Doğal ve piroliz uygulanmış tarımsal atıklar ile sulu çözeltilerden boyarmadde giderimi
Dyestuff removal from aqueous solution with natural and pyrolysis-treated agrcultural waste
Yazar: ESRA TEKİN
Danışman: DOÇ. DR. ZÜLEYHA REÇBER
Iğdır Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Biyomühendislik ve Bilimleri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Bu çalışmada, doğal ve piroliz yöntemi ile biyokömür haline getirilen tarımsal atık kullanılarak sulu çözeltilerden adsorpsiyon yöntemi ile boyar madde giderimi incelenmiştir. Tarımsal atık olarak Kars Şeker Fabrikası'ndan temin edilen ve şeker endüstrisi atığı olarak bilinen şeker pancarı küspesi kullanılmışken adsorbat olarak metilen mavisi çözeltisi tercih edilmiştir. Denemelerde, pH, temas süresi, partikül boyutu, karıştırma hızı, başlangıç boya konsantrasyonu, adsorbent miktarı, sıcaklık ve piroliz işleminin adsorpsiyon verimi üzerine etkisi araştırılmıştır. Elde edilen veriler Langmuir, Freundlich, Temkin ve Dubinin-Radushkevich izotermlerine uygulanmış ve verilerin Freundlich izotermlerine uyum sağladığı sonucuna varılmıştır. Adsorpsiyonda, doğal şeker pancarı küspesi kullanılması durumunda optimum koşullar; temas süresi 60 dakika, karıştırma hızı 200 rpm, başlangıç pH'sı 8, partikül boyutu 75-125 µm ve sıcaklık 25 ˚C olarak belirlenmiş ve %86,76'lık boya giderim verimi elde edilmiştir. Piroliz uygulanmış şeker pancarı küspesi ile aynı deneysel koşullarda %91,61'lik boya giderim verimine ulaşılmıştır. Kinetik veriler için dört farklı kinetik model (yalancı birinci derece, yalancı ikinci derece, partikül içi difüzyon ve elovich) kullanılmış ve adsorpsiyonların yalancı ikinci derece kinetik modeline uyduğu belirlenmiştir. Metilen mavi adsorpsiyonunun termodinamik parametreleri, adsorpsiyon işleminin kendiliğinden gerçekleştiğini (∆Go<0), ekzotermik (∆Ho˃0) olduğunu ve ayrıca katı-sıvı arayüzeyinde azalan düzensizliği göstermiştir.

Abstract:
In this study, the removal of dyestuff from aqueous solutions by adsorption method using natural agricultural waste and agricultural waste converted into biochar by pyrolysis method was examined. While sugar beet pulp, known as sugar industry waste and supplied from Kars Sugar Factory, was used as agricultural waste, methylene blue solution was preferred as adsorbate. In the experiments, the effects of pH, contact time, particle size, mixing speed, initial dye concentration, adsorbent amount, temperature and pyrolysis process on adsorption efficiency were investigated. The obtained data were applied to Langmuir, Freundlich, Temkin and Dubinin-Radushkevich isotherms and it was concluded that the data fit Freundlich isotherms. Optimum conditions in the case of using natural sugar beet pulp for adsorption; were determined as a contact time of 60 minutes, a mixing speed of 200 rpm, an initial pH of 8, a particle size of 75-125 µm, and a temperature of 25 ˚C, and maximum dye removal of 86.76% was obtained. Dye removal efficiency of 91.61% was achieved under the same experimental conditions with pyrolysis-treated sugar beet pulp. For kinetic data, four different kinetic models (pseudo-first-order, pseudo-second-order, intraparticle diffusion and elovich) were used and it was determined that the adsorptions fit the pseudo-second-order kinetic model. Thermodynamic parameters of methylene blue adsorption showed that the adsorption process was spontaneous (∆Go<0), exothermic (∆Ho˃0), and also reduced disorder at the solid-liquid interface.