Atık sulardan ağır metal gideriminde katyonik temelli hidrojellerin etkinliği
Эффективность гидрогелей на основе катионов в удалении тяжелых металлов из сточных вод
Yazar: BAGDAD KASYBAEVA
Danışman: PROF. DR. NAHİT AKTAŞ
Kırgızistan-Türkiye Manas Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Ağır metal iyonlarının toksisitesi canlılarda birçok sağlık sorununa neden olmaktadır. Ağır metal iyonlarının konsantrasyonunu canlı organizmalara ve canlıların sağlığına tehdit oluşturmayacak düzeye indirmek için yüksek verimli, çevre dostu, kullanımı kolay ve işletme maliyeti düşük yeni alternatif yöntemlerin geliştirilmesi için birçok araştırmalar yapılmaktadır. 
Bu tezin amacı, ağır metallerin uzaklaştırılması için endüstriyel atık su arıtımında katyonik bazlı hidrojelleri kullanmak ve hidrojellerin özelliklerini incelemek. Hidrojellerin en önemli özelliği şişme kapasitesidir. Çünkü, bir hidrojelin şişme kabiliyeti ne kadar yüksek ise, yüzey alanı o kadar büyür, ve bu adsorpsiyonu daha efektif yapar.
Bu araştırmada p(2-akrilamido-2-metil-1-propansülfonik asit sodyum tuzu) hidrojeli (AMPS), p(3-akrilamidopropil-trimetil amonyum klorür) hidrojeli (APTMACl) ve bu iki homopolimerik hidrojelden sentezlenen AMPS-со-APTMACl kopolimerik hidrojellerini Kırgızistanda'ki maden fabrikasından salınan atık sulardaki ağır metallerin giderimi için uygulandı ve sonuçlar elde edildi.
Hidrojellerin şişme deneylerinden elde edilen sonuçlara göre: En yüksek şişme katsaıyısını veren hidrojel, APTMACl (3636%) olarak bulundu. Farklı pH'larda (2.00-12.00) yapılan deney ise, pH-8.00'de AMPS hidrojeli mükemmel şiştiğini (4348%) gösterdi.
Atık sudaki ağır metal giderimi için hidrojeller uygulandığında, genel olarak Cu2+ ve Fe2+ iyonları için daha uygun olduğunu gösterdi. Başlangıçta atık sudaki  Fe- 9.20 ppm olan konsantrasyonu AMPS- 0.13 ppm, APTMACl- 0.12 ppm, AMPS-co-APTMACl- 0.16 ppm'e indirdi, ve başlangıçtaki 4.71 ppm olan Cu konsantrasyonunu APTMACl- 0.6 ppm ve AMPS-co-APTMACl- 1.76 ppm'e kadar adsorbe edebildi.
Anahtar Kelimeler: Homopolimerik ve kopolimerik hidrojel, adsorpsiyon, ağır metal, atık su arıtımı.

Abstract:
Toxicity of heavy metal ions causes many health problems in living organisms. In order to reduce the concentration of heavy metal ions to a level that does not pose a threat to living organisms and their health, many researches are carried out to develop new alternative methods that are highly efficient, environmentally friendly, easy to use and have low operating costs.
The aim of this thesis is to use cationic based hydrogels in industrial wastewater treatment for heavy metals removal and to investigate the properties of hydrogels. The most important property of hydrogels is their swelling capacity. Because, the higher the swelling ability of a hydrogel, the larger the surface area, and this makes adsorption more effective.
In this study, p(2-acrylamido-2-methyl-1-propanesulfonic acid sodium salt) hydrogel (AMPS), p(3-acrylamidopropyl-trimethyl ammonium chloride) hydrogel (APTMACl) and AMPS-со-APTMACl copolymeric hydrogels synthesised from these two homopolymeric hydrogels were applied for the removal of heavy metals in wastewater released from gold mining industries in Kyrgyzstan and results were obtained.
According to the results obtained from the swelling experiments of hydrogels APTMACl (3636%) was found to be the hydrogel with the highest swelling coefficient. The experiment performed at different pHs (2.00-12.00) showed excellent swelling of AMPS hydrogel (4348%) at pH-8.00.
Hydrogels were applied for heavy metal removal in wastewater, it was generally more suitable for Cu2+ and Fe2+ ions. The initial Fe concentration of 9.20 ppm in wastewater was lowered to 0.13 ppm (AMPS), 0.12 ppm (APTMACl), 0.16 ppm (AMPS-co-APTMACl). The Cu2+ concentration of 4.71 ppm increased to 0.6 ppm (by APTMACl) and 1.76 ppm (by AMPS-co-APTMACl)
Keywords: Homopolymeric and copolymeric hydrogels, adsorption, heavy metals, wastewater treatment.