Perlit ve zeolit kullanılarak atıksulardan Ni, Zn, Pb giderim verimlerinin belirlenmesi
Determination of removal efficiencies from Ni, Pb, Zn, wastewaters using perlite and zeolite
Yazar: SİNAN MEHMET TURP
Danışman: YRD. DOÇ. DR. ASUDE ATEŞ
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Atık su arıtma = Waste water treatment ; Ağır metal giderimi = Heavy metal removal ; Ağır metal kirliliği = Heavy metal pollution ; Ağır mineraller = Heavy minerals

Özet:
Anahtar Kelimeler: Atıksu arıtım, Nikel giderimi, Çinko giderimi, Kurşun giderimi, Perlit, Zeolit, Yapay sinir ağları, Ağır metallerin arıtımıSu ve atıksularda bulunan ağır metaller, halk sağlığını tehdit eden ve çevreye zararı açısından günümüzde en önemli sorunlarından biridir. Hızla artan endüstrileşmeden dolayı atıksularda bulunan zehirli ağır metallerin miktarı da giderek artmaktadır. Ağır metaller atıksulara elektro-kaplama, farmakolojik üretim, metal sanayi gibi birçok sanayinin üretim faaliyetleri sonucu çıkardığı atıklardan karışmaktadır. Türkiye'de atıksulardaki nikel ağır metali için sınır değerler çeşitli sektörler için yaklaşık 3 mg Ni/L, çinko için 3 mg Zn/L, kurşun içinse 0,5 mg Pb/L'dir. Yüksek ağır metal derişimlerinde insanlarda çeşitli kanserlere kronik hastalıklara sebep olmaktadır. Su ve atıksulardan ağır metal gideriminde kullanılan birçok metot mevcuttur. En çok kullanılan metotlar iyon değişimi, ultrafiltrasyon, kimyasal ayrıştırma, ters ozmoz ve adsorpsiyondur. Bu çalışmada atıksuyun içerisindeki nikel çinko ve kurşun ağır metallerinin, perlit ve zeolit ile adsorpsiyonu deneysel çalışmalardan elde edilen verileri kullanarak, her bir ağır metal için nikel, çinko ve kurşun giderim verimini ayrı ayrı tahmin eden bir yapay sinir ağı (YSA) modeli geliştirilmiş ve modelin kullanılabilirliği test edilmiştir. Geliştirilen YSA modelinde girdi değişkenleri olarak giriş derişimi, temas süresi, adsorban miktarı alınmış ve çıktı değişkeni olarak da nikel giderim verimi çinko giderim verimi ve kurşun giderim verimi alınmıştır. Sonuç olarak geliştirilen YSA modelinin nikel çinko ve kurşunun giderim verimlerini tahmin etmede etkili olduğu görülmüştür. Nikel ? Zeolit ile yapılan YSA giderim verimindeki belirlilik katsayısı 0,997, Nikel - Perlit ile yapılan YSA giderim verimindeki belirlilik katsayısı 0,93, Çinko ? Zeolit ile yapılan YSA giderim verimindeki belirlilik katsayısı 0,98'dir. Çinko ? Perlit ile yapılan deneysel verimlerin YSA'ya uygulanmasından alınan sonuçlar ortalama karesel hata ve belirlik katsayısı sırasıyla 0,0002679 ve 0,995'tir. Ancak kurşun ağır metali ihtiva eden bir atıksuda zeolit çok daha iyi giderim verim elde etmesine rağmen, perlit doğal malzemesiyle giderim sağlanamamıştır. Ancak perlit, diğer iki ayrı ağır metalde (çinko ve nikel) iyi verimler (%83-91) elde ettiği görülmüştür.

Abstract:
The heavy metals found in the water and the wastewater is one of the most crucial problems on account of public health and environmental protection. Due to the increasing industrialisation, the amount of heavy metals found in the wastewater is increasing gradually. The heavy metals mix into the wastewater as a result of the production facilities done by the industries such as electro-plating, pharmacologic production and metal industries. The border values of the heavy metals are 3 mg Ni/L for nickel and 3 mg Zn/L for zinc and 0,5 mg Pb/L for the lead in various sectors in the wastewaters in Turkey. The high concentrations of the heavy metals lead to various forms of cancer and chronic illnesses in human lives. There are several methods for the removal of heavy metals from the water and the wastewaters. The most common methods used are ion alternation, ultra filtration, chemical decomposition, reverse osmosis and adsorption. In this study, by using the experimental data obtained from the experimental studies the heavy metal nickel in the wastewater and its adsorption with perlite and zeolite was analysed, and an artificial neural network (ANN) aiming at predicting the removal of each heavy metal nickel, zinc and lead was developed and the availability of this model was tested. In the developed ANN model, the input concentration, contact time, the amount of adsorbent are taken as the input variables and the efficiency of nickel, zinc and lead removals were taken as the output variables. Consequently, the developed ANN model was efficient on account of predicting the efficiency of the removal nickel, zinc and lead concentrations. Although in a wastewater containing lead heavy metal the zeolite obtains a more efficient removal, the removal couldn?t be done only with the natural material perlite. However, the efficiency of perlite was better in each of the two heavy metals zinc and nickel.