Adsorpsiyon yöntemi ile Kestanbol jeotermal kaynağından bor gideriminin araştırılması
Boron removal from Kestanbol geothermal water using adsorption
Yazar: DİLEK DEMİR
Danışman: DOÇ. DR. DENİZ ŞANLIYÜKSEL YÜCEL
Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Enerji Kaynakları ve Yönetimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Enerji = Energy ; Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering
Dizin: Adsorpsiyon = Adsorption

Özet:
Alp-Himalaya orojenik dağ kuşağında bulunan Türkiye, genç volkanizma ve yoğun tektonik aktivite nedeni ile jeotermal enerji potansiyeli bakımından zengindir. Türkiye'nin kuzeybatısındaki Çanakkale ilinde bulunan Kestanbol jeotermal alanında, sıcaklığı 75 °C olan bir jeotermal sondaj ve sıcaklıkları 58-69 °C arasında değişen birçok jeotermal çıkış vardır. Jeotermal sondajdan taşınan akışkan termal otelde ısıtma ve balneolojik uygulamalarda kullanıldıktan sonra Ilıca Dere'ye deşarj edilmektedir. Kestanbol jeotermal akışkanı yüksek konsantrasyonda bor (11,88 mg/l) içermektedir. Bu çalışmada ilk kez adsorpsiyon yöntemi ile uçucu kül kullanılarak Kestanbol jeotermal akışkanından bor giderimi araştırılmıştır. Bunun için, jeotermal sondajdan alınan su örnekleri laboratuvarda farklı deneysel koşullarda (sıcaklık, pH, karışım süresi, adsorban miktarı) kesikli adsorpsiyon deneyleri yapılmış ve bu koşulların jeotermal sudan bor giderimine olan etkisi incelenmiştir. Optimum adsorban miktarının 24 saat sonunda oda sıcaklığında 9 g ve 10 g uçucu kül/100 ml jeotermal su olduğu ve %90'ın üzerinde giderim sağlandığı tespit edilmiştir. Bor giderim verimi artan uçucu kül miktarı ve temas süresi ile artmış, fakat artan sıcaklık ile azalmıştır. Adsorpsiyon dengesini açıklamak için Langmuir ve Freundlich modelleri kullanılmıştır. Sözde birinci derece, sözde ikinci derece, parçacık içi diffüzyon ve Elovich modelleri ile kinetik parametreler belirlenmiştir. Ayrıca adsorpsiyon sürecinin doğasını açıklamak için termodinamik çalışmalar yapılmıştır.  

Anahtar Kelimeler: Jeotermal akışkan, kirlilik, adsorpsiyon, bor.

Abstract:
Turkey, located in the Alpine-Himalayan orogenic mountain belt, is among the richest countries in the world in terms of geothermal energy potential due to its young volcanism and intense tectonic activities. In the Kestanbol geothermal field located in the south of Çanakkale, there is a geothermal borehole with a temperature of 75 °C and many geothermal springs with temperatures varying between 58 and 69 °C. The fluid carried from the geothermal drilling is discharged to Ilıca Stream after being used in heating and balneological applications in the thermal hotel. Kestanbol geothermal fluid contains a high concentration of boron (11.88 mg/L). In this study, boron removal from Kestanbol geothermal fluid was investigated for the first time using fly ash by the adsorption method. Batch adsorption tests were performed in the lab on water samples from geothermal drilling under various conditions, including temperature, pH, mixing time, and adsorbent amount. The batch experiments examined the impact of these parameters affected the removal of boron from geothermal water. After 24 hours, it was determined that the optimum amount of adsorbent was 9 g and 10 g of fly ash/100 mL of geothermal water at room temperature, with over 90% removal achieved. Boron removal increased with fly ash amount and contact time, but decreased with increasing temperature. Langmuir and Freundlich models were used to describe the adsorption equilibrium. Kinetic parameters were determined using quasi-first-order, quasi-second-order, intra-particle diffusion, and Elovich models. Additionally, thermodynamic studies have been conducted to elucidate the nature of the adsorption process.

Keywords: Geothermal fluid, pollution, adsorption, boron.