Aktif çamurla metal iyonu ve anyonik boyarmaddenin karşılaştırmalı adsorpsiyonunun incelenmesi
Comperative adsorption of metal ion and anionic dye with activated sludge
Yazar: GAMZE TOPAL CANBAZ
Danışman: DOÇ. DR. ÜNSAL AÇIKEL
Cumhuriyet Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Proses ve Reaktör Tasarımı Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında, endüstriyel atıksularda istenmeyen derişimlerde bulunan bakır (II) iyonu ve AO74 boyarmaddenin tekli ve ikili karışımlarının adsorpsiyonu, oksijenli ve oksijensiz aktif çamur ile incelenmiştir. 
Çalışmanın ilk aşamasında tekli adsorpsiyon deneyleri yapılmıştır. Öncelikle adsorbent dozajı belirlemek için deneyler yapılmıştır ve adsorbent dozajı her iki adsorbent içinde 0.5 g olarak belirlenmiştir. Her iki adsorbent için de optimum pH belirleme çalışmasında maksimum bakır(II) ve AO74 boyarmadde adsorpsiyonunun gözlendiği pH değeri 4.0 olarak bulunmuş ve deneyler bu pH değerinde yapılmıştır. 0.5 g adsorbent içeren ortamlarda, başlangıç metal iyonu derişiminin 750 mg/L'ye kadar artmasıyla adsorpsiyon hızlarının ve adsorplanan metal iyonu ve boyarmadde miktarlarının arttığı görülmüştür. Yapılan izoterm çalışmalarında ise bakır (II) ve AO74 boyarmadde için izotermler çizilerek izoterm sabitleri hesaplanmıştır ve adsorpsiyon sisteminin her iki ioztermede uygunluk gösteriği bulunmuştur. 
Tekli sistemler için Van't Hoff denklemi ile yapılan termodinamik hesaplamalar sonucu Gibbs enerjisi (G) değerlerine bakıldığında ise, bütün derişimlerde adsorpsiyonun kendiliğinden gerçekleştiği sonucu elde edilmiştir. Hesaplanan entalpi değerleri ise bakır(II)' nin düşük derişimlerde endotermik tepkime olduğunu ve derişimin artması ile ekzotermik tepkimeler oluştuğunu, AO74 boyarmadde için ise düşük derşimlerde sistemin ekzotermik olduğunu ve derişimin artması ile endotermik tepkimeler gerçekleştiğini göstermiştir.
Tez çalışmasının son kısmında ise tek bileşenli deneylerde bulunan optimum pH değerinde, bakır(II) iyonlarının ve AO74 boyarmaddesinin farklı derişimlerdeki karışımlarının (25-500 mg/L) oksijenli ve oksijensiz aktif çamur ile adsorpsiyonu iki bileşenden birisinin başlangıç derişimi sabit tutulup, diğerinin derişimi değiştirilerek incelenmiştir. Sabit AO74 boyarmadde derişimlerinde artan bakır (II) derişimi ile adsorplanan miktar ve adsorpsiyon hızının düştüğü belirlenmiştir. Aynı şekilde sabit bakır (II) derişiminde artan AO74 boyarmadde derişimi ile adsorplanan miktar ve adsorpsiyon hızı düşmüştür. Bu sonuçlardan ikili karışımların birbirlerinin adsorpsiyonunu azaltıcı yönde birbirini etkilediği sonucuna ulaşılmıştır.

Abstract:
In this thesis study, adsorption of the single and binary mixtures of Cu(II) ions and AO74 dyes existing in undesirable concentrations in industrial wastewaters has been investigated in media containing aerobe and anaerobe activated sludge.
In the first stage of the study, the single adsorption experiments were conducted. The maximum adsorption pH of Cu(II) and AO74 dyes determined as 4.0 and the experiments were carried out at this pH value. It was investigated that the adsorption rate and adsorbed amount of metal ions increasing with increasing of initial metal ion concentration up to 750 mg/L in and 0.5g adsorbent containing mediums. The results of the two metal ion of both zeolite and sepiolite, as comparing with the adsorption rate and the absorbed amount of metal ions and AO74 dyes, adsorption values of Cu(II) and AO74 dyes are close to each other with both aerobe and anaerobe activated sludge.
In terms of the values of Gibbs free energy (G), all metal ion and dye cencentrations, it was concluded that the adsorption process occurs spontaneously. Calculated enthalpy values of copper (II) in low concentrations the reaction is endothermic and exothermic reactions occur with the increase of concentration showed. AO74 dyes of the system in a low concentrations is exothermic and endothermic reactions take place with the increase of concentration showed.
In the last part of the thesis, adsorption of different concentrations of Cu(II) and AO74 dye mixure (25-500 mg/L) with aerobe and anaerobe activated sludge were examined by holding constant the initial concentration of one of metal ion by changing the other ion concentration. AO74 dyestuff concentration constant in the increasing Cu (II) concentration and the amount adsorbed was found that the adsorption rate decreases. Likewise fixed copper (II) concentration to the concentration in the dye adsorbed amount AO74 and increasing the rate of adsorption decreased. From these results, the adsorption of binary mixtures of each other, it is concluded that the downward influence each other.