Toz halinde Fe0 ve Al0 ile nitratın kimyasal denitrifikasyonu
Chemical denitrification of nitrate by Fe0 and Al0 powder
Yazar: ZEYNEP TUĞRUL
Danışman: Y.DOÇ.DR. SÜLEYMAN MAZLUM
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2006
Konu: Kimya = Chemistry ; Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
TOZ HAL NDE Fe0 VE Al0 LE N TRATIN K MYASAL DEN TR F KASYONUZeynep TUĞRULÇevre Mühendisliği Anabilim Dalı, Yüksek Lisans Tezi, 46s, 2006Anahtar Kelimeler: Kimyasal denitrifikasyon, alüminyum, Fe0 tozu, Fe+2 kaplı kum,tam karışımlı kesikli reaktör, sürekli akışlı sabit yataklı reaktör, sürekli akışlı akışkanyataklı reaktör.Tarımsal aktivitelerden gelen yayılı kirleticiler ile noktasal kirletici deşarjları gerekyüzeysel sularda ve gerekse yeraltı sularında nitrat konsantrasyonunun artmasına nedenolmaktadır. Nitrat, su kaynaklarında belli konsantrasyon değerinin üzerine çıktığındainsan sağlığı üzerinde, özellikle bebeklerde, olumsuz etkiler oluşturmaktadır. Bunedenle su ihtiyacının, nitrat ile kirlenmiş su kaynaklarından temin edilmesi durumundanitratların bu kaynaklardan uygun arıtma yöntemleriyle giderilmesi gereklidir.Bu çalışmada nitratların kimyasal yolla giderimi konusunda laboratuarda deneysel testçalışmaları yapılmıştır. Bu amaçla Al0 tozu, Fe0 tozu ve Fe+2 kaplı kum granülmateryalleri kullanılarak muhtemel kimyasal indirgenme sürecinde nitrat giderimpotansiyeli araştırılmıştır. Literatür bilgilerinde önerilen uygun koşullar dikkate alınarakAl0 ile yapılan test çalışmasında bazik ortam koşulları, Fe0 ve Fe+2 ile yapılan testçalışmalarında ise asidik ortam koşulları tercih edilmiştir. Test çalışmaları, hem kesikliişletim ve hem de sabit ve akışkan yataklı sürekli akışlı işletim koşullarındadenenmiştir. Al0 ile yapılan test çalışmalarında en yüksek giderime (%30) 23 mg/Lbaşlangıç nitrat konsantrasyonu testinde fosfat tamponu varlığında, 400 mg/L Al0başlangıç dozajında, 9.3 başlangıç pH değerinde ve 15 ºC sıcaklık test koşullarında 2saat sürede ulaşıldı. Fe0 ile yapılan test çalışmalarında ise en yüksek giderime (%81) 21mg/L başlangıç nitrat konsantrasyonu testinde fosfat tamponu yokluğunda kesiklireaktörde 3 grFe0/L dozajında, 25 ºC sıcaklıkta ve başlangıç pH değeri 2,2'de 30 dksürede ulaşıldı. Bu çalışma ile içme suyu kaynaklarındaki nitratların Al0 ve Fe0 ilekimyasal indirgenme sürecinde giderilebilme potansiyelinin olduğu gözlenmiştir. Ancakindirgeme prosesinin mühendislik uygulamalarında kullanılmadan önce pratikuygulanabilirliğine ilişkin olarak konu üzerinde daha fazla araştırma yapılmasınagereksinim vardır.Jüri: Yrd. Doç. Dr. Hüsnü DEM RPENÇEYrd. Doç. Dr. Mehmet KILIÇYrd. Doç. Dr. Süleyman MAZLUM

Abstract:
CHEMICAL DENITRIFICATION OF NITRATE BY Fe0 AND Al0 POWDERZeynep TUĞRULEnvironmental Engineering Department, Post Gradute Thesis, 46pg, 2006Key Words: Chemical denitrification, aluminium powder, iron powder, ferrous-ion coatedsand, batch tank, continuous-flow packed-bed column, continuous-flow fluidized bed column.Pollutant discharges form both nonpoint and point sources cause increments in nitrateconcentrations both in surface water and ground water resources. Nitrate concentrations abovecertain concentrations harm human health, particularly to babies. That is why if the drinkingwater supply is to be provided from nitrate-polluted resources, this pollutant is to be removedapplying appropriate treatment methods.In this study, some test studies concerning the nitrate removal by chemical reduction wereconducted in lab-scale studies. In this context, Al0 and Fe0 metal powders as well as ferrousion covered sand granules have been tested for their potential towards nitrate-reduction. Sincethe early studies in the literature suggested that the right conditions for reduction is providedin basic media for Al0 and in acidic conditions for Fe0 tests, this suggestion was pursued inthis study. Both batch and continuous flow in fixed-bed and fluidized-bed conditions wereexperimented. The highest removal of nitrate (%30) was achieved at 23 mgNO3-/L initialconcentration test run in the presence of phosphate buffer having initial Al0 dosage of 400mg/L, initial pH of 9.3 and at 15ºC within 2 hours contact period. The highest removal ofnitrate (%81) was achieved at 21 mgNO3-/L initial concentration test run in the absencephosphate buffer having initial Fe0 dosage of 3 g/L, initial pH of 2.2 and at 25ºC within 30hours contact period. This study suggested that there exists a potential to reduce nitrates inwater supplies by Al0 and Fe0 powders. However before putting this chemical reductionprocess into practice more research is needed regarding the practical applicability of thechoice.Jury: Yrd. Doç Dr. Hüsnü DEM RPENÇEYrd. Doç Dr. Mehmet KILIÇYrd. Doç Dr. Süleyman MAZLUM