Endüstriyel atık suda polimerler kullanılarak alüminyum giderimi
Aluminum removal in industrial wastewater using polymers
Yazar: NUR DEMET DOĞANLAR ÇAKMAK
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ CEREN OKTAR
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Adsorpsiyon = Adsorption ; Atık su = Waste water ; Ağır metal giderimi = Heavy metal removal ; Organize sanayi bölgeleri = Organized industrial zones ; Polimerler = Polymers

Özet:
Türkiye ve dünyada son yıllarda su kirliliği ile ilgili büyük sorunlar yaşanmaktadır. Su kirliliğine büyük ölçüde sebep olan kaynaklar endüstriyel kaynaklı olmakta ve sanayi bölgelerindeki atık sularda çeşitli su kirlilikleri ortaya çıkmaktadır. Ağır metal kirlilikleri bu kirliliklerin arasında yer almaktadır. Ağır metal kirliliği insan sağlığı açısından ciddi tehlikeler oluşturmaktadır. Ağır metal kirlilikleri arasında yer alan, alüminyum kirliliği endüstriyel atık su kirliliği açısından üzerinde çok çalışılmamış bir konudur. İnsan sağlığı üzerinde olumsuz etkileri ve deşarj sınır değerlerinin düşük olması nedeniyle bu tez kapsamında gerçekleştirilen çalışmalarda adsorpsiyon sistemleri kurularak alüminyumun atık sulardan uzaklaştırılması amaçlanmıştır. Serbest radikal polimerizasyon tekniği ile poli-Hidroksi Metakrilat (pHEMA) kriyojelleri sentezlenmiştir. Eş zamanlı olarak boyar madde ligandı içeren pHEMA-Congo Red kriyojelleri de sentezlenmiştir. Sentezlenen kriyojeller ile adsorpsiyon deneyleri gerçekleştirilmiştir. Sentezlenen kriyojellerin karakterizasyon çalışmaları Fourier dönüşümü kızılötesi spektroskopisi (FTIR), taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve şişme testi ile yapılmıştır. Karakterizasyon analizlerinden sonra adsorpsiyon deneyleri gerçekleştirilmiştir. Adsorpsiyon çalışmaları farklı pH ve farklı alüminyum derişim değerlerinde yapılmıştır. Bunun sonucunda adsorpsiyon verimlilikleri incelenerek alüminyum giderimi için kullanılabilecek optimum çalışma şartları belirlenmiştir. Atık su analizleri indüktif eşleşmiş plazma atomik emisyon spektroskopisi (ICP-AES) cihazında yapılmıştır. Sentetik atık su ile yapılan çalışmalar endüstriyel atık sular kullanılarak tekrarlanmıştır. Başlangıç alüminyum derişiminin ve pH`ın, kriyojellerin adsorpsiyon hızına ve kapasitesine etkisi incelenmiştir. Sentezlenen pHEMA ve pHEMA-CR kriyojellerinin alüminyum giderim performansları karşılaştırılmıştır. Tekrarlanan adsorpsiyon/desorpsiyon döngüsü ile kriyojellerin tekrar kullanılabilir olduğu gözlemlenmiştir.

Abstract:
In recent years, there have been major problems related to water pollution in Türkiye and the world. The sources that cause water pollution are generally industrial wastewater. For this reason, various water pollutions occur in wastewater in industrial areas. Heavy metal pollutions are among these pollutions. Heavy metal pollution is a serious source of danger for human health. Aluminum pollution, which is among the heavy metals, is a parameter that has not been studied much in terms of industrial wastewater pollution due to its negative effects on human health and low discharge limit values, the studies carried out within the scope of this thesis aimed to remove aluminum from wastewater by setting up adsorption systems. Poly-Hydroxy Methacrylate (pHEMA) cryogels were synthesized using the free radical polymerization technique. Simultaneously, pHEMA-Congo Red cryogels containing dye ligands were also synthesized. Adsorption experiments were carried out with these cryogels. Characterization studies of the synthesized cryogels were carried out by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM) and swelling test. After characterization analyses, adsorption experiments were carried out. Adsorption studies were carried out at different pH and different aluminum concentration values. As a result, adsorption efficiencies were examined and optimum operating conditions that could be used for aluminum removal were determined. Wastewater analyzes were performed on an induction-coupled plasma atomic emission spectroscopy (ICP-AES) device. Studies conducted with synthetic wastewater were repeated using industrial wastewater. The effect of initial aluminum concentration and pH on the adsorption rate and capacity of cryogels was examined. The aluminum removal performances of the synthesized pHEMA and pHEMA-CR cryogels were compared. It was observed that the cryogels were reusable with repeated adsorption/desorption cycles.