Şeker endüstrisi arıtma çamuru kullanılarak congo red boyar maddesinin adsorpsiyonu
Adsorption of congo red dye using sugar industry sewage sludge
Yazar: SUDE KİBRİTÇİOĞLU YILDIRIM
Danışman: DOÇ. DR. FATMA EKMEKYAPAR TORUN
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Bilimleri Ana Bilim Dalı / Çevre Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Amaç: Tez çalışmasında, atıksulardan boyar maddelerin adsorpsiyonla gideriminin incelenmesi ve sistem tasarımı için gerekli parametrelerin saptanması üzerine deneysel çalışmaların yapılması amaçlanmaktadır. Erzurum ili Aziziye ilçesinde faaliyet gösteren şeker fabrikasında pancar üretim sürecinde açığa çıkan atıksuların aerobik ve anaerobik olarak biyolojik arıtımı sonucunda oluşan çamurlar kurutulup adsorbent olarak kullanılmıştır. Boya çözeltisi ise Congo red tekstil boyar maddesinin laboratuvarda sentetik olarak çözünmesiyle elde edilmiştir.
Yöntem: Adsorpsiyon, çözünmüş katı, sıvı ve gaz maddelerin atomlarının yüzeye tutunması ile ilgili kimyasal ve fiziksel bir tür adezyon kuvvetidir. Adsorpsiyon ile sentetik boyar madde giderimini sağlamak için sulu çözeltilere farklı konsantrasyonlarda adsorbent ilavesi yapılarak numunelerdeki giderim verimleri belirlenmiştir.
Bulgular: Bu çalışmada adsorpsiyona etki eden faktörlerden; pH, başlangıç boyar madde konsantrasyonu, adsorbent miktarı, temas süresi, karıştırma hızı, sıcaklık ve partikül boyutu incelenerek adsorpsiyon verimleri karşılaştırılmıştır.
Sonuç: Bu çalışmada adsorpsiyona etki eden faktörlerden; pH, başlangıç boyar madde konsantrasyonu, adsorbent miktarı, temas süresi, karıştırma hızı, sıcaklık ve partikül boyutu incelenerek adsorpsiyon verimleri karşılaştırılmıştır.
Sonuç: Bu çalışmada, Erzurum Aziziye bölgesinde faaliyet gösteren şeker fabrikasından pancar üretimi sonucunda açığa çıkan arıtma çamuru kullanılarak Congo Red boyar maddesi sulu çözeltilerden adsorpsiyon yöntemi ile uzaklaştırılmıştır. Yapılan çalışmada adsorpsiyon kinetiği ve termodinamiği incelenmiştir. Deneysel çalışmalardan elde edilen veriler, Freundlich izoterm modeli ile uyumlu olup adsorpsiyonun yalancı ikinci dereceden kinetik modele uyduğunu göstermiştir. Başlangıç boyar madde konsantrasyonunun 100 mg/L, pH'ın 11,3 (doğal pH), adsorbent konsantrasyonunun 0,3 g/L, temas süresinin 60 dk, karıştırma hızının 200 rpm, partikül boyutunun 0,2-0,5 mm aralığında ve sıcaklığın 20oC olarak belirlendiği deneysel şartlarda giderim verimi %75,2, adsorplama kapasitesi ise 25,06 mg/g olarak bulunmuştur. Congo red boyar madde adsorpsiyonunda kullanılan arıtma çamurunun yeterince verimli olduğu sonucuna varılmıştır.
Anahtar Kelimeler: Adsorpsiyon, Adsorpsiyon İzotermi, Adsorpsiyon Kinetiği, Arıtma Çamuru, Boyar Maddeler, Congo Red

Abstract:
Purpose: The aim of this thesis is to conduct experimental studies on the investigation of the removal of dyestuffs from wastewater by adsorption and the determination of the necessary parameters for system design. The sludge formed as a result of the aerobic and anaerobic biological treatment of wastewater released during the beet production process in the sugar factory operating in the Aziziye district of Erzurum was dried and used as an adsorbent. The dye solution was obtained by dissolving Congo red textile dye synthetically in the laboratory.
Method: Adsorption is a type of chemical and physical adhesion force related to the attachment of atoms of dissolved solid, liquid and gas substances to the surface. To ensure the removal of synthetic dyes by adsorption, different concentrations of adsorbent were added to aqueous solutions and the removal efficiencies in the samples were determined.
Findings: In this study, adsorption efficiencies were compared by examining the factors affecting adsorption such as pH, initial dye concentration, amount of adsorbent, contact time, mixing speed, temperature and particle size.
Results: In this study, Congo Red dye was removed from aqueous solutions by adsorption method using the sewage sludge produced as a result of beet production from the sugar factory operating in Erzurum Aziziye region. In the study, adsorption kinetics and thermodynamics were examined. The data obtained from experimental studies are compatible with the Freundlich isotherm model and show that the adsorption fits the pseudo-second order kinetic model. Under these experimental conditions, where initial dye concentration of 100 mg/L, pH 11.3 (natural pH), adsorbent concentration of 0.3 g/L, contact time with 60 min, 200 rpm mixing speed, particle size ranging from 0.2 mm to 0.5 mm. and temperature of 20oC, the removal efficiency and the adsorption capacity were found as 75.2% and 25.06 mg/g, respectively. It was concluded that the sewage sludge used in Congo red dye adsorption was sufficiently efficient.
Keywords: Adsorption, Adsorption Isotherm, Adsorption Kinetics, Sewage Sludge, Dyes, Congo Red