Su ortamında bulunan diklofenak bileşiğinin adsorpsiyon, koagülasyon ve birleşik koagülasyon prosesleri ile gideriminin araştırılması
Investigation of the removal of diclophenac compound in twater by adsorption, coagulation and combined coaulation processes
Yazar: ESİN ARAS
Danışman: DOÇ. DR. KADİR ÖZDEMİR
Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Bu çalışmada içme suyu kaynaklarında görülen ve genellikle mikrokirletici olarak ilaç endüstrisinde ilaç etken maddesi üretilen Diklofenak bileşeğinin laboratuvar ölçekli olarak adsorpsiyon, koagülasyon ve birleştirilmiş koagülasyon prosesleri ile giderim potansiyeli araştırılmıştır. Deneysel çalışmalarda kullanılan su örnekleri Ulutan Baraj suyu ve Ulutan içme suyu arıtma tesisi çıkışından alınmıştır. Deneysel çalışmalarda adsorpsiyon proseslerinde adsorbent olarak tek duvarlı karbon nanotüp (SWNT), çok duvarlı karbon nanotüp (MWNT) ve toz aktif karbon (PAC) kullanılmıştır. Koagülasyon deneylerinde ise konvansiyonel koagulant olarak Alum kullanılmıştır. Bu çalışmada öncellikle deneysel olarak pH ve iyonik gücün diklofenak adsoprlama kapasitesi üzerindeki etkileri incelenmiştir. Özellikle en yüksek diklofenak adsorplama kapasitesi asidik pH değerlerinde görülmüştür.İyonik gücün etkisinin tespiti farklı konsantrasyonlarda (0.2, 0.4, 0.6, 0.8 ve 1 mol/L) NaCl kullanıldı. Yapılan çalışmalarda İyonik güç olarak 0.6 M üzerindeki konsantrasyonlarda diklofenak adsorplama kapasitesinin arttığı tespit edilmiştir. Yapılan adsorpsiyon deneylerinde elde edilen verilere göre meydana gelen adsorpsiyon mekanizmasının Freundlich izotermi (R2= 0.99) ile tasvir edildiği ortaya konulmuştur. Bununla beraber Ulutan Baraj suyu ve Ulutan içme suyu arıtma tesisi çıkış suyundan alınan su örneklerinin konvansiyonel (Alum) ile koagülasyonu neticesinde diklofenak gideriminin sırası ile %34.27 ve %12.3 gibi oldukça düşük olduğu tespit edilmiştir. Diğer yandan karbon nano tüpler (SWNT, MWNT) ve Alum ile birlikte gerçekleştirlen birleşik koagülasyon proseslerinde diklofenak gideriminin %90'ların üzerinde yüksek seviyelerde meydana geldiği belirlenmiştir.

Abstract:
In this study, the removal potential of Diclofenac compound, which is seen in drinking water sources and is generally produced as a micropollutant in the pharmaceutical industry, was investigated by adsorption, coagulation and combined coagulation processes on a laboratory scale. The water samples used in the experimental studies were taken from Ulutan Dam water and Ulutan drinking water treatment plant outlet.In experimental studies, single-walled carbon nanotube (SWNT), multi-walled carbon nanotube (MWNT) and powdered activated carbon (PAC) were used as adsorbent in adsorption processes. Alum was used as conventional coagulant in coagulation experiments.In particular, the highest diclofenac adsorption capacity was observed at acidic pH values.
Different concentrations of NaCl (0.2, 0.4, 0.6, 0.8 and 1 mol/L) were used to determine the effect of ionic strength. In this study, the effects of pH and ionic strength on diclofenac adsorption capacity were investigated firstly.In the studies, it was determined that the diclofenac adsorbing capacity increased at concentrations above 0.6 M as ionic strength. According to the data obtained in the adsorption experiments, it was revealed that the adsorption mechanism that occurred was described by the Freundlich isotherm (R2 = 0.99).However, as a result of coagulation of water samples taken from Ulutan Dam water and Ulutan drinking water treatment plant effluent with conventional (Alum), it was determined that the removal of diclofenac was very low as 34.27% and 12.3%, respectively. On the other hand, it was determined that diclofenac removal occurred at high levels above 90% in combined coagulation processes performed with carbon nanotubes (SWNT, MWNT) and Alum.