Ultrases ve sıfır yüklü magnezyum ile krom (VI) içerikli suların pH kontrolsüz arıtılması
Removal of chrome (VI) from water by ultrasound and zero-valent magnesium without pH control
Yazar: EKREM ACAR
Danışman: PROF. DR. ÖNDER AYYILDIZ
Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Bu tez kapsamında, magnezyum mikro-partiküllerin ultrases kesme kuvvetleri ile aktivasyonu sonucunda krom (VI)'nın krom (III)'e indirgenmesi ve akabinde Cr(OH)3 şeklinde çöktürülerek sudan uzaklaştırılması amaçlanmıştır. Bu hedef doğrultusunda öncelikle ultrases (US) ve sıfır yüklü magnezyumun (Mg0) tekli ve ikili uygulamaları Cr(VI) gideriminde test edilmiştir. Ultrases veya magnezyumun tekli uygulamaları ile kromun indirgenmesi sınırlı düzeyde gerçekleşirken, bu metotların birlikte kullanıldığı deneysel çalışmalarda yüksek miktarlarda Cr(VI) giderimi elde edilmiştir. 
Başlangıç Cr(VI) konsantrasyonu, magnezyum doz ve ultrasonik güç gibi parametrelerin kromun indirgenmesine etkileri ayrıntılı olarak irdelenmiştir. Ultrasonik güç ve magnezyum partikül doz miktarının artmasıyla birlikte Cr(VI) indirgenme verimi artarken başlangıç krom konsantrasyonu tersi yönde bir etki yapmıştır. 
Cr(VI)'nın US/Mg0 ile indirgenmesi neticesinde oluşan oksidasyon ve redüksiyon ürünleri SEM-EDX, AAS, pH ve XRD analizleri ile açıklığa kavuşturulmuştur. Buna göre ultrasonik ortamda Cr(VI)'nın Mg0 ile pH kontrolsüz reaksiyonu sonucunda oluşan nihai oksidasyon ürünleri magnezyum hidroksit (Mg(OH)2) ve hidroksit iyonu (OH-); redüksiyon ürünü olarak ise krom hidroksit (Cr(OH)3) tespit edilmiştir.
Önerilen arıtma (US/Mg0) yöntemi ile kirletici maddelerin kimyasal indirgenmesinde asit veya tampon çözelti kullanılmadığı için suyun asit türevleriyle kirletilmesi söz konusu olmamaktadır. Ayrıca, arıtma alkali koşullarda gerçekleştiği için (pH > 10,5) oksidasyon-redüksiyon ürünleri (Mg2+ ve Cr3+) magnezyum ve krom hidroksit şeklinde çökmektedir.

Abstract:
In this study, magnesium micro-particles were activated with ultrasonic shear forces in an aim to reduce Cr(VI) to Cr(III), which was eventually removed as Cr(OH)3 at alkaline conditions. In this context, Cr(VI) was treated by ultrasound alone (US), zero-valent magnesium alone (Mg0) and simultaneous combination of these treatment methods (US/Mg0). While a single use of ultrasound or zero valent magnesium was ineffective in reduction of hexavalent chromium, their combined use lead to a significant increase in the removal efficiency. 
Effect of initial chromium concentration, magnesium powder dose, and ultrasonic power on Cr(VI) reduction was examined thoroughly. The reduction efficiency increased with increasing ultrasonic power and magnesium dose, but decreased with an increase on Cr(VI) initial concentration. 
The oxidation-reduction products from the reaction between Cr(VI) and Mg0 under ultrasonic treatment was examined using SEM-EDX, AAS, pH, and XRD measurements. Accordingly, magnesium hydroxide (Mg(OH)2) and hydroxide ion (OH-) were identified as the major oxidation by-products, while chromium hydroxide (Cr(OH)3) was detected as the sole reduction end-product during the chemical reduction of hexavalent chromium by combined US/Mg0.
The US/Mg0 method does not require acid and buffer addition which eliminates the contamination of water with acid derivatives. In addition, the proposed method has a unique advantage of removing oxidation-reduction end-products (Mg2+ and Cr3+) in the form of magnesium and chromium hydroxides (Mg(OH)2 and Cr(OH)3) at simultaneously occurring alkaline conditions.