented by flux-time graphics evaluated for the different pH levels. The resistance of cake, porosity, permeability, and process time were commented.It was realized that the reduction of flux and efficiency of copper removal is less when sulfactant was not used. Copper removal was explained according to the reduction of flux by using graphics. Membrane cake layer is increased by increasing pH and cake resistance, as a result contamination is increased and the flux decreased. The results proofed that; the most effective parameter is sulfactant on membrane contamination. Cake resistance, contamination and chemical oxygen demand is shown by graphics according to the level of sulfactant.