Tarımsal atıktan manyetik biyokömür üretimi, karakterizasyonu ve peroksimonosülfat aktivasyonu ile reaktif mavi 19 giderimi
Biochar production from agricultural waste usinghydrothermal method, characterization and removalof pollutants from aqueous solutions
Yazar: NESLİHAN KADER
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ GÖKÇE DİDAR DEĞERMENCİ
Kastamonu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Bu çalışmada, tarımsal atık olan bezelye kabuğundan (BK) farklı yakma sıcaklıklarında (400, 500 ve 600°C) üretilen biyokömür, hidrotermal yöntemle farklı demir ilaveleri (1:1, 2:1, 3:1 oranlarında) kullanılarak manyetik biyokömür (MBK) haline getirilmiş ve ardından peroksimonosülfat (PMS) aktivasyonunun Reaktif Mavi 19 boya giderimi üzerindeki etkileri incelenmiştir. Üretilen manyetik biyokömürün karakterizasyonunu belirlemek için SEM-EDS, XRD, FTIR, VSM ve BET analizleri yapılarak katalizör karakterize edilmiştir. Manyetik biyokömürü kullanılarak PMS aktivasyonu ile RM19 giderimi üzerinde çözelti pH'sı, MBK dozajı, PMS konsantrasyonu, başlangıç boyar madde konsantrasyonu, tekrar kullanılabilirliği, anyon ve doğal organik madde konsantrasyonlarının etkisi incelenerek parametreler optimize edilmiştir. En etkin parametrelerin belirlendiği bu çalışmada, 500°C yakma sıcaklığında 3:1 oranında demir ilavesi, çözelti pH'sı 3, MBK dozajı 0,2 g/L ve PMS dozajı 0,5 mM kullanıldığında %87'lik giderim veriminin elde edildiği görülmüştür. Yeniden kullanılabilirlik deneylerinde ise üretilen malzemenin 4 kez kullanılabilirliğinde RM19 giderim veriminin %87'den %79'a düşüğü tespit edilmiştir. Dördüncü kullanımda giderim veriminde bir miktar azalma olsa da %79'luk bir seviye, sistemin başarılı çalıştığını ve ileriye dönük çalışmalarda kullanılabilir olduğunu göstermektedir. Kinetik hesaplamalar sonucunda, Behnajady-Modirshahla-Ghanbery (BMG) kinetik modelinin RM19'un giderim verimini tanımlamak için daha etkili olduğu belirlenmiştir.

Abstract:
In this study, biochar produced from pea pods (PP), an agricultural waste, at different incineration temperatures (400, 500 and 600°C) was converted into magnetic biochar (MBC) by hydrothermal method using different iron additions (1:1, 2:1, 3:1 ratios) and then the effects of peroxymonosulfate (PMS) activation on Reactive Blue 19 dye removal were investigated. SEM-EDS, XRD, FTIR, VSM and BET analyses were performed to determine the characterization of the produced magnetic biochar and the catalyst was characterized. The effect of solution pH, MBK dosage, PMS concentration, initial dyestuff concentration, reusability, anion and natural organic matter concentrations on RB19 removal by PMS activation using magnetic biochar was investigated and parameters were optimized. In this study where the most effective parameters were determined, it was observed that 87% removal efficiency was obtained when iron addition was used at a ratio of 3:1, solution pH was 3, MBK dosage was 0,2 g/L and PMS dosage was 0,5 mM at an incineration temperature of 500°C. In the reusability experiments, it was determined that the removal efficiency of RB19 decreased from 87% to 79% when the produced material was used 4 times. Although there is some decrease in the removal efficiency in the fourth use, a level of 79% shows that the system works successfully and can be used in future studies. As a result of kinetic calculations, the Behnajady-Modirshahla-Ghanbery (BMG) kinetic model was found to be more effective to describe the removal efficiency of RB19.