Mn(II)'nin atmosferik oksijenle oksidasyonuna organik ve inorganik maddelerin etkisi
The effect of organic and inorganic matters on Mn(II) oxidation with atmospheric oxygen
Yazar: BURAK AVŞARER
Danışman: DOÇ. DR. NEŞE TÜFEKÇİ ; YRD. DOÇ. DR. NÜKET SİVRİ
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Mangan, yüzeysel ve özellikle yer altı sularında bulunan önemli kirleticilerden birisidir.Mangan, dogal sularda çözünmüs, kolloidal veya çözünmemis katı bilesikleri halindebulunabilir. Evsel ve endüstriyel açıdan sudaki mangan konsantrasyonu dikkate alınmasıgereken bir kriterdir. Evsel sularda bulunan mangan renk ve kötü tat gibi estetik sorunlara yolaçtıgı gibi su tesisatlarında tortu ve yük kayıplarına sebep olur. Endüstriyel alanda ise sudabulunabilecek mangan, kagıt, tekstil, gıda gibi sanayi kollarında ürünlerde renk bozuklukları,boru tesisatlarında tortu gibi problemlere yol açarak ekonomik kayıplara sebep olabilir. Manganiçin kabul edilebilir degerler içme suyu için 0,05 mg/l, ve endüstride ise 0,1 mg/l degerininaltında olmalıdır. Günümüzde uygulanan baslıca mangan giderme yöntemi manganınatmosferik oksijenle oksidasyonudur. Manganın atmosferik oksijenle oksidasyonu nötr pHdegerlerinde oldukça yavas ilerleyen bir reaksiyon iken pH degeri 8 ve üzerine çıkarıldıgındareaksiyon kinetigi kabul edilebilir degerlere ulasmaktadır. Yeraltı ve yüzeysel sularda bulunanmanganın bu suların evsel ve endüstriyel kullanımında yarattıgı problemler, etkili mangangiderim yöntemlerinin kullanılmasını gerektirmektedir.Bu çalısmanın amacı basta suya sertlik veren inorganik maddeler olmak üzere dogal sulardamangan ile birlikte bulunabilecek inorganik (Ca, Mg, Ni, Zn ) ve organik (Gallik asit, Tartarikasit) maddelerin Mn(II)'nin atmosferik oksijenle oksidasyonu üzerine etkilerini incelemektir.Dört asamada gerçeklestirilen bu çalısmada baslangıçta çesitli konsantrasyonlardaki Mn(II)'ninpH degeri 9,5 olan ortamda atmosferik oksijenle oksidasyonu incelenmistir. kinci olarakinorganik maddelerin Mn(II)'nin atmosferik oksijenle oksidasyonuna etkisi incelenirken sonrakiadımda organik maddelerin Mn(II)'nin oksijenle oksidasyonu üzerine etkisi incelenmistir.Dördüncü asamada ise deneysel sonuçların yapay sinir agları kullanılarak elde edilen degerlerlekarsılastırılması yapılmıstır.Elde edilen sonuçlara baktıgımızda özellikle yüksek konsantrasyonlardaki Mg(II) varlıgındaoksidasyon hızı yavasladıgı gibi, Gallik asitin de ilerleyen reaksiyon sürelerinde Mn(II)'ninoksijenle oksidasyonunu engelledigi görülmüstür. lave olarak Yapay Sinir Agları modellemesiyapılarak egitilen verilerle deneysel veriler arasındaki tutarlılık yeterli veri seti kullanılmasıhalinde bu tip çalısmalarda YSA modellemesi yapılarak dogru öngörülere ve tutarlı sonuçlaraulasılabilecegini göstermektedir.Anahtar kelimeler : Mn(II), oksidasyon, inorganik maddeler

Abstract:
Manganese is one of the significant pollutants in surface and ground water. Manganese can befound as dissolved, colloidal or undissolved solid compounds in natural water. Manganeseconcentration is needed to consider for domestic and industrial areas. Manganese in domesticwaters causes sediments and head loss rate, aesthetic problems such as colour and deleterioustaste. In industrial area manganese may cause colour failure in paper, textile, food industriesand economic losses due to sediments in plumbings. The acceptable values for manganese mustbe less than 0.05mg/l in drinking water and 0.1mg/l in industries. Today mainly method whichis applied for removal manganese is oxidation of manganese with atmospheric oxidation.Although oxidation of manganese with atmospheric oxygen is a slow reaction at neutral pHvalues, reaction kinetic reaches acceptable values at pH 8 and over. In domestic and industrialuses problems of manganese involve utilization of effective manganese removal methods.Aim of this study is to investigate the effects of inorganic (Ca, Mg, Ni, Zn) substances causinghardness in water and organic (Gallic acid, tartaric acid) substances which can be found withmanganese in natural water on the oxidation of Mn(II) with atmospheric oxidation.In this study which is performed in four stages, oxidation of Mn(II) with atmospheric oxygen isinvestigated at 9.5 pH value. Secondly, effects of organic matters on the oxidation of Mn(II)were studied following the investigation of inorganic matters effects on the oxidation of Mn(II).At the forth stage experimental results were compared with the values obtaining from artificialnerve network.According to the results, oxidation rate decelerates at the presence of high Mn(II) concentrationand it was seen that Gallic acid prevented the oxidation of Mn(II) at rising reaction times.Additionally, consistency between datas from Artificial Nerve Networks and experimentalresults shows that it is possible to reach accurate previsions and consistent results when enoughdata set is used in similar studies.Key words: Mn(II), oxidation, inorganic substances.