Sularda bulunan siyanürün emülsiyon sıvı membran tekniği kullanılarak giderimi
The removal of cyanide from waters by using emulsion liquid membrane technique
Yazar: NAZLI AYYILDIZ TURAN
Danışman: PROF.DR. HANİFE BÜYÜKGÜNGÖR
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2006
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Bu çalışmada, sulardan siyanür giderimi üzerine Emülsiyon Sıvı Membran(ELM) sistemini oluşturan parametrelerin etkileri incelenmiştir. İç sucul faz vemembran fazların yüksek hızda karıştırılmasıyla meydana getirilen emülsiyon faz iledış sucul fazdan oluşturulan ELM sistemlerinde; iç sucul faz sıyırıcı bileşeni olaraksodyum hidroksit ve sodyum klorür; membran faz çözücü bileşeni kerosen, parafin,toluen ve kloroform; yüzey aktif bileşen olarak da tetraoktil amonyum klorür (TOACl)kullanılmıştır. Bu parametrelerin derişim, miktar ve çeşitlerinin sulardan siyanürgiderimi üzerine etkileri incelenmiş ve kimyasal, fiziksel, ekonomik faktörler ışığındaoptimum değerleri belirlenmiştir. Dış fazdaki siyanür konsantrasyonunun azaltılmasıiçin yapılan çalışmaların yanı sıra, ELM sisteminin siyanür arıtımı esnasında suortamındaki Kimyasal Oksijen İhtiyacı(KOİ) yüküne olan katkısını incelemek amacıylada deneyler yürütülmüştür. Ayrıca membran stabilitesinin belirlenmesi için dış suculfazda sodyum analizleri yapılmıştır.Yaklaşık 100mgCN- /L siyanür içeren 250mL hacmindeki dış sucul faz özelliklerikorunarak yapılan çalışmalar sonucunda; membran faz hacmi 22mL [%97kloroform+toluen(%29; %68), %3 SPAN80, iç sucul faz hacmi 18mL(0,5N NaOH),emülsifikasyon hızı 10000 devir/dakika, emülsifikasyon süresi 1 dakika ve reaktörkarıştırıcı hızı 300devir/dakika olarak optimum değerler belirlenmiştir. Optimumdeğerlerin belirlenmesinde, kısa sürede(â¤30dak.) yüksek kirletici giderimi(>%95) veemülsiyon stabilitesi dikkate alınmıştır. Bu çalışmada, arıtım işlemi(dispersiyon-ekstraksiyon-sıyırma/çökeltme) sonrası dış sucul faz siyanür içeriğinin 10 mg/L'ninaltına düşürülmesi hedeflenmiş ve optimum parametre değerleriyle oluşturulmuş ELMsistemlerinin çoğunda bu değere yaklaşılmıştır. Ayrıca, oluşturulan ELM sistemlerinindış sucul faz pH ve siyanür konsantrasyonu giderimi üzerine etkileri de incelenmiştir.Sonuç olarak %99'un üzerinde yüksek giderim verimleri arıtımın ilk 20 dakikalıkperiyotlarında elde edilmiş ve siyanür konsantrasyonu 10,0 mg/L'nin altına düştüğügörülmüştür. Sentetik atıksuyun ortalama 40 mg/L olan başlangıç KOİ değerininarıtımın sonunda eklenilen kimyasallar nedeniyle yaklaşık olarak 220 mg/L'ye ulaştığıbelirlenmiştir.Anahtar Kelimeler: Emülsiyon Sıvı Membran(ELM) Tekniği, su arıtımı, siyanürgiderimi, sistem parametreleri, siyanür toksisitesi.

Abstract:
In this study, the effects of parameters of Emulsion Liquid Membrane (ELM)system on the removal of cyanide from waters have been investigated. In ELMsystems which were formed external phase and emulsion phase which was occurredby high rate mixing internal and membrane phases, sodium hydroxide and sodiumchlorine as stripping reagent of internal aqueous phase; kerosene, parafine,choloroform and toluene as solvent, sorbitan monooleate and Tween85 assurfactant, TOACl as extractant of membrane phase were used. The effects ofconcentrations, amounts and kinds of these parameters on the removal of cyanidefrom waters have been investigated and their optimum values have been determinedconsidering physical, chemical and economic factors.Besides the studies made fordecreasing the cyanide concentration in external phase, the experiments wereconducted to investigate the contribution of ELM system to the Chemical OxygenDemand (COD) load of the phase medium during the cyanide treatment.As a result of the experimental studies; optimum values have been determined asthe volume of membrane phase consist of 97% chloroform +toluene (29%; 68%), 3%SPAN80 is 22mL, the volume of internal aqueous phase consist of 0,5 N NaOH is18mL, emulsification rate is 10000rpm, emulsification time is 1 minute and reactormixer rate 300rpm keeping the same characteristics of all the external aqueousphase consist of roughly 100mg/L cyanide ion of 250mL volume. For thedetermination of the optimum values, higher solute (cyanide ion) removal efficiency(>95%) and emulsion stability in a short treatment time (â¤30min) have been takeninto account. In this study, reduction of external aqueous phase cyanideconcentration below 10 mg/L has been aimed after treatment process(dispersion-extraction-stripping/settling) and this aim has been approached in the most of ELMsystems formed by optimum parameter values. Also, it has been investigated that theeffects of different pH values on cyanide concentration of external aqueous phase.Consequently, high removal values above 99% were obtained in the first twentyminutes of the treatment and it was observed that the cyanide concentration wasdecreased below 10,0 mg/L. However, it was determined that the initial COD value ofsynthetic wastewater which was averagely 40 mg/L reached approximately 220 mg/Lat the end of the treatment, because of the added chemicals.Key Words: Emulsion Liquid Membrane (ELM) Technique, water treatment, cyanide,system parameters, cyanide toxicity.