Endüstriyel atıksulardaki ağır metallerin çeşitli adsorbanlar kullanılarak giderilmesi
Removal of heavy metals in industrial wastewater by using various adsorbents
Yazar: ESMA BURCU RONA
Danışman: DOÇ. DR. EMEK DERUN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Adsorpsiyon = Adsorption ; Adsorpsiyon kinetiği = Adsorption kinetic ; Ağır metal giderimi = Heavy metal removal ; Ağır metal kirliliği = Heavy metal pollution ; Endüstriyel atık su = Industrial waste water ; İzotermler = Isotherms

Özet:
Bu çalışmanın amacı endüstriyel gelişmeye bağlı olarak her geçen gün artan ağır metal tehlikesine dikkatleri çekmek ve ağır metal kirliliğinin en yoğun olduğu atık sulardan ağır metalleri uzaklaştırma yöntemlerini araştırmaktır. Bu çalışmada, kendileri de birer atık olan boraks çamuru ve taban külü numuneleri kullanılarak atık sudan bakır, çinko ve nikel adsorbe edilerek atıkla atık arıtma gibi çevreci bir yaklaşımla numunelerin ağır metal giderim kapasiteleri tespit edilmeye çalışılmıştır. 
Deneysel çalışmalarda optimum reaksiyon sıcaklığı ve pH bulunduktan sonra farklı derişimler ve temas süreleri ile deneysel veriler toplanmış, elde edilen veriler ışığında Cu, Zn ve Ni in boraks çamuru ve taban külü ile adsorpsiyon mekanizmasının kinetik ve izotermik davranışları ayrıntılı olarak incelenmiştir.
Boraks çamurunun ağır metal uzaklaştırma potansiyelleri değerlendirildiğinde en uygun izoterm modelli sıralaması Cu için Langmuir=Temkin> Harkins-Jura>Freundlich;  Zn ve Ni için Temkin>Langmuir˃Freundlich>Harkins-Jura olarak tespit edilmiştir. Taban külünde ise en uygun izoterm modeli sıralaması Cu için Langmuir>Temkin˃ Freundlich>Harkins-Jura; Zn için Freundlich>Langmuir˃Temkin >Harkins-Jura ve Ni için Harkins-Jura˃Freundlich> Langmuir>Temkin olarak tespit edilmiştir. Aynı zamanda Temkin izoterm sabiti bT değerleri adsorbat ve adsorban arasındaki fiziksel etkileşime işaret etmektedir.
Bu çalışmada kinetik modelleme yapılırken her iki adsorbanla (boraks çamuru ve taban külü) Cu, Zn ve Ni gideriminde; adsorbsiyon mekanizmasını açıklamak için yüksek regresyon katsayıları veren yalancı ikinci dereceden kinetik model uygun bulunmuştur. 
Son olarak, q max değerleri incelendiğinde hem boraks çamurunun hem de taban külünün ağır metal adsorbsiyonunda (Zn˃Cu˃Ni adsorbsiyon kapasitesi sırasıyla) alternatif düşük maliyetli adsorbanlar olarak kullanılabileceği öngörülmüştür.

Abstract:
The aim of this study is to draw attention to the heavy metal danger which is increasing day by day due to industrial development and to investigate the methods of removing heavy metals from wastes where heavy metal pollution is the most intense. 
In this study, the heavy metal removal capacities of the samples have been tried to be determined with an environmentalist approach, such as waste treatment with waste while removing copper, zinc and nickel by using boraks sludge and bottom ash samples, which are themselves waste.
After the optimum reaction temperature and pH were found in experimental studies, experimental data were collected with different concentrations and contact times. In the light of the data obtained, the kinetic and isothermic behaviors of the adsorption mechanism of boron sludge and bottom ash of Cu, Zn and Ni were investigated in detail. 
When the heavy metal removal potentials of borax sludge were evaluated, the most suitable isotherm model ranks are Langmuir = Temkin> Harkins-Jura>  Freundlich for Cu and Temkin>Langmuir> Freundlich> Harkins-Jura for both Zn and Ni. 
In the base of bottom ash, they are Langmuir> Temkin˃ Freundlich> Harkins-Jura for Cu; Freundlich>Langmuir˃Temkin >Harkins-Jura for Zn and Harkins-Jura˃Freundlich> Langmuir>Temkin for Ni. In order to explain the adsorption mechanism, pseudo second order kinetic model were found to be the most appropriate model with high regression coefficients. At the same time, the precaution isotherm constants (bT )indicate the physical interaction between the adsorbate and the adsorbent.
Finally, when q max values are examined, it can be said that both borax sludge and bottom ash can be used as alternative low cost adsorbents in heavy metal adsorption (Zn˃Cu˃Ni adsorption capacity respectively).